第十四章 级进模.pdf

第十四章级进模为了改进带料在模具中的移动，级进模能够在每个行程中，在两个或 更多的工位上进行一系列的项压加工.个工位可以安装一副或多副模具 进行加工，但带料必须从第一个工位开始通过每一个级进的工位，以生声 用完整的零件.模具中可以安排一个或多个轮空工位，使带料定位或作为 调整工倬使用.带料在每个行程中运动的直线距离称为进距或步距，注也等于前后工 位月的距离.带料翦it通过模具时，其无用部分被切掉，留F的是一些带状或片状 连接物，从而送1脾具的各个工位.有些工件是由单个坯件制成的，并 不是连接成串.此时,为了使坯件能够一步一步地移动，必须使用机械手 或其他送料机构，在级进模中进行的加工工序，也可以成为独立的工序在单个模具中来 完成，但需要单独的送料和定位,在级进模中，工序始终保持与带料连 接，并用自动送料进给，进行快而准确的定位.第一节级进模的选择用级进模生产出的零件比用一系列单工序模具加工出的零件经济得 多.在大批量生产时.对于零件的劳务费用,用单工序的模具生产远比用 级进模具生产费用高.但级进模生产应符合下列情况：(1)坯料不能太稳，以致无法导向；也不能太厚，以致无法矫直.(2)模具的总尺寸适用于现有的压力机.(3)对压力机吨位选算合适.第二节排样图设计在级进模上进行单工序加工，通常是比较简单的.但是，当组合成为 多工位时，对于按最佳方案进行加工，要设计出跣经济而又实用的排样图 常常是很困难的问题.-590-为了有助于模具设计，带材加工的顺序和每个工序的细节必须仔细地 考虑.以便生产出合格零件.应该先建立一套初步加工顺序.在确定最后的加工顺序时，必须考虑 以下(1)在第1个工位冲出定位孔或定位槽，也可冲出不受下一工序有 无剪切加工影响的其它孔，(2)设计出坯仔金属自由运动的拉伸或成形加工.(3)在几个工益上划分出冲孔的区域，不能使这些孔相互靠得很近 或离凹模边缘很近.,(4)分析坯料”裁区域的形状.并划分成简单形状.这样可以用简 单的凸模在一个工位i完成部分冲裁，从而可以设计出适用的凸模形状.(5)利用空位来提高凹模、卸料板和凸模固定板强度，并便于带料(6)确定带料轧制方向.看是否有利于零件成形.(7)设计成形或拉伸加工时*要考虑零件是向上成形还是向下成 形，无论采用哪一种成形方式都要有利于模具设计和带料传送.(8)在零件成形后，有可能要求切断加工工序，这应优先于最后无 剪切加工工序.(9)条料栽体必须要有足够的强度，要能运载条料上冲出的零件并 且能够平稔地送进.(10)带.上搭边最小，尽可能用套叠排样方法.(11)确定成形和冲裁的部位,以使压力机滑块受力均匀.(12)设计带料排样时应使零件和废料易于脱模而不产生互相干扰.图14-1所示为采用三工位级进模，以避免模具零部件强度不足的情 况.图a说明，如果在零件靠近边缘处冲孔，会使模具在这一点上十分脆 弱.如果增加一个轮空工位就等于将冲孔加工前移一个工位，模具的零件 强度提高了，加工时模具就不易破损.图b说明冲的孔在带料上比较集 中，相互靠近在一起.这种情况下，孔要分成两个工位完成，就避免了孔 与孔之间在模具上的脆弱部分.增加工位还给冲孔凸模提供了更好支撑.-591-工位2工位1 切断冲槽不正确措样工位I 冲工艺孔 和精工位3工位2工位r切斯空位 冲槽 正确持样工位2 切断工位3工位2工位1 切断冲孔冲槽坨、a）靠近零件边缘冲孔 b）冲排孔图14-1采用三1位模艮以避免模具部件的强度不足图14-2带翻边槽形件排样图-592-图14-2所示为一个翻边槽形件的带材设计方案，表明了级进模的初 步设计方案的几个不同位置.工位!冲一个孔，该孔在以后各工位中都用 来作为定位孔.