冲压行业工人的薪资持续攀升,因此,五金制造企业迫切需要降低冲压的人工成本。在此背景下,采用连续模技术尤为普遍,它有助于构建一个低成本、高效率的自动化冲压生产线。然而,连续模的精度要求极高,且部件构造复杂,因此在设计阶段,相较于普通冲压模具,需要考虑的问题更为细致,具体体现在以下几方面:
(1)冲孔较多时,小凸模的长度不宜过大
针对多凸模冲压模具,可以依据凸模的尺寸差异,设计出不同高度的凸模,构成阶梯状结构。这种设计能够防止各个凸模的冲压力峰值同时出现,从而显著减少模具的冲压力,降低冲床的负荷。然而,在制造阶梯凸模时,需注意确保凸模具备足够的刚度,因此尺寸较小的凸模应适当缩短,而较大的凸模则应相应加长,两者的高度差应与板料厚度相匹配。按照此方法进行冲压,应先冲大孔,再冲小孔。若不加以控制,冲压过程中材料会对小凸模产生挤压,而小凸模由于刚性不够,很容易发生断裂。
(2)连续模尽量加挡料、侧刃等步距定位装置
在实施连续模冲压作业时,需确保条料能精确对位,以维持连续模的步距稳定性,从而生产出合格的产品。在连续模中,常见的定位设备包括固定挡料销、导正销、导板以及侧刃等多种类型。在冲压过程中,首先利用固定挡料销进行初步定位,而在落料阶段,则通过模内安装的导正销来确保条料精准对位。此外,侧刃的作用在于调节每一步条料的送进距离。侧刃的长度应当与步距的长度相匹配,并在此基础上增加0.05至0.5毫米,这一数值需根据所用材料的厚度来确定。
(3)连续模的导正销(引导针)不宜过长
为确保送料距离的精确控制,连续模需配备性能优良的定位设备。这类设备包括导正销、起始挡料销、侧刃和导销等。特别是导正销,作为一种在连续模中广泛应用的精密定位手段,其与误送检测传感器的配合使用,能够触发报警并实现停机,从而发挥保护模具的功能。鉴于此,导正销在连续冲压模的制造中得到了普遍的应用。在高端精密的连续冲压模具中,通常实施预冲孔操作,并在各个工序通过使用导正销来校正卷材。在此过程中,所选导正销的直径一般在1.2至6毫米之间。特别需留意的是,导正销的长度不宜过长,以及其进入导正孔的长度也不宜过长,否则可能导致模具送料受阻,甚至出现带料等问题。因此,连续冲压模具中的导正销直身长度应为:导正销固定模板的厚度加上一个材料厚度。
在连续模以及自动冲模的操作过程中,不宜采用优力胶和聚氨酯橡胶作为脱料元件。
连续模作为一种高效生产模具,其使用寿命通常超过50至500万次冲压,且冲压速度不低于40次每分钟。若使用优力胶或聚氨酯等弹性元件进行卸料,一方面可能会出现卸料力不够、卸料不可靠的问题,另一方面,这些元件的寿命也相对较短。为确保连续模能够稳定且持续地运行,降低维修频率,通常推荐使用寿命较长的弹簧作为卸料元件。
(5)连续冲压模中复杂或细长的形状不宜一次冲出
复杂的连续模具,其形状若过于细长,不宜一次性冲制完成。在工艺条件允许的前提下,应将其拆分成数个冲头,分步进行冲压作业。这样做不仅能让模具的型孔加工变得更加简便,还能有效延长模具的使用寿命,同时也有利于模具的维修,从而提升生产效率。
(6)设计预留空步,便于调试和改模
设计连续拉深件或成形尺寸不稳定的制品时,必须重视空工位的设计。在制作这类模具的排样图时,通常会在首次拉深和成形之后预留一两个空工位,以此预留出一定的空间。这样,在试模之后,我们还可以对模具进行适当的修改和调整。例如,压盖零件在第一次拉深和第二次拉深之间就设有空工位。此外,若冲压过程中凸模与凹模孔口间距过小,考虑到对凸模、凹模镶块、小模架、硬质合金镶件等结构的保护,排样图上应预留适当空间。在整形工序与最终落料工序之间,设置空位有助于凹模和卸料板的安装,同时还能增强凹模的稳固性。
(7)防跳屑设计
在连续模冲压产品时,尤其是面对冲孔和切边频繁的作业,为了防止产品在冲压过程中受损以及确保模具的稳定性,一般会设计防跳废料结构。具体措施包括:首先,将冲头设计成非标准形状,以增强废料在刀口处的粘附力;其次,在冲头上增设吹气孔;再者,将刀口设计成V型或燕尾形状以固定废料;此外,合理调整冲裁间隙,以降低废料跳动的可能性;最后,在模具内部安装吸废料装置。
(8)连续模的载体不能变形
在连续模生产过程中,各个工序的工件通过带料的搭边余料进行传递,而制件通常在最终的落料工序与带料实现分离。这种搭边被称作连续模的载体。在连续模中,载体形式多样,包括边料载体、中间载体、双面载体和单边载体等。其中,边料载体通过在工件边余料上冲出导正孔,以此作为定位,进而进行拉深、弯曲等成形工序。这种设计载体结构简便、性能稳定、材料使用高效,因而其应用范围十分广泛。其中,中间载体设计为沿带料方向,对工件周围的大面积材料进行切除,仅在带料宽度方向的中部保留少量连接材料。这种设计的载体刚性较差,连续冲压过程中的稳定性不理想。而双面载体则是在带料的两侧各留少许材料,其结构具有较好的刚性,不易变形,常被用于对薄料进行大进距连续冲压作业。此类载体在料侧仅保留少量物料,其结构较为脆弱,适用于厚度较大、进距较窄的工件进行连续冲压作业。鉴于连续模具对步距的精度要求较高,为确保步距尺寸的准确性,提升模具工作稳定性,载体必须保持形状不变,故而载体的设计成为连续模具设计中的一个关键环节。为确保承托物具备充足的强度与硬度,通常会选择适当增大其连接边缘的尺寸;在单面承托物强度不够的情况下,可以设计采用双面承托物以及中间承托物;通过在承托物与工件间冲制工艺孔,实现两者分离,确保工件变形不会对承托物的变形产生影响,并采取相应措施。
(9)快拆及零件防呆
在连续模的设计过程中,确保零件的快速拆卸以及零件与标准件的防呆设计至关重要。这是由于实现模具快速维修的必要性,因此在模具维修期间,很少会将整个模具从机台上拆下,而是选择在停机状态下,单独拆卸需要维修的部件和模板。因此,设计快速拆卸结构是必要的。此外,在更换新零件和模板的过程中,常常会出现误装零件或模板方向错误的情况,这可能导致模具损坏。因此,我们必须高度重视零件与模板的防呆设计。
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