多工件連續(xù)模排樣技術(shù)研究

多工件連續(xù)模排樣技術(shù)研究

為了確保原材料的運(yùn)輸和工作場所之間的順暢運(yùn)輸，連接板框架必須具有足夠的剛度。工作次數(shù)越多，邊界值越大。因此,多工位連續(xù)模沖壓材料的利用率相對較低。本文介紹的多列排樣連續(xù)模是節(jié)能降耗、減少成本、提高材料利用率的主要技術(shù)手段之一。1沖件多列排樣要采用多列排樣連續(xù)模沖壓,應(yīng)做到技術(shù)上先進(jìn)合理、經(jīng)濟(jì)上合算、成本低。故應(yīng)考慮以下幾方面:(1)沖件產(chǎn)量大,每次投產(chǎn)批量都應(yīng)大于沖模預(yù)計的刃磨壽命,要刃磨一次或幾次才能完成計劃投入批量所需的沖次數(shù)才算合適。(2)沖件所有工位最好沿送料方向呈一直線排列,工位間送進(jìn)推薦采用分切式攜帶法,即沖件外廓分工位逐步?jīng)_切,便于由送進(jìn)原材料攜帶至各工位,也利于簡化模具結(jié)構(gòu)。而且,工位數(shù)越少越好。(3)建議條(帶)料寬度最大為Bmax≤260mm。(4)沖件料厚t≤1.5mm為宜,最大不得大于2mm。否則,將因間隙大而不均勻、偏載以及條料寬度偏差加大等加速模具磨損,從而降低模具壽命。(5)對于在沖壓的同時,還要進(jìn)行水平、傾斜、從里向外或從外向里、從中心向四周或從下向上等各個方向施力,統(tǒng)稱為橫向施力沖彎、沖孔或壓印等作業(yè)的沖件,多數(shù)不便進(jìn)行多列排樣。(6)多角及多向多角彎曲件、深拉延及切口后進(jìn)行連續(xù)拉延的拉延件、變薄拉延及拉延后翻邊的沖件、異形拉延件、需進(jìn)行凸肚與脹形以及縮口等成形件,均不便多列排樣。由于多列排樣的多工位連續(xù)模結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,制造與維修要求技術(shù)高,模具造價也較高,故在工藝編制及模具設(shè)計前應(yīng)比照上述條件,仔細(xì)研究并進(jìn)行多方案比較后再確定。2展開平裝件用平面圖形的無搭邊排樣通常采用的多為有搭邊多列排樣,雖然能充分利用沖件形狀交錯嵌入,而且每多排一列便可節(jié)省兩條沿邊,能大幅度提高材料利用率,但排樣列數(shù)再多,仍有搭邊與沿邊消耗,故其材料利用率限制在η≤85%。如果采用多列無搭邊排樣,不僅材料利用率可達(dá)90%～100%,而且可獲得高的生產(chǎn)效率。平板沖裁件或立體成形沖裁件的展開平毛坯(以下統(tǒng)稱沖裁件),外廓中有一條或幾條可與同一種全等形沖裁件的平面圖形無縫隙拼合,構(gòu)成閉合平面圖形的母線,經(jīng)過在兩條平行直線間平移、旋轉(zhuǎn)、相向移動、背向拉開等運(yùn)動,使母線變成相鄰兩閉合圖形的共線,形成多個全等形沖裁件平面圖形的無縫隙拼合,構(gòu)成能進(jìn)行無搭邊排樣的閉合平面圖形。據(jù)此,可提出符合無搭邊排樣的條件如下:(1)一條母線沿兩條平行直線等距平移可形成閉合平面圖形,適合在條(帶)卷料上實(shí)施單列與并排雙列或多列的無搭邊排樣,見圖1a,b。(2)在兩條平行直線間的兩條母線相向移動或以一母線為軸旋轉(zhuǎn)180°,可獲得閉合平面圖形,適于單列對頭直排無搭邊排樣,見圖1c。(3)兩相同沖裁件對頭拼合后,在兩條平行直線間等距平移可獲得的閉合平面圖形,適于雙列對頭直排無搭邊排樣,見圖1d。