在第1工位上用两个凸模给带材开槽.并且在第2工位上 修整出零件的边缘，这将避免使用脆弱的J形凸模.第一次成形工序在第 5工位完成，为了成形向上翻边.在第5工位的前后各安排两个空位，使 带材下垂低于其它工位的高度.在工位8完成最后的成形，工位9进行切 断.带材的传送是通过带材,展开中心线前进的.图14-3所示为柏形件的带材排样图和模具的剖面图.在工位I冲出 工艺槽，工艺槽应有足够的长度，使得相邻两个零件的翻边在工位3 次 成形.在工位2带料被切缝异口形成个边的部分糊边.工包4零件在传 送带材的两例被切断.如果材料的纹向允许纵向弯曲时，零件通过模具可 以采用纵向排样.工位.工位 工位 工农图14-3槽形件成形的级进模593一图】4T采用通用凸模冲压的带料排样 10W圆形凸模b）方形凸模图II所示为使用一般的凸模和带特殊支承的凸模来冲裁笔坯件 时的条料排样图.尽可能避免使用特殊侧支承块的凸模，而采用一般的冲 孔凸模.图14-4&表示用宽面带料加工的零件，它是用两个特殊侧支承 块凸模冲成.另外，还表明了同样的零件还可以用奉面带料以一个可以购 买到的椭圆形凸模冲成.这两种情况都饕用一剪切型的切断凸模.图 11b表明一个宽面带料应用两个带垫块的方形凸模和一个条形修边并切 断的凸模.对窄面带材可用一个方形凸模、带侧支承的切边凸模和一个切 断凸模来制成同样的零件.在级进模中，进行浅拉伸或深拉伸加工的带 料，必须能使金属的移动不影响每个工位的定位.图147表明了当成形 件从带料上落料时,出现的各种切断形式和带料传送的典型变形形式.图 a表示零件边城的冲孔和切缝，常使用的方法是留出一个或两个连接传送 带料的薄片,图b表示半圆形切缝是为浅拉伸而设置的.对于深拉伸来 说,利用这种形状的切缝会使金属在连接处产生过大应变，造成开裂.图 c表示良好深拉伸的普通切断方法.这种双切缝，使坯件悬在窄的带条 上，传送带料不发生变形.两组相对安排直径不等的环状切缝，以帮助带 料产生悬置.图d中漏斗形的切缝是作浅拉伸的准备，是一种经济的方 法.它使传送带材有较宽的宽度.但对于深拉伸则将形成较大的变形.图 e是另一种切断形式，它提供了深拉伸情况F所需要的较窄的坯件与传送 带材之间的带料.成形杯形件时.由于金属坯料被拉伸成杯形，带材的宽 度就会变窄.594一漏斗形切口可以分成两个工位来完成.一个工位将n斗形分成两个三 角形切口，然后在第2工位将连接部切去.图14-5中图f和图8采用一种伸缩型连片来传送坯料.当进行拉伸 时，连片趋于变直,这些切口都声通过两个工位制成，以便保证模具的强 度.可以把带料设计成适当的多当带料前进时，用纵向开缝或开槽的 办法将宽带分成窄带.图h的工形切口是用于矩形或精圆形零件.在域料上进行直线形横向开缝或开槽，有时用于很浅的拉伸或成形部 位处于中心位置的情况.如果用于较深的拉伸.这种形式切口常会使传送 带料断裂或引起处件过多的变形.故不宜采用.一、多工序零件排需图14-6表示生产传动装置托架的排样和零件图.在第1个工位上，冲出中心孔，这个孔是用来导正带料，以便在每个工位上进行加工,在第 2个工位上.用这个孔来进行痢边，同时带料被切成零件的左1轮廊.在 第3个工位上冲成相似的右!并冲出左J8上的三个小槽,在第4工位 上.在右胭和中心部分冲出相似的小槽,并完成左腿的轮席.在第5工位 上，完成右腿轮廓，并修整中心部分的长度.在第6工位上，成形网边的 凸起及中心部的叶片.在第7工位上,零件已由带料制成，左边的小片被 切断,左右胭被翻向下部.制造这种零件的模具，由高碳一高修钢制成，并带有经硬化处理的支 承钢块凸模和模块.