多工位级进模冲压的特点及功能【精心整理】
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多工位精密自动级进模具的技术特点(1)多工位精密自动级进模具的设计是在冷冲模具设计原理的基础上,根据多工位精密自动级进模的特点,解决“多工位”的合理安排、“精密”冲压加工质量的保证、“自动级进”送料出件和“自动”检测等关键问题。
(2)多工位精密自动级进模属于精密、高效、长寿命的集成模具。
它适用于冲压小尺寸、薄料、形状复杂和大批量生产的冲压零件,具有精度高、工位多的特点,其工位最多可高达几十个,并配有高精度的导向系统、准确的定距系统及自动送料、自动出件与自动检测装置,结构上要求卸料板工作平稳,对凸模具有导向和保护作用。
(3)冲压生产效率高在一副模具中可以同时完成复杂零件的冲裁、弯曲、拉深及装配等工艺,减少了制件使用多副模具的周转,避免了重复定位过程,显著提高了劳动生产率和设备利用率。
(4)操作安全多工位精密自动级进模具常采用高速冲床生产,自动送料,自动出件,避免了操作者手动送料的危险,操作安全,且易于实现机械化和自动化生产。
(5)模具寿命长多工位精密自动级进模具的加工内容分散在多个工序上,工序集中的区域还可以适当设计空步,从而保证了模具的强度和装配空间,延长了模具寿命。
此外,多工位级进模具采用的弹压卸料装置兼做凸模导向板和小凸模的保护装置,对提高模具寿命也很有利。
(6)产品质量高、成本低多工位级进模在一副模具中完成产品的全部成形工序,克服了普通模具多次定位带来的操作不便和累积误差,且配合高精度的内、外导向及准确的定位系统,保证了产品的加工精度。
由于生产效率高,压力机占用数量少,生产面积小,减少了半成品的储存和运输,所以产品的综合成本低。
(7)设计和制造难度大,多工位级进模具的结构复杂,镶块较多,制造精度要求高,冲制异形孔的工作零件形状复杂,加工困难,同时要求模具工作零件具有互换性,且更换迅速方便可靠,使得模具的设计制造难度较大。
多工位精密自动级进模设计的特点竭化东多工位精密自动级进模是精密、高效、长寿命的模具。
它适用于冲压小尺寸、薄料、形状复杂和大批量生产的冲压零件。
多工位精密自动级进模的工位数可高达几十个,其模具能自动送料、自动检测出送料误差等。
多工位精密自动级进模常用于高速冲压,因此,生产率极大地提高,并减少了手工送料的误差,减少了冲压设备和工人,具有较高的技术——经济效益。
相对于普通模具来说,多工位精密自动级进模结构比较复杂,制造技术和制造要求较高,模具的成本相对也高,同时对冲压设备、原材料(卷料)也有相应的要求,对模具设计的合理性也提出了较高的要求。
因此,在模具设计前必须对制件进行全面分析,然后结合模具结构特点和冲压件的成形工艺性来确定该制件的冲压成形工艺过程。
在设计时要广泛听取使用部门、制造部门的意见,共同分析、研究设计方案,才能保证设计的成功。
多工位精密自动级进模要求高精度、长寿命,其模具的主要工作零件常采用高强度高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料来制造。
加工方法常采用慢走丝线电极电加工和成削磨削。
多工位精密自动级进模,必须有自动送料装置,才能实现自动冲压,并要求送料精度高,送料进距易于调整。
生产中常采用的送料装置有钩式、夹持式送料装置和辊式送料装置。
送料误差以及能否及时地从凸模上排除工件,往往是造成级进模损坏的主要原因。
因此对造价昂贵的精密级进模,还必须带有高精度的误差检测装置。
在多工位精密自动级进模中,由于凸模通常很精细,必须加以精确导向和保护,因而要求卸料板能对凸模提供导向和保护功能。
