壳体零件的多工位模具设计要点

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浮动式结 构 时 ，冲床 闭 合 高度 够 不够 ？ 精 度 是 否 还
能保 证 ？增设 空位后 模具 尺 寸加 长 会 不会 影 响装 模 ？ 各 种原 因导致 模具 庞大而 复杂 。 而 多工位 机 床 和模 具 配 有 机 械 手 传 递 冲 件 ，不 存 在上述 缺 陷 ，正 适 合 此类 零 件 的 冲压 加 工 。尤 其
模） ，调整 平行度 时 ，松 开螺 钉 ，夹 进去 适 当 的薄 垫
片 即可达到 目的 （ 图 ４下 模 部分 ） 见 。形状 不规 则 的 凸模有 时做 成 直 通 式 固 然加 工 方 便 ，但 位 置 调 整 很 困难 。固定 端 做成 矩 形 时 最 好 ，这 样 可 以 很 方 便 地
有必 要检 查一 下模 具是 否有 发热 和 非正 常 磨 损 迹象 ， 以验 证 其装 配精 度 ） 。在 设 计 ，加 工及 装 配 中形 孔 、
３ ．模具外形尺寸要与机械手的运行动作相匹配
多工 位模 具 在 运 行 中 ，机 械 手 要 在 上 模 上 行 过
程 中进入 模 具 夹 持 住 冲 件 并传 递 到 下一 个 工 位 ，在
±０ ０ Ｉｎ，底 面 平 面 度 ０ Ｏ ｍ ．ｌ ］ ｎ ． １ ｍ，局 部 材 料 变 形 复 杂易 产生 裂 口。
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此类 机床 和相 关 模 具 的 了解 ，而 机 床生 产 供 应 商 又
不能 提供 配套 的模 具 ，所 以造 成 了 多 工位 机 床 在 国 内普 及率 很低 这 样 一 种 状 况 。本 文 介绍 的这 副 模 具
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１号预冲孔 １
１号精冲孔 ３
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图 ２ 排样 图
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连 动 。这 一点 一 定 要 做 到 ，因 为 牵扯 到模 具 和设 备
的安全 。
４ ．关 于 引伸 凸 、 凹模 的 间 隙 设 计 问题 常规 设计 时 引伸 间 隙取 １ 料 厚 。但 在 直边 和 倍 大圆弧 边 的 Ｒ ｍ 过 渡 处 ，引 伸 时 会 引 起周 围 材 料 ３ｍ 堆聚变 厚 ，间 隙如 果 不 够 大 ，剧 烈 地 摩 擦 会 使 凸 、 凹模粘着 失效 而很快 报 废 ，冲压 件 上 也会 留下 划 痕 ， 影 响外 观质量 ，如果 此 处 Ｒ要 求 不 是 很 严 ，应 把 间 隙适 当放 大 ，如 图 ５所 示 ，办 法 是 把 凸模 过渡 加 大 ，取值 Ｒ ：２６ｍ ．７ ｍ，把 凹 模 过 渡 Ｒ减 小 ，取值
冲压 产 品质 量稳 定 ，但遇 到 引 伸 高 度 尺 寸较 大 的壳
体零 件 时 ，由于 各 个 凸 模设 置 的高 低 不 齐 ，导致 条
料不 能始 终 保 持 平 直。 一般 来 讲 ，壳 体 越 高条 料 的
变形 越大 ，送 料 精 度 和平 稳 性 就 越 差 。虽 然 可 以改 善 ，但设计 时会 受 到很 多 因素 的 限制 ，比如 ，采 用
在结构 上具 有 一 定 的代 表性 ，借 此 可将 模 具 设 计 中 要注 意的 一些 问题 和处 理 办 法 归纳 出来 ，提 供 给 广
大读 者 。 高精 度壳体 零 件 在 大 批 量 生产 时一 般 采 用 级 进 模或 多工 位 模具 来 冲压 加 工 。级 进 模 结 构 紧凑 ，其