(4)任意母線圍繞其端點(diǎn)旋轉(zhuǎn)可獲得閉合平面圖形,但該圖形僅限于圓心360°范圍內(nèi),且沖裁件圖形所占圓周角能整除360°,又具有一條與條料邊重合的直線邊,才能實(shí)施在圓周范圍內(nèi)的無搭邊排樣,見圖1e。3沖模設(shè)計需注意的問題在多列排樣連續(xù)模沖壓中,采用成對組合沖制是常用的工藝手段。其中,以單角彎曲件為多,拉延件很少。采用組合對稱彎曲的條件與要求如下:(1)彎曲件的形狀不對稱或不能單件彎曲,可采用成對組合沖彎。(2)成對組合沖彎對工件尺寸有一定限制,當(dāng)展開毛坯的尺寸長×寬=250mm×200mm時,就不推薦采用。除所需模具尺寸過大外,條(帶)料尺寸和進(jìn)距都過大,操作起來十分不便,難以保證安全。(3)在工藝編制及沖模設(shè)計時,無論是兩件還是多件組合,均應(yīng)看作是一個全新的彎曲件,并以此審定彎曲結(jié)構(gòu)形狀與尺寸,確定其彎曲工藝性是否符合沖彎成形的要求。諸如:最小彎曲半徑不能過小,當(dāng)rmin≤t時更要注意復(fù)核;彎腳最小高度Hmin>2t;孔邊距smin≥rmin+(3～5)t等等。(4)采用成對組合對稱彎曲,模具效率要高一倍,故適于成批與大量生產(chǎn)。(5)用多工位連續(xù)模沖壓時,計算總沖壓功≤沖壓設(shè)備輸出沖壓功的50%,以防止在連續(xù)沖彎過程中,壓機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降,輸出沖壓功銳減,從而因超載出現(xiàn)卡模、電機(jī)滑差、線圈過熱,以至于燒毀電機(jī)。4地圖設(shè)計4.1不同參叉排樣列數(shù)通常只用單列直排和多列參叉排兩種方式。參叉排樣列數(shù)越多,板材利用率越高,見表1和圖2。圓的內(nèi)接或外切正多邊形沖件,可比照圓形沖件進(jìn)行排樣或近似計算。4.2無搭邊排樣,以低壓壓過管帶孔或有翻邊、壓印、沉孔等局部成形作業(yè)的外廓為方形或矩形的沖件,在多列排樣沖壓時,多數(shù)可實(shí)現(xiàn)無搭邊排樣,除內(nèi)孔結(jié)構(gòu)廢料外,只要裁料時計算得好,料頭料尾也很少。4.3展開平染色的類型常見的平板沖裁件和各種成形沖件,包括彎曲件、拉延件、翻邊與折邊件等的展開平毛坯,按形狀劃分為表2所示的11類。根據(jù)分類可以在表3中找到經(jīng)濟(jì)的排樣方式,圖3和表4為常見沖件的多列排樣及其計算公式。5導(dǎo)柱模架結(jié)構(gòu)形式單一主要結(jié)構(gòu)形式有:①導(dǎo)板式連續(xù)沖裁模;②導(dǎo)板式連續(xù)復(fù)合模;③導(dǎo)柱模架連續(xù)沖裁模;④導(dǎo)柱模架連續(xù)復(fù)合模。對于導(dǎo)板式多工位連續(xù)模,由于GB2874.1～2-81《冷沖模導(dǎo)板?？v向與橫向送料典型組合》中有多項(xiàng)差錯、結(jié)構(gòu)工藝性不好等原因,致使這種很適于電火花線切割工藝制造、適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡便、操作安全、造價低廉而優(yōu)于各種經(jīng)濟(jì)沖模的良好結(jié)構(gòu)形式,至今未獲得廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的導(dǎo)柱模架連續(xù)模是目前用得最多的結(jié)構(gòu)形式。一般多用于產(chǎn)量大、尺寸小以及形狀較簡單的各類沖件的生產(chǎn)。5.1導(dǎo)板連續(xù)模該模具由七層模板重疊而成,靠導(dǎo)板(也是硬性卸料板)對凸模導(dǎo)向。