多工位级进模的排样设计多工位级进模的排样设计 多工位级进模排样设计是多工位自动级进模设计的关键。排样图的优化与否，不仅关系到材料的利用率、制件的精度、模具制造的难易程度和使用寿命等，而且直接关系到模具各工位加工的协调与稳定。 确定排样图时，首先要根据冲压件图纸计算出展开尺寸，然后进行各种方式的排样。在确定排样方式时，还必须对制件的冲压方向、变形次数、变形工艺类型、相应的变形程度及模具结构的可能性、模具加工工艺性等进行综合分析判断。同时在全面考虑工件精度和能否顺利进行自动级进冲压生产后，从几种排样方式中选择一种最佳方案。完整的排样图应包括工位的布置、载体类型的选择和相应尺寸的确定。工位的布置应包括冲裁工位、弯曲工位、拉深工位、空工位等设计内容。 当排样图设计完成后，也就确定了以下内容： 模具的工位数及各工位的内容； 被冲制工件各工序的安排及先后顺序，工件的排列方式； 模具的送料步距、条料的宽度和材料的利用率； 导料方式，弹顶器的设置和导正销的安排； 模具的基本结构。21 多工位级进模排样设计原则 多工位级进模的排样，除了遵守普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点。 可以将展开轮廓绘制好，在绘图区反复试排，待初步方案确定后，在排样图的开始端安排冲孔、切口、切废料等分离工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排制件和载体分离。在安排工位时，要尽量避免冲小半孔，以防凸模受力不均而折断。 第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。第二工位设置导正销对带料导正，在以后的工位中，视其工位数和易发生窜动的工位设置导正销，也可在以后的工位中每隔12个工位设置导正销。第三工位根据冲压条料的定位精度，可设置送料步距的误送检测装置。 冲压件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，但孔不能因后续成形工序的影响而变形。对相对位置精度有较高要求的多孔，应考虑同步冲出。因模具强度的限制不能同步冲出时，后续冲孔应采取保证孔相对位置精度要求的措施。复杂的型孔可分解为若干简单型孔分步冲出。 为提高凹模镶块、卸料板和固定板的强度，保证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。 成形方向的选择 ( 向上或向下 ) 要有利于模具的设计和制造，有利于送料的顺畅。若有不同于冲床滑块冲程方向的冲压成形动作，可采用斜滑块、杠杆和摆块等机构来转换成形方向。 对弯曲和拉深成形件，每一工位的变形程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分几次成形。这样既有利于质量的保证，又有利于模具的调试修整。对精度要求较高的成形件，应设置整形工位。 为避免U形弯曲件变形区材料的拉伸，应考虑先弯成45，再弯成90。 在级进拉深排样中，可应用拉深前切口、切槽等技术，以便材料的流动。 压筋一般安排在冲孔前，在突包的中央有孔时，可先冲一小孔，压突后再冲到要求的孔径，这样有利于材料的流动。 当级进成形工位数不是很多，制件的精度要求较高时，可采用压回条料的技术，即将凸模切入料厚的后，模具中的机构将被切制件反向压人条料内，再送到下一工位加工，但不能将制件完全脱离带料后再压入。 在级进冲压过程中，各工位分段切除余料后，形成完整的外形，此时一个重要的问题是如何使各段冲裁的连接部位平直或圆滑，以免出现毛刺、错位、尖角等。因此应考虑分断切除时的搭接方法。搭接方法如图2-1所示，图2-1(a)为搭接，第一次冲出A、B两区，第二次冲出C区，搭接区是冲载C区凸模的扩大部分，搭接量应大于0.5倍的材料厚。图2-1(b)为平接，除了必须如此排样时，应尽量避免使用此搭接方法。平接时在平接附近要设置导正销，如果工件允许，第二次冲裁宽度应适当增加一些，凸模要修出微小的斜角(一般取35)。2.2 多工位级进模排样的类型 多工位级进模排样中的搭边作用特殊，通常称为载体。