多工位级进模设计

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《模具工实用技术手册第2版》第147页（2473字）

多工位级进模可将制造工件的各种不同工序在一套模具上一次完成。对提高生产效率、节约模具以及节省机床和劳动力是最有效的办法，所以国内外在大量生产中已普遍采用。根据工件的形状和加工工序、送进方式的不同分为以下几种：

(一)一般多工位级进模(连续模)

一般多工位级进模即条料在冲床的每一行程中向前推进一个步距，同时在模具的各个工位上完成不同的工序，条料从第一工位经过相继的工位到最后工位相继成型，故每冲一次就获得一个完整的工件。设计时根据具体情况，每一工位可以安排完成一种或多种工序。也可特意安排一个或多个空位，即在这空的工位上，不起冲裁或成型作用，而只是留出位置，以避免模具零件过于紧凑，造成加工和安装的困难。同时这样做利于加大模块的外形尺寸，提高模具的强度。一般多工位级进模按条料排样的形状和其加工工步的排列顺序，主要分为以下几种(见表1．1－6)。

(1)级进冲裁模(冲裁连续模)。

(2)级进冲孔弯曲模(冲孔弯曲连续模)。

(3)级进拉深模(拉深连续模)。

(4)多工序级进模(多工序连续模)。

这些模具可安装在一般冲床上，但最好是安装在自动冲床上使用。条料的送进大都靠自动送料装置，而其定位是用快速而精密的自动定位或侧刃定位。

多工位级进冲模的凸、凹模，过去多采用成型磨削加工的拼块结构，随着电火花加工工艺和数控线切割工艺的发展，有些拼块结构可改为整体结构。

一般级进模二步距的公差为0．025mm。对于大的级进成型模具步距公差较大，约为0．050mm。而小的精密零件级进模具总步距公差约为0．0125mm。

(二)传送级进模

传送级进模是装在多工位传送冲床上或是在装有传送机构的普通冲床上使用的。它主要用来冲制多次拉深的工件。它和一般级进模不同的是：工件在工位之间的移动不是靠条料的连接而是利用传送机构上一系列的机械手移位的，这些机械手有与各工位工件外形相同的夹持面，它夹持工件从一个工位送至相邻的工位，然后放下工件再退回到原位置进行重复的传送。

(三)多工位传送级进模设计要点

1．工位数量的决定

设计传送级进模时，应把保证工件质量和延长模具寿命这两个因素放在首位，把每道工序的保险系数考虑大一点，工位的数目宁可偏多一些。这样做不影响多工位成型的生产效率，而且模具容易制造和维护。

2．步距(工位间距离)的决定

步距决定于传送机械手动作所需要的空间。如步距太长，可在工作工位之间添设空位来缩短步距。在工件高度和材料厚度的允许条件下，由于步距缩短，可以提高压机运转速度，减小压机行程。

3．工件的工位间运送

工位间的运送必须可靠，才能保证自动冲压顺利进行和保证工件质量。容易在工位间运送中产生错位的是非对称性工件，另外对工件直径小高度大的工件，由于送进速度快以及惯性力的原因而容易倒下，拉深件凸缘的起皱(1mm以下的薄料易引起)会引起进给的不稳定，应在拉深之前进行修边。

一般常用的传送机构原理如图1．3－28所示。

图1．3－28 传送机构

4．定位

用夹板式送料，在抓取器离开的瞬时往往有使工件移动的危险。因此对于移动量小、矫正量小的场合用导正销定位。异形拉深件与浅拉深件等定位较困难亦采用冲工艺孔用导正销定位，为防止转动必须用2个导正销，工艺孔一般设在工件外围。在上模上设弹簧压销或压板将工件轻轻压住，也有在下模上安装磁铁使工件稳定，并在加工完了上模回升时，防止工件跳出来。

(四)多工位级进模的典型结构

图1．3－29所示是一套连续拉深模，其工作顺序是：切口、首次拉深、二次拉深、三次拉深、校正，最后将制件分离，制件从下模中漏落。该模具有如下特点：

图1．3－29 连续拉深模

第一工位的切口与第六工位的落料，考虑到模具较大，模具除三个导柱6、导套7导向外，这两工位还单独以导柱2、导套3导向，且切口凸模1和落料凸模9与上模板均以球面接触；考虑到凸模的磨钝修磨后变短，分别装有螺塞4、5和螺塞10，便于调节凸模高度，不影响拉深高度。凹模17磨钝或修磨后也可由螺塞19、20调节(但必须把垫圈16与凹模磨等量的高度)。

第二、第三工位的拉延凸模15、13顶面分别有由斜楔8，它能调节凸模高度，便于调节首次和二次拉深件的高度，以达到合格的制件。

该模具采用手工送料，由目测预定位，然后分别由压边圈14，凸模12及导正销18插入毛坯中定位。