采用气动提升机构来提起带材，并送到下一个工位.并用气动作用的Bi件装置，将零件从成形模块上卸走.模具以每分钟75 次行程的速度操作.每一次唐削刃口可生产150,000个零件.二、按扭衬垫零件排样由于零件成形的关系，有时需要在零件成形前将毛坯从带料中分离出 来，然后又将坯料推回到带料中，以便将毛坯送到后面的工位上缓坡加 工.图14-7表示了这种带料各工序的分布情况.带料在第1.第2工位 上进行冲孔切槽，在第3工位上.坯件即从带料中分离出来，然后由于弹595图14-5班进拉伸的切口形式。切鳗简图的环涔切施双切缝d涌|斗形包口 e）宽底漏斗形切口 0需拉伸切口提供传送期条8海形拉伸切口 h）矩形拉伸的工形切口796-4冲孔3 切边2倒边神扎5O7切断及成形6 第一次成形落料并切进，,，g_ nono-LnnJ01fL带料排样图19.8hfii产品零件图的厚1.7mm)v 3*-7线向图14-6传动托架的带料排样图和产品零件图597一项的压力作用，又将坯料推回到带料中.在第4工位上，坯件被压平，并 固定在带料上.在第5工位上.完成第一步成形，而最后成形和从带材中 取出由第7工位完成,第6工位为空位,这是为了加强模具的强度.除了 导料孔以外.沿着带材的边缘还开有一个缺口，用来作带料定位，如果带 料没有处在正确位置上，就可以停止冲床的运转.图14-7按钮衬垫排样图和产品零件图版相机薄膜片带材的排样和零件图见图14-8.坯料为O.Smm厚、47.6mm宽的铝材.带料的播样使得零件的边缘分成若干步聚来修整.这 样可以倚化凸模的形状，并防止应力过于集中，以致工件产生翘曲现象.各律拼件的制造也容易得多,三角形切口的凹模，是由圆形的两块件组 成，这样可使加工方便.-598一图14-8冲孔、成形和修整穗膜片模具的带料排样图和零件图第三节 一般模具的设计级进模必须是能承受反复振动和级进送料的结构.导柱与导套必须准 确而且磨损小.卸料板用来作为凸模导向时，必须有导向装置.凹模中应 599有料板，用来取出成形零件.在实际生产中，对于废料要有切断装置,以便于废料的处理.此外还必须有适当的送料装置.以保证带料能通过模 具到前面的空位中，其它关于模具设计的问题参考第二章.带导料销的冲孔切断模见图14-9,在第1工位用冲孔凸模I在带 料上冲一个孔.用导料销2准确地将带料定位在工位3上.加工完成的零 件用切断凸模3从坯料上况下.零件随即沿着斜面滑出离开模具.因为这 种工件不带废屑，就可以用剪切型式的模具来切断.然而这种零件的宽度 由于带料原来的宽度有差别而不准确.补救办法是增加切边凸模来修整带 料的边缘.图14-9冲孔、切断模 图14-10冲JL.落料.压弯级进模I一冲孔凸模2导科销 1 一模缺2一切喈凸裳3一切断凸模4-凹模 3丫形凸模、或形模图1-10所示零件经切断后在V形四模3上成形.零件切断后由婵 簧压板来防止带材的移动.并对冲孔凸橡起初舄作用.当零件的边缘不是直线时，就可以兼用表面切讯值凸模受力均匀.如图14Tl所示，这种器式的模具多浪费一点材料,但废料可以通过模 具掉在外边,在这种模具中，带料在第1工位上冲孔.当碰到挡块时，就 用凸模2切断,用凸模3成形.这种模具还可以用在可倾式的冲床上.在 后部用压嵋空气将零件吹出._600-图1-11切断、成形级进模1 一挡块2切晚凸程3一成形凸模图1g】2所示的模具也能生产如图14-11所示的零件，并且由于只 切除两个三角形的废料，所以就比前一种模具较行材料.这种模具的废料 鼠在犊具的上部.必须在坯料未送到嫉工位以前粉废料除掉.人工mi9 14-12落科、切嘴级进成W601模具中的毛坯产生位移或不平时，需用压料板.