载体是运送坯件的物体，载体与坯件或坯件与坯件的连接部分称搭口。载体的主要作用是将坯件传递到各工位进行各种冲裁和成形加工。因此，要求载体能够在带料的动态送进中，使坯件保持送进稳定、定位准确，才能顺利地加工出合格制件。根据载体形式的不同将级进模排样分为无载体排样、边料载体排样、单载体排样、双边载体排样、中心载体排样5种类型。2.2.1无载体排样 无载体排样属于无废排样，零件外形往往具有对称性和互补性，通常采用切断的方法将制件从条料上分离，如图2-2所示。这种载体送料刚性较好，省料、简单。此种载体可多件排列，提高了材料的利用率。2.2.2边料载体排样 边料载体排样是利用条料搭边废料作为载体的一种形式。这种载体传送条料刚性好、省料、简单、产品易收集，为了提高材料利用率，连接带可取小一些。如图2-3所示的排样就是采用边料载体，采用先冲孔，后落料方式生产，采用搭边废料作连接带，并先冲一导正孔作定位孔，如果产品上有现成的圆孔且圆孔精度要求不高时，可采用该圆孔作为导正孔；应多工位精密级进模的长寿命要求，凹模一般设计成镶嵌的结构形式(图2-3中虚线代表凹模镶块)，此时务必注意两镶块之间的模板厚度有较好的强度，否则可以直接将两镶块相接触(如图2-4)所示。 边料载体虽然增大了条料两侧搭边的宽度，材料的利用率有所降低，但是提供了冲导正工艺孔需要的载体，特别是所冲带料较薄时，可保证送料的刚度和精度。这种载体主要多用于薄料(t小于0.2mm)，制件精度要求较高的场合。2.2.3单边载体排样 单边载体排样是在产品条料的一侧留出一定宽度的材料，并在适当位置与产品相连接，实现对产品条料的送进，一般适合切边型排样。 这种载体主要用于弯曲件，其方法是在不参与成形的合适位置留出载体的搭口，采用切废料工艺将制件留在载体上，最后切断搭口得到制件。 如图2-5所示为音频接口产品的排样图，共有12个工位，分别为 (1) 压印； (2) 冲孔；(3) 落料；(4) 折弯90；(5) 落料；(6) 卷圆I；(7) 卷圆；(8) 卷圆；(9) 卷圆；(10) 卷圆V；(11) 整形；(12) 分离。 如图2-6所示的是产品生产批量较大或为提高材料利用率，而采用的双向交叉排样。实际上是一模出两根料带，并在两个产品( 可以是同一产品，也可以是不同产品 )相邻的地方找出合适的部位用一连接带连起来，俗称“手拉手”，这样大大增加整个条料的强度，在所有冲裁和成形的工序完成后再把牵手部位冲掉即可，这一步称为“分手”。但是，实践证明一根条料分出的料带越多、工位越多，生产过程越不稳定，冲压得到的产品精度也越低。该排样共有18个有效工位( 其余为空位 )，其中 (1) 为预压；(2) (3) (4) (5) (8) (16) 工位为冲裁；(6) (7) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (17)工位为弯曲(第16工位在这里被称为分手 )；(18) 为调整工位。 2.2.4双边载体排样 双边载体排样是在产品条料的两侧分别留出一定宽度的材料，并在适当位置与产品两边相连接，实现对产品条料的送进，它比单边载体排样送进更顺利，料带定位精度更高，适合产品两端都有接口可连，特别适合送进强度较弱的薄板料。但是，相对材料利用率较低，且通常需要采用双边导正。 图2-7所示为双边载体排样，共有16个工位，其中 (1)(4) 工位为冲裁； (5)(14) 工位为弯曲；(15) 工位将制件从条料上分离；(16) 工位为将废料切断，这一步根据实际情况而定，如果有自动收料装置时，可不设计。 225 中间载体排样 中间载体排样与单载体排样相似，是在产品条料中间留出一定宽度的材料，并与产品前后两边相连，材料利用率较高。但是，中间载体排样料宽方向导向困难，常出现卡料，中心载体容易出现横向弯曲，俗称扇面缺陷，如图2-8中在 (4) 和(5)工位之间需要安排扇面调整工位。 除了如图2-8所示的对称结构弯曲件可以采用中间载体外，图2-9的非对称弯曲件也可以采用中间载体形式，成为一出二结构，工作效率和材料利用率都明显提高，不足的是导正销容易“拉料”，应在适当位置安排定位顶料针。