跳步模技術(shù)應(yīng)用研究

馬志剛

許昌許繼德理施爾電氣有限公司，河南許昌 461000

0 引言

跳步模（又叫級進(jìn)模），它除可以完成普通沖模所能完成的沖孔、落料外，還可在一套模具上完成多種成形工序（如彎曲、壓筋、拉深等），它是一種技術(shù)密集型模具。

1 跳步模設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 跳步模排樣

跳步模沖件的排樣設(shè)計(jì)在整個(gè)模具設(shè)計(jì)過程中占有極其重要的成分，工件排樣圖設(shè)計(jì)完成后，很多相關(guān)的內(nèi)容（如模具的工位數(shù)、被沖零件各工序的安排、模具的送料步距、導(dǎo)料方式、彈銷的安置和導(dǎo)正銷的安置等）就大體可以定下來了。

1.1.1 跳步模沖件排樣步驟與要點(diǎn)

1）首先要對工件進(jìn)行相應(yīng)的工藝分析，設(shè)想出多個(gè)沖壓排樣方案，最終擇優(yōu)選取實(shí)施；

2）在排樣時(shí)要考慮生產(chǎn)中采用跳步模沖壓的工藝性、模具結(jié)構(gòu)本身設(shè)計(jì)的需求。無論是在工位安置方面、還是在工步的順序設(shè)置上都應(yīng)加以注意，大體講有以下幾方面：

（1）個(gè)別情況（如沖壓工件上存在孔壁很小的沖孔）下，為增強(qiáng)模具凹模強(qiáng)度和方便凸模的安裝固定，這類孔應(yīng)分別布置在不同的工位上沖出；

（2）若沖壓工件上存在多個(gè)對孔距、及位置方面有嚴(yán)格要求的沖孔，應(yīng)盡量安置在同一個(gè)工位上沖出完成，實(shí)在不行也要考慮安置在相距盡可能近的工位沖壓完成；

（3）排樣時(shí)盡可能減少工步，這樣可以減小積累誤差，提高沖壓件精度。對于小型復(fù)雜沖壓件的大批量生產(chǎn)，壓盡可能的采用跳步模，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率；

（4）根據(jù)具體情況可采取整體落料而后成形（如工件外形寸公差很小），或采用多工位分切后拼合（如沖件局部凸臺(tái)尺寸有嚴(yán)格要求）；

（5）根據(jù)實(shí)際需要（如工件沖壓后引起的變形需要）設(shè)置必要的空擋工位；

（6）在一些特殊情況（如需要橫向施力沖壓的復(fù)雜側(cè)向成形工件）下，為增加精度和提高效率，沖件應(yīng)考慮在平面沖孔、切口后以及落料之前，采用楔傳動(dòng)橫向沖壓。

1.1.2 跳步模的排樣原則

跳步模（尤其是對于多工位的跳步模）的排樣除了遵循一般沖壓模具的排樣原則外，還要考慮以下幾方面：

1）通過對沖件展開毛坯樣板的多次試排，確定初步方案，然后依次安排各沖壓工位（順序大致為：沖孔、切口、切廢料→其它成形工位→制件和載體分離），為保證凸模的良好使用，在安排工位時(shí)，要盡量避免其受力不均；

2）工位安排上，順序一般為∶沖孔、沖工藝導(dǎo)正孔→設(shè)置導(dǎo)正銷（視情況確定位置和數(shù)量）→設(shè)置送料步距的誤送檢測裝置（由沖壓條料的定位精而定度）；

3）若一個(gè)工件上存在多個(gè)孔，應(yīng)盡可能同步?jīng)_，以利于保證沖件精度，若由于各種限制（如影響模具強(qiáng)度等）不能同步?jīng)_出時(shí)，應(yīng)采取措施保證后續(xù)孔的相對位置精度。外形復(fù)雜的沖孔，可分解成幾個(gè)外形簡單的沖孔分步?jīng)_出；

4）根據(jù)情況在排樣中設(shè)置相應(yīng)的空工位（這可以提高模具中相應(yīng)部件的強(qiáng)度和避免成形零件安裝位置發(fā)生干涉）；可根據(jù)情況采用相應(yīng)機(jī)構(gòu)（斜滑塊等）來轉(zhuǎn)換工件成形方向以利于模具的設(shè)計(jì)制造和送料的順暢；

5）若實(shí)際設(shè)計(jì)的模具中工件的成形工位不太多，但工件有較高的精度要求，可采取壓回條料的辦法來提高沖件精度；

6）對在每一沖壓工位變形程度不宜過大（如拉深）的工件，若最終成形零件有較大程度的變形，可分幾次成形，必要時(shí)可設(shè)置整形工位。材料的流動(dòng)性便利在很多成形工序中都占有極其重要的成分，針對不同情況可采用各種措施來解決此問題，如在級進(jìn)拉深排樣中，可采用便于材料的流動(dòng)的拉深前切口、切槽等技術(shù)。

1.2 有關(guān)部分模具零部件的設(shè)計(jì)

1）凸模設(shè)計(jì)

其常采用結(jié)構(gòu)形式可分為：直身結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。

其可采用的固定方式大致有：凸臺(tái)固定、銷釘固定、螺絲固定、頂絲固定等。其中凸臺(tái)固定較為安全可靠，螺絲固定、頂絲固定較為便于維修時(shí)快速更換。

2）凹模設(shè)計(jì)

一般情況下，可以直接在凹模板上割出凹模刃口，特殊情況下，為方便模具維修，可設(shè)計(jì)凹模鑲塊

3）折彎部件設(shè)計(jì)