图1413所示的模 具就是采用了弹簧压料板，当成形翻边时压料板就压紧坯件，并在成形后 使零件从模具中脱离.切断凸模坯起到零件成形的作用.图14-13 3压料板的级进成形横二、用斜模作用的成形模a图1人14所示的零件.可以由三个步骤来成形，第一步成形斜度,第二步成形U形.第三步为大于90 弯曲成形.带校链的成形凸模I和 45 的斜楔郦B吻合.迫使例边弯成110.翻边成形由模块2和3来调 整：带料在进行冲孔和修整到一定的宽度后，由导料精4来定位.在冲床 回程时，带料由弹簧顶杆6弹顶在成形模块/的表面以上.零件由切断凸 模从带料上切断.当坯件被切断和成形时，由小弹压块7来压紧.最后零 件由倾斜的弹器8顶出.三、用于镜头框架冲孔和成形的级进模图14T5b所示的模具是用来耨厚0,25mm,宽392mm；经过回火 的黄铜带进行切边、成形、冲孔和落料成为镜头框架,二个中心导料孔和 两个侧导料孔在第1个工位冲成，:并在下面的3.个工被用6个长方形凸模 在根架薄片恻边冲孔卷第.44位里将律片科的呼成彩 在第6个工位 中冲出直径为16.6mm的电心丸：在第，褪1上1孤.没有编号的 空位是为了增强模具的强度.带料在成形工位上是靠中心孔来定位.落料 工位是靠两侧导料孔定位,用弹簧托料装置将服料顶起.以避免成形后的J 、4,602r成形薄片与模具发生干扰,凸模和凹模嵌件是利用嵌件上的平直部分与凸 模固定板上的槽口相配合而得到定位,凸模靠弹簧卸料板导向,而弹簧卸 料板又由导柱来导向.今勿 3 2，图14H4斜楔作用的成形模I一凸模2.3楔块4一导料销5一成形模块6一，黄板杆7 一小弹压块8一弹顶器.四、切断后的成形和压印 r.图1-16表示带料在进成形和压印工位以前的至口、冲孔和切 时带冷送料时，推动坯件在成形和压印耍下抵住定位工郑翼图表示,*下行程时，#件形成U字形状，零件的石靛分使零件在第灯1之上 压印并进入凸模2的凹坑.在上行程时，由顶.器3 从模具上顶出零件.并由卸料板4卸就由于冲床是倾斜式的.因此零件可以从后面掉落.-603-头根架排样图和零件图五、杯形垫圈级进模如图14-17所表示的小零件可以通过模具制成斜边裔边.在第1工 位上冲成尖角的轮麻.以便于在后面的工位上制成肃边.然后用开口凸模 来冲去两个相邻垫之间的金属.切除垫外螺用两个工序和两个凸模耒 完成.这种办法可以简化凸模的设计.递兔了使用单个凸模时产生的尖 角.接着冲XSmm孔.凸模4起到斑料导正、.切断和使重BB拉伸成形 的作用,由安装在凹模支承板2内的两个瓶卸料板1将零件脱开，并有 一个切废房装置5.所有凸模都是用槌蜻点合金固定在凸成粉电板内，这 是一种跣牢固又毁济的方法60414-I5b便头棍架切边，成形、冲孔和落料级进模完成件零件图图14-16 U形件的切口、冲孔、成形、压印级进模2 一凸模3 一顶件器4一卸料板 六、生产小黄铜连接片的级进模黄葡带料在第L第2工位上进行常规的冲裁和切边（图14-18）.图a表示第1次成形的带侧支承块凸碗工作情况.图b表示用斜楔来成潴零件的最后形状.最后的工序是冲下连接 片.从排样图上可以看出有几个空位.这是为了增加楔具的强度和刚性.成形工位和切断工位所用的凸模或凹模都使用嵌件.这可以简化结构和便9换.6065 4 3 2带科样样留 材料：0.4皿厚软黄铜带凹根卸料板雪+校愈传K-225工2 凹模支承板0都放大图14T7用4个工位生产杯形垫圈的级进模I一弹簧卸料板2凹模支承板3低熔点合金4一凸模5一切废屑装置607在第1工位上冲出工艺孔，并在两边用恻刃来修整料宽和送料定位,这可使带料在送料时不致左右移动.在第2个工位上冲出6个小孔.