卸料板上相应的孔必须采用高精度加工,其尺寸及相互位置必须准确无误。
在冲压过程中的运动必须高度平稳,因此对卸料板要有导向保护措施。
综上所述,多工位精密自动级进模有如下特点:1)在一副模具中,可以完成包括冲裁、弯曲、拉深和成形等多种多道冲压工序。
从而免去了用单工序模的周转和每次冲压的定位过程,提高了劳动生产率和设备利用率。
冲压级进模是在条料的送料方向上,具有两个以上的工位,并在压力机一次行程中,在不同的工位上完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。
它在一副模具上的不同区域完成多道冲压成型工序的一种精密、高效、复杂的冲压模具,在一副模具内可以完成零件的冲裁、翻边、弯曲、拉深、立体成形等工艺。
它是精密、高效、多工位的模具,其结构比较复杂,设计与制造周期也比较长,因此对其使用也有较高的要求。
冲裁级进模相对于其它的冲压模具,如单冲模、复合模等具有生产率高,精度高的特点。
同时构成级进模的零件数量多、结构复杂,凸模位置、凹模孔位等位置精度要求高。
因此一般应采用导向机构。
它的结构及工艺都比较复杂。
目前,我国一些厂家自己通过摸索制造出了冲压超薄料的级进模,促进了产品向小型化,多功能化,多方向的发展。
目前,美国、西欧、日本等世界发达国家,生产片式钽电容载带因其设计制造模具的结构工艺不同,而代表着两种发展趋势。
以美国为代表的西欧国家,模具结构采用整体拼装,制造工艺简单,且他们的加工精度较高,制造周期短,但模具维修费用高,寿命低。
以日本为代表的亚洲国家和地区,模具结构采用分体嵌拼,制造工艺复杂,尤其是微型零件的精细加工技术,因而模具成本高,但模具维修简便、寿命高。
以下是我们现在的超薄料级进模在常用结构设计与其它发达国家之间的比较,并结合我们现在的实际加工水平,以进一步优化目前的超薄料级进模。
一、模具的整体结构一般而言,传统的模具结构为八块板结构或九块板结构。
八块板即是上下模座、凸模固定板、凸模垫板、凹模固定板、凹模垫板,卸料板、卸料垫板。
九块板结构即是加上了一个导料板。
当不方便安装导料块,或者导料块安装太零散,无法完全起到导料的作用的时候,就用到了导料板。
但是由于导料板调整不方便,以及在卸料板上要铣出一定厚度的让位槽,削减了卸料板的强度,一般可以用导板块的情况下不使用导料板。
传统的八块板的结构是八块的除厚度以外,八块板大小一样,安装叠加起来。
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它是在一副模具内按所需加工的制件的冲压工艺,分成若干个等距离工位,在每个工位上设置一定的冲压工序,完成零件的某部分冲制工作。
被加工材料(条料或带料)在自动送料机构的控制下,精确地控制送进步距,经逐个工位的冲制后,便能得到所需要的冲压件。
一般地说,多工位级进模能连续完成冲裁、弯曲、拉深等工艺。
所以,无论冲压件的形状如何复杂,冲压工序怎样繁多,均可以用1副多工位级进模来冲制完成(1)多工位级进模是多工序冲模,在一副模具内,可以包括冲裁、弯曲、成形和拉深等多种多道工序,具有比复合模更高的劳动生产率,也能生产相当复杂的冲压件。
(2)多工位级进模操作安全,因为人手不进入危险区域。
(3)多工位级进模设计时,工序可以分散,不必集中在一个工位,不存在复合模中的“最小壁厚”问题。
因而模具强度相对较高,寿命较长。
(4)多工位级进模易于自动化,即容易实现自动送料,自动出件,自动叠片。
(5)多工位级进模可以采用高速压力机生产,因为工件和下脚料可以直接往下漏。
(6)使用多工位级进模可以减少压力机,减少半成品的运输。
车间面积和仓库面积可大大减小。
