一種圓形零件級進模

蒙煥靜

摘要：模具是生產各種工業產品和民用產品的重要工藝裝備，本次研究的是螺母板沖壓模具，不僅可以生產出高質量的零件，而且可以提高材料的利用率，也大幅提高了生產效率。

本套模具采用自動送料方式，既能夠實現批量生產，又能降低模具采購成本;卸料時采用固定卸料方式，沖件和廢料直接從凹模洞口推下的出件方式，這樣既便于操作，也提高了生產效率。然后又進行了沖壓工藝方案的確定，選取模具的技術要求及材料，模具總體設計與整體尺寸的計算，工作部分尺寸計算，模具的總裝圖和模具的零件圖等一系列工作。力爭達到所設計模具結構合理、工藝性好、裝配維修方便和經濟。

關鍵詞：模具設計/沖壓工藝/級進模/排樣設計

緒論：在一副級進模內，可以包括沖裁，彎曲，成型，拉伸等多道工序，故用一臺沖床可完成從板料到成品的各種沖壓過程，從而免去了用單工序模的周轉和每次沖壓的定位過程，提高了勞動生產率和設備利用率。有些復雜的小型零件，若不采用級進模幾乎是不能生產的。

級進模的設計和制造都比較費事，與其他模具相比，好像是成本高，但如果用許多單工序模代替一副級進模，其許多單工序模的總造價比一副級進模要高得多，因此在條件允許的情況下采用級進模往往是減低模具成本的較好措施。采用級進模可以用一臺沖床取代數臺甚至幾十臺沖床的工作。對提高生產效率，降低產品成本十分有利。另外，級進模自動化程度高，操作者可在沖床危險區以外操作，具有操作安全的顯著特點。對于工序復雜的工作應首先考慮采用級進模。

1、零件分析

如圖一所示該零件材料為DC01冷板，厚度1.0mm，零件要求不能有毛刺、拉傷等缺陷。零件型狀四周都向上翻起中間還有一個直徑7mm小孔，該零件長、寬、高為51.7mm、40.7mm、5mm。

2、工藝確定

該零件難度在于零件四周翻起，級進模排料搭邊在最后一道工序需要在成型和零件分離需有同時進行，所以該零件級進模方案為：沖孔-切邊-翻邊切斷。

3、零件排樣與設計

設計多工位級進模時，首先要設計排樣圖。因為 排樣圖設計是多工位級進模設計的重要依據。排樣圖設計得好壞及合理與否，直接影響到模具設計的成敗，多工位級進模排樣不同，則材料利用率，沖壓出制 件的精度，生產率，模具制造的難易程度及模具的使用壽命也不同，因此排樣設計主要應考慮以下幾點。

（1）將復雜的型孔分解若干個簡單的孔形，并分成多個工位進行沖裁，使模具制造簡單，但同一尺寸或位置精度要求高的部位應盡量安排在同一工位上沖壓。

（2）合理制定工位數，工位數為分解各單工序之和。合理設置空工位，在不影響凹模強度原則下，工位數越少越好，這樣可以減小累積誤差，使沖壓出的制件精度高。

（3）在排樣設計時，盡可能考慮材料的利用率，盡量按少，無廢料排樣，以便降低制件成本，提高經濟效益 。

（4）為保證條料送進步距的精度，在排樣設計時應設置導正銷孔， 但導正銷孔盡可能設置在廢料上。

（5）多工位級進模中彎曲件排樣與外形尺寸及變形程度有一定關系，一般以制件的寬度方向作為條料的送進方向。需要沖制的制件與載體連接應有足夠的強度和剛度，以保證條料在沖壓過程中連續送進的穩定性。

（ 6）如制件有沖裁、拉伸、彎曲等工序，各工序先后應按一定的次序而定，以有利于下道工序的進行為準。

（7）載體設計主要是為了消除或減少帶料在各工位變形時所產生的相互影響，順利地將制件運送到各工位進行沖裁、彎曲、拉伸、成形等，保證送料穩定、定位準確。 根據制件的形狀，變形性質，材料厚度等情況考慮。

根據以上原則螺母板排樣如下圖2：

零件搭邊為中間連接，連接搭邊寬度為5mm這樣材料利用率較高左右兩邊設置直徑7mm沖裁導正孔保證沖裁精度，中間直接用零件直徑7mm孔導正保證后續沖裁精度，在最后成型前先沖裁搭邊這樣就可以順利成型。

二、級進模結構設計

1、結構設計原則

級進模結構設計應遵循以下幾點原則：

1、盡量選用成熟的模具結構或標準結構。

2、模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度的要求。

3、結構盡量簡單、實用，要具有合理的經濟性。

4、能方便的送料，操作要簡便安全，出件容易。

5、模具零件之間定位準確可靠連接要牢固。

6、要有利于模具零件加工。

7、模具結構與現有沖壓設備要協調。

8、模具容易安裝，易損件更換方便。

模具設計要點在于零件的導正與板料頂出，還有就是零件在成型前必須分離零件，模具設計時候盡可能的采用模具標準件或采用標準件進行二次加工減少采購成本與生成成本。

2、結構設計細節

如上圖五所示零件最后工序在零件成型前沖頭先切斷進入凹模2mm分離零件后才繼續向下沖壓成型。

考慮到材料利用率零件間步距不能過大，所以零件間間隙為5mm，如果用直桿型沖頭側沖頭強度不夠，沖頭非工作部分需要加大如果全部自己生產成本較高，所以設計時候采用標準沖頭再自己二次加工這樣降低生產成本，且采購周期較短能實現快速更換。

每個工步都是分組的這樣可以實現快速拆卸。上模螺桿向上鎖沖頭磨損時候可以直接在沖壓機床上拆卸下來避免了和普通模具需要從機床拆卸下來才能更換的缺點。

結論

通過對級進模研究與改進使得原理必須要兩套模具、兩臺沖壓機床和兩個生產個人才能生產的螺母板現只需要一臺自動送料機和一臺機床就能滿足生產要求，降低了生產成本。

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