了宝 贵时 间 。
孔的位置及接废料管的位置要设置得高出机械手上
表 面 ，避 免与 机 械 手 相 碰撞 损 坏 模 具 。 只有 在 每 个 子模 都被 调 试 到 无 干 涉 、撞 碰 的状 态 下 ，才 可 以 打
６ ．废 料 排 出装 置 要 可 靠
凸模 折断 、凹模砸 裂 是模 具 最 常见 的现 象 之 一 ， 造 成这种 结 果 的 原 因大 多 是 因 为废 料 涌 堵 。反 冲 时 （ 从上模 中排 废料 ）更 容易 发生 这种 现 象 。所 以废料
１ ．工艺 排 样 要 合 理 根据 对 冲件 的仔 细 分 析 和 研 讨 ，我 们 认 为 ：外
形 边沿不 要 一 次 切 成 为好 ；如果 凸 、凹模 形 状 过 于 复杂 ，则刃 口磨削 困难 （ 一次 性使 用 ） 或 ，调整 也 不 方 便 ，不符 合大批 量生 产 的要 求 ，最好 分 两 次切 边 ， 而且 ，其 几乎 竖直 的两 边 必 须在 ４ 预切 口工 位 预 切 ＃ 出局部 展开 形 状 ，而 后 引伸 时 自然 形 成 凹 陷 曲 线 ，
实现 位置调 整 。
当 凸 、凹模形 状 位 置 还 不 能 最 终 确 定 时 ，其 固
定端 的设 计要 大 一 些 ，留 出必 要 的 扩 展 空 间 来 ，这
样 ，即使调 试 时 报废 凸模 或 凹模 ，也 能 保 住 其 固定
图 ４
板能 够继 续使用 。如 ４ 预 切 口子 模 ：由于 提前 考 虑 ＃
到最 初设 计 的切 口形 状 需 要 调 整 ，故在 设 计 固定 孑 Ｌ
１４ 、 ．机械 手 ２ ．制件 、３

另外 ，如果 冲裁 废 料 是从 上 模 排 出时 ，排 废 料
时预 留下 扩 展 空 间 ，必要 时 只换 掉 凸模 、凹模 和 卸 料板 等件 就 改造 完成 了 ，避 免 了大 的浪 费 ，也 节 省
排 出通道 要 设 计 得 足够 大 ，并 且 尽 量 让 高压 气 直 接 吹到逐个 顶 出的 废 料上 ，不 让 其 粘 连 成 团块 堵 塞 通
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幽 ３ 总装配 图
配置 高精 度 的模 具 。如 果 模 具 粗 制 滥 造 ，不 但 生 产 不 出合 格 零 件 ，甚 至 机 床 、模 具 严 重 磨 损 和 发 热 ， 会造 成不 应 有 的机 械 故 障 和 事 故 （ 模 具 调 试 初 期 在
所 以压料 杆 的 长度 取值 是 个 关 键 。过 长则 冲件 还 未
送到 位就 压 下 来 ，造 成 相 撞 事 故 ，损 坏 冲件 或 折 断
压杆 ，甚 至损 毁 模 具 和 冲 床 ；过 短 则 起 不 到 定 位 作 用 。机械 手撤 出时 冲 件 可 能 会 被粘 附带 离 中心 位 置 （ 冲压 油很多 时尤 其要 注意 ） 而 被砸 烂 ，或造 成模 具
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壳体零件的多工位模具设计要点
陕西渭河工模具 总厂模具分厂 （２ ４ ５ 巩 ７２０ ） 涛 高宏廷
到 目前 为 止 ，国 内的 冷 冲模 具 类 教 材 及 工 业 刊
物上对 反拉 深 多 工 位模 具 的介 绍 很 少 ，由于 缺 乏 对
０４ｔ ．０ ，精 度 要 求 很 高 ， 如 内 壁 宽 度 尺 寸 公 差 为
才不会 对切边 形 成 干 涉 （ 切 口的形 状 需 多 次 试 验 预
是大泽 机床 ，冲 件 运送 平稳 ，可 靠性 很 高 ，机 械 手