就其冲压而言,多工位级进模和其他冲模相比,其主要特点如下。
(1)冲压用材料所使用的材料主要是黑色或有色金属,材料的形状多为具有一定宽度的长条料、带料或卷料。
因为它是在连续几乎不间断的情况下进行冲压工作,所以要求使用的条料应越长越好,对于薄料长达几百米以上、中间不允许有接头、料厚为~6mm,多数使用~的材料,而且有色金属居多。
料宽的尺寸要求必须一致,应在规定的公差(通常小于)范围内,且不能有明显毛刺,不允许有扭曲、波浪和锈斑等影响连续送料,并避免冲压精度方面的缺陷存在。
为了能保证制件在尺寸和形位误差方面有较好的一致性,要求材料有较高的厚度精度和较为均匀的力学性能。
多工位级进模冲压的特点及功能文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]多工位级进模冲压的特点及功能【精心整理】内容来源网络,由深圳机械展收集整理!更多冲压模具技术,就在深圳机械展!多工位级进模是冷冲模的一种。
它是在一副模具内按所需加工的制件的冲压工艺,分成若干个等距离工位,在每个工位上设置一定的冲压工序,完成零件的某部分冲制工作。
被加工材料(条料或带料)在自动送料机构的控制下,精确地控制送进步距,经逐个工位的冲制后,便能得到所需要的冲压件。
一般地说,多工位级进模能连续完成冲裁、弯曲、拉深等工艺。
所以,无论冲压件的形状如何复杂,冲压工序怎样繁多,均可以用1副多工位级进模来冲制完成(1)多工位级进模是多工序冲模,在一副模具内,可以包括冲裁、弯曲、成形和拉深等多种多道工序,具有比复合模更高的劳动生产率,也能生产相当复杂的冲压件。
(2)多工位级进模操作安全,因为人手不进入危险区域。
(3)多工位级进模设计时,工序可以分散,不必集中在一个工位,不存在复合模中的“最小壁厚”问题。
因而模具强度相对较高,寿命较长。
(4)多工位级进模易于自动化,即容易实现自动送料,自动出件,自动叠片。
(5)多工位级进模可以采用高速压力机生产,因为工件和下脚料可以直接往下漏。
(6)使用多工位级进模可以减少压力机,减少半成品的运输。
车间面积和仓库面积可大大减小。
就其冲压而言,多工位级进模和其他冲模相比,其主要特点如下。
(1)冲压用材料所使用的材料主要是黑色或有色金属,材料的形状多为具有一定宽度的长条料、带料或卷料。
因为它是在连续几乎不间断的情况下进行冲压工作,所以要求使用的条料应越长越好,对于薄料长达几百米以上、中间不允许有接头、料厚为0.1~6mm,多数使用0.15~1.5mm的材料,而且有色金属居多。
料宽的尺寸要求必须一致,应在规定的公差(通常小于0.2mm)范围内,且不能有明显毛刺,不允许有扭曲、波浪和锈斑等影响连续送料,并避免冲压精度方面的缺陷存在。
多工位自动冲压、多工位冲压生产线介绍【大解析】多工位自动冲压、多工位冲压生产线内容来源网络,由深圳机械展收集整理!更多冲压自动化技术,就在深圳机械展!多工位冲压生产线是压力机、多工位模具、快速换模系统、上料系统、送料系统、电气控制及网络控制系统的集成,其相对于单机生产或者多机连线生产的最大特点就是:压力机在完成一次冲压后,不需要停在上死点等待送料机械手进行工位间移送,而是压力机连续工作,同时送料机械手进行工位间移送,即以连续冲程工作,取代单机单次工作方式,提高了生产效率、降低了设备的故障率,减少了操作人员及工作场地的使用,有利于降低冲压件综合成本。
目前国内多工位冲压生产线主要有两种形式,分别是单机多工程冲压生产线与二(三)次元冲压生产线。
单机多工程冲压生产线单机多工程冲压生产线由自动化生产线主要由开式双点压力机、上料系统(卷料机或片料机)、单机多工程式机械手、多工位模具等组成。