一般 说来同时冲出6个孔.如孔距太近，这并不是一个好办法.但可以使孔的 位置准确.零件周围的材料.除了图中沿带料传送中心线的连接部分外,都在第3工位上切除.第4工位为空位.切断和成形工序在第5工位上完 成.最后用压缩空气吹出工件.导正冰用井切边冲孔第一次 切断 XUgJft彦以形排样图 材料：0.8mm厚举会黄铜图14-18生产小黄铜连接片的斜模作用的成形模1 一凹模2成形凸模3斜楔4一成形块5 一导正销 七.双V形弯曲模图1J19所示的模具可以用来制成各种弯曲90 角的两个支架零 件.材料为20号钢、1mm厚、50.8mm宽的冷轧钢带.在第1工位上,带料上切出支架端部的轮廓，并冲出以后工位用的勤.5mm导料工艺-60S-孔，4个小孔也在第i工位上冲出.切槽 开口和冲我都在第2工位上完 成.在第3工位上支架左边端部修边、成形和切断.在第4工位上完成冲 裁或血形之前，带材已被前挡块定位,两个90 弯曲的双V形支架，就 在这个工位完成,用弹簧通过顶杆将零件顶在凹模面上、用压缩空包将工 件吹出.W 14-19冲不错锅零件的级进模 八、冲孔、切断和成形模具图14-20为14号热轧锅冲两个半国孔的切断,成形模.一个 IL7nlm的孔在第1工位上冲成，切断和成形在第二工位上完成.半倒 形的导正第1与切断成形凸模2组合在一起.来代替专门的导科工位.在 609 一切断成形时，带料被紧紧地夹在切断凸模和压料板3之间.零件在成形 时，由成形凸模4和顶出板5压平,零件靠压料板3从成形凸模4顶出，并用顶出板5从凸模中推出.该模具可用手工送料也可用自动送料.成形 凸模的侧支承块6也可作为带料定位前挡块.图14-20生产槽形零件的双工位fit进搜1 一导正馆2成形凸模3一压料板 4一凸模5 一顶出板6-，|支承块 九、带斜楔作用终成形工位的级进模图14-21所示坯件是由切断凸模从带料上切断，沿着凹模按进距送 到成形工位.剖面图表示最后成形工位，成形凸模1安装在弹簧垫板上,用以成形零件的U形.当压力机滑块继续下降时,由于斜楔3的作用.零件继续成形.凹模块2靠弹簧回到限位置，成形的零件靠坯料的向左运 动而推出凹模，610-图14-21带斜模作用终成形工位的级进模1 一成形凸模2凹模块3斜楔 十.铳接斜楔作用整形模如图14-22所示，一个小的俄铜.合金零件，由第1工位冲成导料定 位孔，在同一个工位上零件被修切成二定的宽度并旃端部切成部分圆角.工件的左端在第2工位上冲成一个小孔，右端在第三工位上完成压印，在 第4工位上，零件被凸模切断，接着绕成形凸模1周围成形.校接楔块2 被下压斜楔3推动,并以侧支承块4定位支撑.零件成形后由脱模顶杆5 顶出.十一、可调斜楔作用弯曲模如图14-23c所示的0.9mm厚的半硬黄铜零件.是通过7个工位的级 进模制成.斜模有螺纹，安装在上模座上，赖萦螺母起到调整的作用,可 以调整成形滑块运动的范围，用来控制零件回弹.,在第1工位上，除了两个导料孔以外还冲出6个小孔.两个1.3mm 宽的槽在第2工位上冲成.第3工位是轮空工位，第4、5、6工位上修 整坯件的轮廓,在第7工位上用切断凸模切下坯件并修整后叶片上的轮 廓；同时5个弯曲90 的成形也由这个工位来完成.由斜楔作用的3个 滑块弯曲两个侧面和中间的舌片部分，2个楷块在坯件的两侧（图一611一14-23e弯曲两修，另一个端部滑块（图k-23d）迫使舌片抵住上凸模弯 曲第一个90角、与此同时,成形凸模将压件推向型腔,使后叶片上弯 90角,当成形凸模接触到底时：凸模上的缺口迫使舌片弯成第2个 90m.气压装置推动顶挥，使零件压平并使零件顶出凹模.