随着冲压工人的工资水平越来越高,降低冲压的人工成本成为当务之急。其中连续模的使用比较普及,可以很好的建立自动化冲压生产线,大大提高生产效率,降低人工成本。因为连续模需要精密复杂的零件。设计中需要注意的问题比较普遍冲压工具总的来说是多了,主要表现在以下几个方面:
(1)冲压废料不应喷出。
在连续模的设计中,废料的排出与卷材的进给同等重要,冲压废料从模具中及时可靠的排出是保证连续模正常生产和效率的基础。连续冲模冲压的冲压废料的排放方式只有两种,一种是下漏式,一种是顶出式。下漏式只在凹型孔上做漏孔,设计制造更方便。漏出的废料从压机的压板孔落下,工件从模具表面顶出,废料和工件的排出路线清晰。这种方法更适用于冲压废料小、工件大的冲压模具。一般来说,顶出式冲压废料量大,很难从模具内部和压力机的孔中漏出, 所以有必要使用顶出来清除模具表面的废料。对于精冲模具,冲压废料不能从模孔中漏出,只能从模面排出。如果废物很少,可以用压缩空气吹出。
(2)多冲时,小冲的长度不宜过大。
对于多冲头冲压模具,可以根据冲头的大小制作不同高度的冲头,形成阶梯式排列,可以避免各个冲头的冲压力值同时产生,有效降低模具的冲压力。但需要注意的是,对于阶梯凸模,为了保证凸模有足够的刚度,小尺寸的凸模要做得短一些,大尺寸的凸模要做得长一些,两者相差一个高度(板料厚度)。这样先打大孔再打小孔。否则打大孔时会形成小冲头,小冲头会因刚性不足而断裂。
(3)连续模不应无挡料和侧边等定位装置。
用连续模冲压工件时,需要解决带材的精确定位问题,保证连续模的步距一致,这样才有可能冲压出合格的零件。在连续模中,常用的定位装置有固定挡销、导向销、导向板、侧边等。冲压时,固定止动销用于初始定位,安装在冲头端面的导向销用于落料,以保证带材的正确定位。侧边用于控制带材的进给距离。侧边的长度等于进给距离,切掉与侧边步距相等长度的边后,带材才能进给到下一步位置。
(4)连续模的导向销不宜过长。
为了控制进料步骤,连续模必须有良好的定位装置。常用的定位装置有导向销、初始止动销、侧边、导向销等。其中,导销是连续模中广泛使用的一种精密定位方法。当与检测传感器配合使用时,还能发出报警,停止并保护冲床。因此,它常用于连续冲压模具。在高精度连续冲压模具中,通常是预先打好工艺孔,然后在每一步中用调直销将线圈调直。此时使用的调直销直径一般为4~6mm。一定要注意导向销的长度和导向孔的长度,否则会因为刚性不足而断裂。因此,连续冲模的导向销不能太长。一种解决方案是将导销固定在卸料板上, 这样可以大大缩短导向销的长度,使其不容易断裂。
(5)侧边在连续模中的位置不容忽视。
侧边定位可以精确控制步距,定位精度高,但需要切掉皮带的一侧或两侧,形成废品,产生废品。侧边用于限位时,侧边位置要合适,但侧边位置不正确,因为开始进带时,每个工位只打一半孔,凹模孔单边工作,容易裂边。
(6)连续模中侧边的形状不能忽略。
连续模中有三种侧边形状:矩形平侧边、L形侧边和凹形侧边。矩形平侧边制造简单,但当边缘尖角磨损或侧边与侧边挡块贴合不紧时,带材水洗侧会产生毛刺,影响正常送料。L形侧边也会影响进料,因为铝带与导板是点接触。只是采用凹切,冲压时产生的毛刺在带材侧边的凹部,所以不会影响送料,但会增加侧边的制造难度。
(7)橡胶和聚氨酯橡胶不应用作连续模等自动冲压模具中的弹性元件。
对于连续模这种高效率的生产模具,其寿命往往在100万次以上,冲压速度在40次/分钟以上。如果采用橡胶和聚氨酯进行卸载,一方面可能卸载力不足,卸载不可靠,另一方面寿命有限。为了保证连续模可靠工作,减少维修,一般应采用寿命超过100万的强力方簧作为卸荷元件。
(8)连续冲压模具中的复杂形状不宜一次冲压。
连续冲压模具中的复杂形状不宜一次冲压,而应分解成若干个简单的孔形,分几步冲压,这样可以使模孔易于制造,有利于各步冲压压力的平衡,避免冲压中心偏心造成的模具加速磨损。
(9)连续拉伸模中不能忽视空工位的设计。
本发明对长条状材料进行连续拉拔,中间没有材料退火,具有生产效率高、节省工序、自动冲压的特点。对于多道次拉伸的连续拉伸模具,在设计排样时,往往在第一次拉伸后留有一两个空工位,留有一定的余地,以便在试模后进行适当的改动和调整。对于压盖零件,在第二个图形和第二个图形之间有一个空工作站。此外,当凸模或模孔过近时,为了保护凸模、模具镶块、小模架、硬质合金镶块等结构,需要在排样图上留出空间。在成型步骤和后续的冲裁步骤之间留出一个空工位,便于凹模和脱料板的安装,提高凹模的强度。