此生产线中压力机为开式双点压力机,滑块与工作台板一般需要经过定制加长,以便放下多工位模具。
单机多工程机械手有伺服驱动机与中间站两个机构,分别固定到地面,两个机构之间装有一根横杆,横杆上装有与多工位模具数量相对应的手臂,手臂末端装有真空吸盘或电磁吸盘。
工作时在压力机连续冲压的空行程中,通过压力机编码器检测曲轴旋转角度并给机械手信号,机械手手臂下降规定行程把料片吸住→上升→x方向移送到模具处,下降→放料→上升→x 反方向返回原点,重复以上动作,使得生产线连续生产。
由于开式双点压力机抗偏载能力有限,所以制件尺寸与各工位成形力较小,压力机公称力在5MN以内,制件重量一般不超过3kg,整线生产效率在25~35次/min左右。
此种生产线主机造价低,所配机械手结构轻巧,具有夹料杆截面积小、伺服马达功率小、适用于小型产品多工位冲压生产。
二(三)次元冲压生产线二(三)次元冲压生产线主要由闭式双点压力机、上料机、机械手、多工位模具等组成。
此自动化生产线中压力机为闭式双点压力机,具有成形能力范围大、抗偏载能力强等特点,压力机公称力一般在在6.3~20MN。
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它是在一副模具内按所需加工的制件的冲压工艺,分成若干个等距离工位,在每个工位上设置一定的冲压工序,完成零件的某部分冲制工作。
被加工材料(条料或带料)在自动送料机构的控制下,精确地控制送进步距,经逐个工位的冲制后,便能得到所需要的冲压件。
一般地说,多工位级进模能连续完成冲裁、弯曲、拉深等工艺。
所以,无论冲压件的形状如何复杂,冲压工序怎样繁多,均可以用1副多工位级进模来冲制完成(1)多工位级进模是多工序冲模,在一副模具内,可以包括冲裁、弯曲、成形和拉深等多种多道工序,具有比复合模更高的劳动生产率,也能生产相当复杂的冲压件。
(2)多工位级进模操作安全,因为人手不进入危险区域。
(3)多工位级进模设计时,工序可以分散,不必集中在一个工位,不存在复合模中的“最小壁厚”问题。
因而模具强度相对较高,寿命较长。
(4)多工位级进模易于自动化,即容易实现自动送料,自动出件,自动叠片。
(5)多工位级进模可以采用高速压力机生产,因为工件和下脚料可以直接往下漏。
(6)使用多工位级进模可以减少压力机,减少半成品的运输。
车间面积和仓库面积可大大减小。
就其冲压而言,多工位级进模和其他冲模相比,其主要特点如下。
(1)冲压用材料所使用的材料主要是黑色或有色金属,材料的形状多为具有一定宽度的长条料、带料或卷料。
因为它是在连续几乎不间断的情况下进行冲压工作,所以要求使用的条料应越长越好,对于薄料长达几百米以上、中间不允许有接头、料厚为0.1~6mm,多数使用0.15~1.5mm 的材料,而且有色金属居多。
料宽的尺寸要求必须一致,应在规定的公差(通常小于0.2mm)范围内,且不能有明显毛刺,不允许有扭曲、波浪和锈斑等影响连续送料,并避免冲压精度方面的缺陷存在。
为了能保证制件在尺寸和形位误差方面有较好的一致性,要求材料有较高的厚度精度和较为均匀的力学性能。
尤其对于有压弯和成形的制件,如果材料厚度误差大,材料的软硬状态从料头至料尾、边缘和中间都不均匀,相对轧制方向的各向异性较大,则弯曲后角度误差、弯曲边长度误差等都会很大。
料宽根据制件的排样决定,太宽了,影响送料通畅;宽度太小,影响定位。
(2)冲压设备所用的压力机台面较大,功率、刚性要足够,精度好,而且滑块要能长期承受较大的侧向力。
一旦发生故障,压力机有可靠的急停功能。
压力机的行程相对较小(因冲压过程中模具的导柱导套一般不能脱开),最适宜使用可调行程的压力机,在模具工位数较少、冲压力较小和冲压次数较低的情况下,开式压力机用得较多;而在模具工位数较多、冲压力较大和冲次较高的情况下,使用闭式压力机比较合适。