切断和成形 压印 冲孔 切边和冲孔仁卬 J，刎*-S2U 材料：0.15厚被触噬H 14-22级进模中的较接斜锲作用整形工位I一凸模2一帔接集3-制集4-支秘 一612一切断和弯曲切边 冲孔冲孔 空位 冲冷 冲孔7 6 5 4 3 2 1排样图图14-23可调斜模作用弯曲模谢祥图b）毛坯图c）零件图d淮部成形滑块eJ面成形滑块-613十二、导线连接紧固件成形模具用0.25mm厚黄铜制成的小零件的落料成形级进模，如图14-24所 示.在第1工位上修整坯料宽度和冲一个导料孔.第2工位上冲出零件的 相邻轮廓.第3工位上将零件从传送带料上冲出并成形出所虐的形状.小 顶料销与凸模配合以保证废料的排出.两个导正销给材料定位，四个轮空 工位是为了解决零件过小的困难.4.2*C导线连接紧固件的冲压坯料排样图和成形工位剖视图一sr图 14-24614十三、制造抽屉手把的级进模用来为抽屉手把压印、切口和成形的级进模如图14-25所示.带料 在第1工位上压印，用于导料的四个半圆形切口和两个矩形切口在第2工 位上冲成.两个矩形切口之间的连接部分作为搭边.匍边在第3工位上进 行.切断和最后成形在第4工位上完成.凸模和凹模都采用篌拼形式，便 于更换.零件是 由叉形卸料块从成形凸模上卸掉.I最后成形 成形面边 切口 压印图14-25抽屉手把冲压成形级进模十四、锡磷青铜开关臂的冲孔、成形级进模用0.4mm厚锡磷青铜制成的开关臂的排样图如图14-26所示.两个#样图b)I形铁心片即裁情况c)E形铁心片的冲裁情况 1-凸凹模2料挡J-弹压扳4-凸模653图14-52冲压铁心片的硬质合金级进模1 一凹模曜拼件2 一定位图3一中心套简4、5一支承块654四、冲压电枢和磁场铁芯片的级进模一种用来生产电枢和磁场0.8mm厚的铁心片，带有硬质合金嵌件的 级进模如图14-53所示,小冲孔凸模I的头部装有衬套2,这是用来调整 凸模磨削后的长度，并用卸料板中嵌入的导套来导向模具俯视用图14-53冲压电枢和磁场铁心片的板进模1 一冲孔凸模2村套3、5一冲技凸模4一M模6 固定块655冲裁凸模3是由上模座来支承.用销打来防止凸模转动.为防止坯件 粘在凸模上，用弹簧顶杆顶掉工件.凹模4是由经过精磨的六个倭拼件组 成、用键来防止转动.冲裁凸模5,是由两个像拼件组成，并用两个固定块6固定在凸模固 定板上冲裁凹模是由三块经过精磨的硬质合金镶拼件，固定在下模座的 凹槽中.废料切除装置将坯料废墙切成短块.为保证模具在冲压中的准确性，采用四个导柱导套来导向.五、制造电动机铁心片的硬质合金模图14-54a为冲压坯料的排样图.在第1工位上冲成五个小孔，其中 有两个是导料孔，一个是转子片的中心孔，其余两个则是定子片的装1E 孔.第2和第3工位完成转子铁心片的冲压并在第3工位上通过凹模把零 件排除,余下工位冲定子铁心片.前三个工位的硬质合金锹拼件、都固定 在同一个固定板上,图b是通过上模座或凸模固定板的剖面.所有凸模 都是由弹簧卸料板来导向,开口凸模1是由加固套2和3来固定.冲我转 子片的凸模4端部嵌有硬质合金.并用螺仃固定在用工具钢制成的凸模柄 上.硬质合金顶部的蝉纹孔是用电火花加工的.在凸模中心镇有内孔并安 置有导正的，用弹簧弹顶.实心的硬质合金凸模5也固定在凸模固定板 上，并用螺钉固5g.凸模磨平部分的键6,是用来防止两个相邻工位的凸 模转动.图14-54a中的指形件，是一种带料提升片，使带料提升到一定的高 度，以保证不致挂住凹模.图14-54b是表示出凸模结构的铁心片冰裁模的上模剖视图.656一图1474a制造定子和转子铁心片的带料排样图7图14-54b表示出凸模的铁心片冲裁模的上模剖视图口凸模2.3-加固套4-凸模本体5-四模，一 658