在實(shí)際模具設(shè)計(jì)中，折彎部件也可做成用掛臺(tái)、螺絲固定的鑲塊。在設(shè)計(jì)時(shí)，其凸模頭部應(yīng)設(shè)計(jì)為圓弧狀，以避免折彎時(shí)損傷產(chǎn)品。在折彎工件時(shí)，為減小工件的回彈程度，必要時(shí)可在模具上恰當(dāng)位置設(shè)置校正筋。

4）模具中部分輔助零部件的設(shè)計(jì)

這里重點(diǎn)講述有關(guān)導(dǎo)正釘、浮動(dòng)送料釘、脫料塊和頂桿的有關(guān)方面的內(nèi)容設(shè)計(jì)

導(dǎo)正釘其設(shè)計(jì)時(shí)要注意控制其的長度，為避免沖壓生產(chǎn)時(shí)帶料現(xiàn)象的產(chǎn)生，一般情況下當(dāng)模具在自由狀態(tài)時(shí)導(dǎo)正釘?shù)闹北鄄糠稚斐鲂读习宓拈L度要小于產(chǎn)品的—個(gè)料厚； 浮動(dòng)送料釘?shù)淖饔脼槠洳粌H能將條料抬起，保證條料在送進(jìn)時(shí)，不被任何鑲塊或頂桿阻礙，同時(shí)還能起到對條料的導(dǎo)向作用；脫料塊和頂桿的作用是通過其依靠彈簧力的作用將條料頂出，保證條料順利脫模，以及防止沖壓生產(chǎn)時(shí)疊件現(xiàn)象的產(chǎn)生。

5）模具上部分模板的設(shè)計(jì)

這里重點(diǎn)講述有關(guān)卸料板、固定板、凹模板的有關(guān)方面的內(nèi)容設(shè)計(jì)。

卸料板其作用主要為卸料、導(dǎo)向、壓料；固定板其作用主要為固定凸模；凹模板其作用為既可以充當(dāng)凹模刃口，也可以在其上鑲拼凹模鑲塊。

一般情況下，上述三者之間通常由四個(gè)小導(dǎo)柱來導(dǎo)向，將小導(dǎo)柱固定在凸模固定板上，相應(yīng)的在卸料板和凹模板上與其對應(yīng)的位置分別鑲四個(gè)小導(dǎo)套，通過控制小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套間的配合精度，來達(dá)到確保凸、凹模配合精度的目的。

2 模具生產(chǎn)中常見故障的原因分析及處理方法

1）沖壓生產(chǎn)過程中廢料上浮，其產(chǎn)生的原因大致有沖模沖裁間隙大、沖壓凸模表面太光滑、沖壓速度過高等。其對應(yīng)的處理方法分別為采取適當(dāng)措施減小沖裁間隙、在沖裁凸模上增加氣孔、降低沖裁速度甚至必要時(shí)在凸模上加頂桿等。

2）沖壓產(chǎn)品毛刺增大

（1）產(chǎn)生原因常為模具刃口磨損或模具產(chǎn)生崩刃，處理方法為進(jìn)行刃磨處理；

（2）若模具刃口無磨損，而沖壓件上的毛刺不均勻，則產(chǎn)生原因常為模具沖裁間隙產(chǎn)生了偏移，處理方法為進(jìn)行間隙調(diào)整。

3）沖壓生產(chǎn)中送料不暢，產(chǎn)生原因及解決方法如下：

（1）條料本身原因（如條料過寬過薄）使得送料過程中條料產(chǎn)生翹曲變形，應(yīng)在條料中間增加抬料塊；

（2）實(shí)際操作不當(dāng)原因（生產(chǎn)時(shí)送進(jìn)步距與設(shè)計(jì)的步距有差異），應(yīng)調(diào)整送進(jìn)步距；

（3）抬料釘送進(jìn)間隙過小，條料送進(jìn)不流暢，應(yīng)適當(dāng)放大間隙；

（4）抬料釘間距過大或抬起高度不夠，應(yīng)增加抬料釘數(shù)量或提升條料抬起高度。

4）沖壓生產(chǎn)中漏料孔堵塞

其危害是會(huì)造成凸模折斷或凹模脹裂。造成原因有漏料孔的尺寸大小設(shè)計(jì)不合理及凹模刃口磨損或沖壓油過多過粘等。其對應(yīng)的處理方法分別為設(shè)計(jì)制作合理的漏料孔和及時(shí)刃磨凹模刃口或減少?zèng)_壓油。

5）沖壓生產(chǎn)中的疊件現(xiàn)象

在實(shí)際沖壓生產(chǎn)過程中.由于在最后工序生產(chǎn)零件沒有及時(shí)從模具中脫離掉，很容易產(chǎn)生疊件現(xiàn)象。其極易損傷模具，應(yīng)采取措施來防止其發(fā)生。如在設(shè)計(jì)時(shí)考慮在最后一工位盡量讓待切斷的生產(chǎn)零件伸出凹模板至少1/2，依靠生產(chǎn)零件的自重滑出模具；在保證沖裁強(qiáng)度的前提下，應(yīng)在凹模板末端設(shè)計(jì)一條較寬的斜坡，以便生產(chǎn)零件能順利地滑出模具；或設(shè)計(jì)拍料塊結(jié)構(gòu)，以避免生產(chǎn)零件鉤掛在頂桿上等。

3 結(jié)論

對于實(shí)際生產(chǎn)中使用的模具來說，設(shè)計(jì)、維修、維護(hù)保養(yǎng)對其都具有重要的影響。我們在設(shè)計(jì)時(shí)要詳盡地考慮模具結(jié)構(gòu)，以利于提高生產(chǎn)率及方便維修。在模具維修時(shí).要細(xì)心查找模具損傷原因，針對其維修。適時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)可以提高模具的使用時(shí)間。

[1]王孝培.沖壓手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000，10.

[2]成虹主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2002，7.