一般都配有自动送料装置。
对于一般的卷带料,还要有相应的开卷、样平机。
(3)送料方式送料方式以间歇、按“步距”直线连续送进。
不同的级进模“步距”的大小是不相等的,具体数值在设计排样时确定,但送料过程中“步距”精度必须严格控制,才能保证冲件的精度与质量。
多工位级进模“步距”精度是由压力机上的送料装置和模具上用于定位的导正装置等共同精确定位保证的。
模具的“步距”精度可以控制在±5μm之内。
“步距”等于前后两工位间距,在同一副模具中,要求这个距离加工要绝对一致。
(4)工序件的携带方式和制件的获取冲压的全过程在未完成成品件前的工序始终不离开(区别于多工位传递模)条料和载体。
在级进模中,所有工位上的冲裁,那些被冲掉下的部分都是无用的工艺或设计废料,而留下的部分被送到模具的下一工位上继续被冲压,完成后面的工序。
各工位上的冲压工序虽独立进行,但制件与条料始终连接在一起,直到最后那个工位需要落料时,合格制件才被分离成条料冲落下来(一般由凹模落料孔中下落,也有冲落后的制件又被顶入到条料的原位,在后面的工位再顶出)。
如果有些制件因后步工序的需要,冲制成的制件仍需留在载体上,则不设落料工序,此时被冲成的制件连在载体上被成卷包装起来,作为后工序的带料,如电器产品的中小电流端子、橡胶密封条滑架等。
也有的制件要求每冲10个或20个制件为一个单元并需留在载体上时,则在模具上须设置设备特殊的切断装置,此时每当冲压10次或20次,切断装置便工作一次将料切断,落下来的长条上便是每一条具有10个或20个独立制件的冲件,如集成电路引线框、晶体管引线框等。
空调器散热片(翅片)更多地采用宽的薄带料,在特殊的级进模上经多个工位冲压后通过纵向剖切、横向切断后实现其大量生产。
(5)用途适合大批量在小型定型产品零件的生产,冲压精度高,可达IT10级。
冲件尺寸一致性好,具有很好的互换性。
(6)生产率生产率高。
由于排样采用多排,一次冲压可以出多件。
采用高速冲压(常用800~1 200次/min),纯冲裁1 200~2 000次/min,带弯曲冲压400~800次/min,连续拉深≤100次/min),每分钟冲次比普通冲压高出10倍以上,生产率很高。
(7)冲压工序性质在一副模具的不同工位上,可以完成多种性质的冲压工序。
例如冲孔、冲窄槽、落料、压弯、压包、压筋、翻边、翻孔、镦压、拉深、切边、叠压、压铆、攻螺纹及锁紧等。
对一些看来较复杂难以冲压加工的零件,采取“化繁为简”的方法冲制出来。
经冲压生产出来的不再只是大批量的单个零件,也可以是成批的组件,如触头与支座的组件、各种微型电动机、电器及仪表的铁芯叠片组件。
所以多工位级进模是集各种冲压工序于一体,功能最多的高效模具,它只需用一台压力机,而单工序模则需用多副模具、多台压力机完成同类的加工。
工位数决定于冲压工序的需要,原则上多少不受限制,一般情况下,只要是中小型件,不论其复杂程度怎样,都可以采用一副级进模冲压完成。
(8)模具综合技术模具综合技术含量高。
模具结构比较复杂,加工精度和制造技术要求高,常以微米(μm)提出精度要求。
没有较先进的结构设计、精加工设备和熟练而有经验的模具钳工,加工、装配、调试和维修精密多工位级进模,其综合经济与技术效果均难以获得完满。
(9)自动化可以实现自动化生产。
当模具调整好后,带料或卷料经开卷机、矫平机、驰长式控制器、送料器、压力机和模具、制件收集器将废料切断或收卷等,可以不用人在设备旁长期守着,一旦冲压过程异常,由于模具上装有安全保护装置,设备会自动停机,故能实现冲压自动化生产。
(10)模具制造模具制造周期较长、成本高。