调整方便 。与大 泽 机 床 配 备 的模 具 从 原 理 上 讲 虽 然 是 由一 个个 单 冲模 （ 模 ）按 冲压 工 艺顺 序 排 列 组 子 合 而成 的 ，但 子 模 的结 构 与 普 通 模 具 还 有 差 别 。 比 如机 床 台板 下 设 置 有 一 排 气 动 顶 出缸 （ 力 可 调 ） 压 代替 卸料 弹簧 ，所 以要 设计 与之 大小 相 配套 的顶杆 。 冲载废 料也 不 能 直 接 漏 下 去 ，必 须 由别 的渠 道 排 出 （ 从后 面 吹 出去 ） 。模柄 是 专 用 的 卡槽 结 构 ，内置 弹 簧 、压 料杆 ，以及 拉 深 油 的加 注 方 式 等 都 与 普 通 模 具不 同 ，还 有 一 些更 重 要 问题 在 模具 的设 计 当 中必
０ ４ ｒｍ，接 近 于 １ １ ．３ ａ ． 倍 料 厚 。实 践 也 证 明
具上 模总 高度 为 ２０ ｍ （ 部 的堵 头不算 ） ５ｒ ａ 顶 。上模 板
件叠 摞得 越厚 其 下 端前 后 的外 形 尺 寸 就 要设 计 的越 小 ，多 留些余 地 ，以免 机 械 手来 不 及 撤 出上 模 就 已 经 砸下来 造成 事故 。
上模 下行 到 一 定 高 度 位 置 时 撤 到 模 具 外 面 ，如 图 ４ 所示 。这期 间 冲件 与压 杆 的运 行轨 迹 不 能 相互 干 涉 ，
导柱 、导套 孔 等 对 其 关 键 尺 寸 及 位 置 精 度要 控 制 在 ± ．０ ｍ ０ ０３ ｍ，而且 对 其 与 相 关 基 准 面 （ ） 的垂 直 线 度 、平行 度 、对 称 度 等 也 要 求 达 到 ００３ ｍ，并 保 ．０ ｍ 证模 具 的互 换 性 要 求 。尽 量 采 用 标 准 件 以 缩 短 周 期 和改 善模 具维 修性 能 。
如 图 ２所示 。
２ ．总体制造精度 要高 ，标准化 程度要 高 ，互
换 性 要 好 总装 配 图如 图３ 示 ，高 精 密 的 冲 压 机 床 必 须 所
须处 理好 。 为 了方 便说 明 ，以图 １ 所示 冲压件 为例 。
该零 件 是 电 子 枪 的 一 个 组 装 件 ， 材 料 为 Ｓ Ｓ ０ Ｕ３５
才能最 终确 定 下来 ） 。最 终 成 熟 可 靠 的工 艺排 样 是 ： １ 落料 片 、２ 空位 、３ 引伸 、４ 预切 口 、５ 预 成形 、 ＃ ＃ ＃ ＃ ＃
６ 成形 、 ＃ 位 、８切 边 、 ＃ ＃ ７空 ｝ ｝ ９ 两侧 压印 、１＃ ０ 切槽 底 、
１ ＃ 冲孔 、１ ＃ 预 １ ２ 整底 、１ ＃ 冲孑 、１ ＃ ３精 Ｌ ４ 出件 。受机 床 结构 的 限制 ，２ 和 ７ 工 位不 能 有效 利 用 。具体 排 样 ＃ ＃
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损坏 ，甚 至发 生设 备 事 故 。 如果 没 有 相 关 设 备 的 资
料 ，可 以先 设计 得长 一些 ，现 场 调试 时 机床 打 点动 ， 根据 机械 手 运行 动作 的状 况 及 时 进行 调 整 。这 套 模 Ｒ ＝２ ９ ｍｍ，这样 拐角 Ｒ ｍ 处 的间 隙最 大处 约 为 ．２ ３ｍ
了这 种设计 的合 理性 ，
不但 模 具 经 久耐 用 ，
而且 零 件 擦 伤 的 痕 迹 很 小 ，外 观质量 很高 。
５ ．采 用 快 换 结 构
装配 性好 的模具 ， 不 仅 装 卸 方 便 。修 复 快 ，节 省 时 间 ，减 小 罔 ５
操 作工 劳动 强 度 ，而 且 易 于 调 整。 在模 具设 计 时尽 可能采 用快 换 式 结 构 ，如 凸模 、凹模 就 多 用压 板 固 定 ，少用 或不 用 老 式 的底部 带挂 台形 式 ，拆 卸 时松 开螺钉从 背 后 的 螺孔 中一 顶 就 退 出 来 了 ，不必 再 拆 开整个 上 、下 模 。卸料板 为两层 结构 （ ６ 如 ＃、１ ＃ ２ 子