(10)连续模的载体不能变形。
在连续模中,每道工序的工件都是靠胶带的边角料来传递的,在后续的冲裁工序中,工件一般会与胶带分离。这一圈被称为连续模具的载体。在连续模中,常见的载体形式有:边缘载体、中间载体、双面载体、单面载体等。边缘载体用于在工件边缘冲出导向孔,以便为拉伸、弯曲和其他成形过程定位。这种载体简单、可靠、节省材料,因此得到广泛应用。中间载体是沿带材的,工件周围大部分材料被切断,带材宽度方向中间只留下一点连接材料。这种载体刚性差,连续冲压稳定性差。双面载体在条带的两面留下较少的撬动材料, 刚性好,不易变形,常用于大进给量连续冲压薄料。单面载体只在带材的一面留有少量材料,刚性差,只能用于材料厚度大、进给距离小的工件的连续冲压。由于连续模对台阶精度要求很高,为了保证台阶的尺寸精度,提高连续模的稳定性,载体不能变形,所以载体的设计是连续模设计的一个重要方面。为了保证载体有足够的强度和刚度,常采用适当增加搭接尺寸;当单载体强度不足时,可设计双载体和中间载体;诸如在载体和工件之间冲压加工切口以将载体从工件分离的措施, 并且工件的变形不会影响载体的变形。
(11)尺寸相同或位置精度较高的零件不应分散在不同工位进行冲孔。
连续模,尤其是多工序连续模,送料距离大,送料累积误差大,再加上每个模孔的制造误差。所以连续模冲压的零件精度没有复合模高,复合模冲压的发霉零件精度可以达到IT7-IT8,连续模只能达到IT8-IT10。当要求尺寸相同或位置精度较高的零件时,如两个孔的尺寸和距离,应在不影响模具强度的情况下,在同一步中冲孔。转子连续冲压模具的转子槽对中心孔的同心度要求很高,属于高级冲压精度。为了满足高精度的孔槽中心距,需要采用一次冲出槽孔的方法。
(12)连续冲压模具中不能忽略起始销。
在连续冲压模具中,小凸模必须在第一次冲压时冲压出所有的孔,否则会使小凸模断裂,损坏模具。卷料连续模的前几个步骤,需要手动一步一步送料,直到所有工序都冲完,再改为自动送料。当一卷材料即将洗出时,自动送料装置无法送料。此时也需要手动送料,直到洗出一卷材料。为了防止误手动进给,应设置初始止动销。当带材开始连接时,用手指将初始止动销推入模具,以定位带材,并在步骤中完成冲压。之后,初始止动销缩回,不再使用。手动送料到第二步,导向销被导向完成下料, 然后使用自动送料装置进行送料。如果没有初始止动销,第二个下料头将被误送到第二个工序的下料。因为孔不是冲压出来的,导销无法导入孔内,会损坏导销甚至模具。
(13)连续模浮动销槽的宽度应设计合理。
为了准确送料,避免划伤凹模工作面,应提升线圈,减少送料阻力。为此,在材料宽度中使用侧导板、侧压紧装置和浮动销。侧导板和侧压块用于低精度定位连续模的料侧,浮动销用于高精度定位连续模的料侧。浮针间距大,线圈切割宽度精度也高,线圈不会垂直弯曲。导料时,线圈插入浮销槽内,在槽内滑动,所以浮销槽的宽度不能太大,也不能太小。太大的话,物料会上下晃动,太小的话会夹住物料,导致给卷困难。因此, 设计的浮动销槽宽度应为线圈厚度的1.5-2倍。
(14)连续模中卸料板浮动销的深度应合理。
当工件材料很薄时,浮动销的高度和位置应与卸料板卸荷孔的深度相匹配。如果出料板的卸荷孔太深,物料在压缩弹簧力的作用下会向上弯曲,物料变形,无法正常进料。如果脱料板的孔太浅,材料会再次被切断。因此,连续模中卸料板浮动销的卸荷孔深度不宜过大或过小。一般来说,卸料板上盲孔的深度等于或略大于浮动销头的高度。
(15)连续落模不应忽视卸料板中的导向装置
在连续模设计中,卸料板(卸料装置)的设计是一项重要内容。脱料板设计不良不仅会影响连续模的生产效率,还会降低连续模的使用寿命,增加维修成本。所以模具设计师要足够重视。在连续冲压模具中,卸料板有以下几种形式:导向板连续模用固定导向板和卸料板,一般精密连续模用整体弹性卸料板,连续拉伸模用分段弹性卸料板,复杂冲压件用镶块卸料板。整体式弹压卸料板用于精密连续模,其上常设置小导柱引导其运动。卸载板强度好,精度高。这样,在冲压时, 脱料板的下平面和凹模的上平面容易保持平行,而且压紧均匀,能更好地保证脱料板的运动精度。在卸料固定板上拼接几块卸料板形成一个整体,便于维修和更换,节省模具钢,便于热处理。整个出料板由四个小导柱导向,运动平稳,能保护和导向冲头。