多工位级进模随着工位数的增加,相应要加工的模具零件数也多了,其中工作零件除采用常规方法加工外,精加工都要采用高精度的精密设备(例如坐标磨床、光学曲线磨床、慢走丝切割机床等),不仅加工周期长,而且工时费比普通加工高许多,所以成本比普通冲模高。
(11)模具材料工作零件采用超硬材料制造,模具寿命长。
由于多工位级进模可以将复杂的内外型分解成由若干个工位冲成,每个工位的冲压复杂性相对比较简单。
工作零件(凸模和凹模)采用硬质合金或钢结硬质合金,不但制造比较容易,也便于维修更换,使模具的使用寿命大大延长,寿命最长的达亿次以上。
(12)模具维护模具的刃磨和维护比其他模具较麻烦。
例如在刃磨冲裁部分的凸、凹模刃口时,需要满足如弯曲、拉深等其他工位的凸、凹模高度。
如果该级进模还有其他复杂的冲压机构,如斜楔、侧冲等,其维护将更为困难。
对于一些复杂的级进模,有的刃口可能不处于同一平面,甚至还有不处于同一方向,在刃磨时须拆卸才可进行。
级进模冲压关键技术级进模设计必须对冲压工艺进行合理分析,确定最佳冲压工艺方案,计算相关工艺参数,合理设计排样方案,选定模具结构类型等。
多工位级进模冲压的关键技术包括排样工艺设计、毛坯计算、起皱、破裂预测及回弹预测与控制等。
(1)排样工艺设计排样是级进模设计的关键,确定零件工位位置和各工位间相互关系、定位方式、材料利用率及模具结构设计。
排样优劣对模具结构、寿命、冲压件质量有很大影响。
排样时,首先要根据工件形状确定采用有废料排样、无废料排样、混合排样还是套裁排样,以及是单行、双行还是多行排样方式。
排样应遵循的原则是:先冲孔后落料,先里后外;先冲尺寸精度高的部位,后冲尺寸精度低的部位;先冲同轴度、对称度要求高的部分和内部中心孔,并以此导正定位后落料。
需要注意的是:在形状与位置精度及尺寸要求较高的冲件,排样时工位数不宜太多,减少累计误差;对于小尺寸且形状复杂的冲件,工位间距离较小时,应设计空工位,以拉开实际冲压工位间距。
(2)毛坯精确计算毛坯形状和翻边修边线设计得合理与否直接影响到模具和冲压工艺设计的质量。
合理设计毛坯形状有助于降低所需冲压力,减少模具磨损,提高模具寿命;能改善冲压成形时材料的应力、应变状态,提高材料成形极限,减少成形缺陷产生,提高冲压件成形质量。
准确设计坯料或翻边修边线,能减少工件修边工作,降低模具制造和生产成本。
对于形状复杂的工件,难以得到令人满意的毛坯尺寸,随着计算仿真技术的发展,可通过仿真计算提高毛坯精度。
(3)起皱和破裂预测级进模工件由于结构复杂,以及受工艺参数和润滑条件等因素的影响,容易产生破裂和起皱缺陷,造成零件报废。
确定级进模结构前,通过有限元数值仿真得到冲压成形时材料的应力应变状态,厚度变化与成形极限等结果,分析工件成形时各工位起皱及破裂情况以及预测其结果,根据各工位成形情况进行模具结构完善,修改成形工艺参数,如对压边力进行优化,获得合理的压边力值,既可以抑制起皱,也可以防止破裂。
(4)回弹预测和控制板料成形后的回弹是冲压成形过程中不可避免的现象,级进模因工位多,回弹的预测与控制更为复杂。
回弹的存在直接影响工件的成形精度及后续装配。
回弹大小受诸多因素影响如材料、模具间隙、弯曲半径、压边力及拉延筋等。
为将回弹量控制在允许范围内,通过不断工艺试模和修模来对回弹进行控制,导致模具制造周期长、成本高、工件精度低。
级进模设计必须对回弹预测和控制,通过数值仿真技术,能够对板料冲压成形及其回弹进行预测,从而修改级进模相应工位的模具型面,对回弹进行补偿或采取相应对策来控制回弹量,使工件满足精度要求。
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