5.1 排样图设计原则
多工位级进模的排样设计是与制件冲压方向、变形次数及相应的变形程度密切相关的,还要考虑模具制造的可能性与工艺性。其排样方式不同,则材料利用率、冲压出制件的精度、生产率、模具制造的难易程度及模具的使用寿命也不同,因此,排样图设计时应遵循下列原则:
1)提高凹模强度及便于模具制造对冲压形状复杂的制件,可用分段切除的方法,将复杂的型孔分解成若干个简单的孔形,并安排在多个工位上进行冲压,以使凸、凹模形状简单规则,便于模具制造并提高使用寿命,但同一尺寸或位置精度要求高的部位应尽量安排在同一工位上冲压,如图5-1所示。
图5-1 复杂的型孔分解若干个简单的孔形排样图
2)合理确定工位数,工位数为分解各单工序之和。在不影响凹模强度的原则下,工位数越少越好,这样可以减少累积误差,使冲出的制件精度高。但有时为了提高凹模的强度或便于安装凸模,需在排样图上设置空工位。但凹模型孔距离也不宜太远,否则空工位较多会增大模具的尺寸,既增加模具成本,又降低制件精度。如图5-1所示,为增加凹模的强度,在工位○11上设置空工位。
3)在排样设计时,尽可能考虑材料的利用率,尽量按少、无废料排样(见图5-2),以便降低制件成本,提高经济效益。也可以采用双排或多排排样,比单排排样要节省材料,但模具结构复杂,制造困难,给操作也带来不便,应多方面进行考虑后加以确定。
4)为保证条料送进步距的精度,在排样设计时,一般应设置侧刃作为粗定位,导正销为精定位,但导正销孔尽可能设置在废料上(见图5-1),有时由于制件形状的限制,在废料上无法设置导正销孔,也可以将制件中冲出的孔作为导正销孔(见图5-2)。当使用送料精度较高的送料装置时,可不设侧刃,只设导正销即可。导正销孔应在第1工位冲出,第2工位开始导正,以后根据冲件精度的要求,每隔适当工位设置导正销定位。
图5-2 少废料排样图
5)多工位级进模中弯曲件排样与外形尺寸及变形程度有一定关系,一般以制件的宽度方向作为条料的送进方向。
6)需要冲制的制件与载体连接应有足够的强度和刚度,以保证条料在冲压过程中连续送进的稳定性。
7)合理安排工序顺序,原则上宜先安排冲孔、切口、切槽等冲裁工序,再安排弯曲、拉深、成形等工序,最后切断或落料分离,各工序先后应按一定的次序而定,以有利于下一工序的进行为准。但如果孔位于成形工序的变形区,则在成形后冲出。对于精度要求高的制件,应在成形工序之后增加校平或整形工序。如图5-3所示,该制件有冲裁、拉深、弯曲等工序,应先冲切出部分外形废料,有利于下一工序拉深,再进行拉深,接下来再进行弯曲等,前后次序不能颠倒。
图5-3 冲裁、拉深、弯曲等工序排样图