與常用的無導(dǎo)柱固定卸料結(jié)構(gòu)相比,導(dǎo)板模主要是改固定卸料板為導(dǎo)板,實(shí)際上就是將卸料間隙減小,使卸料板與凸模的單邊卸料間隙Zc=(0.1～0.5)t變成導(dǎo)板孔與凸模以基軸制h7/H8～h5/H6配合的導(dǎo)向間隙,以保持沖裁間隙均勻一致。因此,導(dǎo)板模不僅沖壓精度較高,而且沖模壽命也長。采用多列排樣連續(xù)沖壓時,設(shè)計導(dǎo)板連續(xù)模應(yīng)特別注意如下幾點(diǎn):(1)采用整體式標(biāo)準(zhǔn)凹模板、導(dǎo)板、凸模固定板,相應(yīng)?？子秒娀鸹ň€切割一次加工完成,可獲得良好的同軸度,確保制模質(zhì)量。(2)凹模刃口壁厚的最小值bmin≥(1.2～1.5)×HM,凹模板厚度HM=P/10????√3(mm)ΗΜ=Ρ/103(mm),但計算結(jié)果往往誤差較大。考慮到?jīng)_裁過程中經(jīng)常發(fā)生疊沖、刃口變鈍、沖件材料搞錯或硬度波動等,可造成沖裁力大幅度增加,計算中的1.3安全系數(shù)是難以解決的,為此,推薦按壓力機(jī)噸位來確定凹模厚度,見表5。(3)導(dǎo)板模的上模由三層模板重疊構(gòu)成:上座板、墊板、凸模固定板。凸模固定段與其固定板上?？撞捎肏7/m6過渡配合,待凸模裝入固定板后,端頭鉚開固定,壓上墊板后用螺釘緊固在上座板上。導(dǎo)板模的下模由四層模板重疊構(gòu)成:導(dǎo)板、導(dǎo)料板、凹模板、下座板。導(dǎo)板?？着c凸模配合采用基軸制,其配合要求是:沖件料厚t≤0.8mm,h5/H6;t>0.8～3.0,h6/H7;t>3.0～6.0,h7/H8。(4)模具的壓力中心應(yīng)與模具中心重合,允許最大偏移量不大于模柄半徑的1/2。(5)推薦上、下座板均采用45鋼模板,而且根據(jù)多列排樣沖件料厚及平面尺寸,適當(dāng)加大模板厚度,以增強(qiáng)其抗彎及耐沖擊強(qiáng)度;導(dǎo)板表面可視需要安裝限位柱或在周邊安裝防護(hù)柵,以確保操作安全。5.2導(dǎo)柱模型框架的多列排序連續(xù)模型圖5設(shè)計和使用導(dǎo)柱模架多列排樣連續(xù)模時應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):(1)工況間送進(jìn)及傳遞諸工位排列雖沿送料方向呈直線的較多,但也有呈L形或任意角形布置的。當(dāng)沖件料厚t≥0.3～2mm時,可用嵌入式攜帶法實(shí)現(xiàn)工位間送進(jìn),即將沖件平毛坯整體落料并嵌進(jìn)原搭邊框中,用送進(jìn)原材料攜帶到最后成形工位,沖壓成形。此外,也有的采用推送式傳遞法。如彎腳尺寸較大的彎曲件,采用錯開雙列排樣,多數(shù)在毛坯整體落料后,用專用楔傳動送料系統(tǒng)推送至彎曲工位成形。這類沖模大多為自動沖模,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,使用也較少。(2)模一體加工目前,國內(nèi)多采用電火花線切割制模工藝。凹模一體便于線切割加工,即便是形狀很復(fù)雜的?？?也可一次切割完成;一般沖裁凹模下邊的出料斜度也可一次切割出來,此工藝制模周期短。(3)加工的加工方法彎曲、拉延、翻邊、壓印等成形工位,模腔的加工多采用一般機(jī)械加工或電火花穿孔。所有模具材料及熱處理要求都有別于沖裁凸、凹模,故應(yīng)按工位設(shè)計成鑲拼組合式結(jié)構(gòu)為佳。(