连续模设计--中央空调温度控制器转盘冲压模设计(编辑修改稿)

连续模设计--中央空调温度控制器转盘冲压模设计(编辑修改稿)内容摘要：

材料（一般为条料或带料）在控制送进距离机构的控制下，经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压零件（或半成品）。 这样，一个比较复杂的冲压零件，用一 副多工位级进模即可冲制完成。 在一副多工位级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成型等工序。 一般地说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位级进模冲制完成。 多工位级进模的结构比较复杂，模具制造精度高，这对模具设计者来说需要考虑的内容很多，尤其是级进模条料排样图的设计，模具各部分结构的考虑等都是十分重要的。 级进模，尤其是多工位级进模，配合高速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压生产料率大幅度提高。 它在提高生产效率、降低成本、提高质量和实现冲压自动化等方面有着非常现实的意义。 多工位级进模 可以对于一些形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深、成形加工。 对大批量生产的冲压零件尤其应当采用多工位级进模进行冲制。 级进模特点及其现状 级进模是在压力机一次行程中完成多个工序的模具，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高，寿命较长。 使用级进模便于冲压生产自动化，可以采用高速压力机生产。 级进模较难保证内、外形相对位置的一致性。 多工位级进模冲压工艺具有生产效率高，材料利用率高，冲压设备比较简单，对操作工人技术等级要求不高等优点，所以在工业生产中，应用广泛，并以成为不可缺少的重要加工手段之一。 该模具采用级进模冲裁，因此，工序设计和排样尤为重要，有必要在这里先论述一下有关这方面的专业知识。 上海理工大学本科毕业设计（论文） 3 第二章 级进模冲压的理论概述 连续冲压的特点 连续冲压是指在压力机的一次行程中，在一副模具的不同工位同时完成多种工序的冲压。 所采用的工序称为连续模，又称级进模，跳步模。 在连续冲压中，不同的冲压工序分别按一定的次序排列，配料按步距间隙移动，在等距离的不同工位上完成不同的冲压工序，经逐个工位的冲刺后，便得到一个完整的零件或半成品。 一般来说， 无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位连续模冲制完成。 对于批量非常大而厚度较薄的中小型冲压件，特别适宜采用精密多工位连续模加工。 在各类冷冲模中，连续模所占比例约为 27%。 连续模冲压具有以下特点： 生产效率高。 连续模属于多工序模，在一副模具中可包括冲裁，弯曲，拉伸，成形等多道工序，因而具有高的劳动生产率率。 操作安全。 因为手不必进入危险区域，自动送料时，模具内装有安全检测装置，可防止加工时发生误送进或意外。 模具寿命时间长。 由于工序不必集中在一个工位，不存在最小壁厚的问题，且改变了凸凹 模受力情况，因而模具强度高，寿命较长。 易于自动化。 大量生产时，可采用自动送料机构，便于实现冲压过程的机械化和自动化。 可实现高速冲压若配合高速冲裁及各种辅助设备，连续模可进行高速冲压，目前高速冲床可达 4000 次 /min. 可减小厂房面积，半制品运输及仓库面积。 一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，并免去用单工序模时制件的周转和储存。 连续模具具有造价高去，制造周期长，模具设计制造难度大，技术含量高去。 但可省去多台压力机设备。 材料利用率较其他模具低。 特别是某些形状复杂的零件，产生废料较多。 较难保持内 外形相对位置的一致性。 因为内外形是逐次冲出的，每次冲压都有定位误差，且连续地进行各种冲压，必然会引起条料载体和工序件的变形。 由于连续模的这些特点，当零件形状异常复杂，经过冲制后不便于再单独重新定位的零件。 采用多工位连续模在一副模具内连续完成最为理想，如椭圆形的零件，在使用简易冲模或复合模无法设计的模具或制造模具的情况下，采用多工位连续模却能解决问题。 此外，一些由于使用或装配的需要，零件需规则排列时，也可采用连续模冲制，零件先不切除下来，而被卷成盘料，在自动装配过程中才予以分离。 同一产品上的两个冲压零件，其 中央空调温度控制器转盘冲压模设计 4 某些尺寸间有相互关系，甚至有一定的配合关系，在材质，料厚完全相同的情况下，如果用两套模具分别冲制，不仅浪费原材料，而且还不能保证配合精度，若将两个零件合并在一副多工位连续模上同时冲裁，可大大提高材料利用率，并能很好地保证零件的配合精度。 但连续模的造价高，制造周期长，在使用时需要被加工的零件的产量和批量足够大，以便能够比较稳定而持续地生产，实现高速连续作业。 同时，制件太大，工位数较多时，模具必然比较大，这时必须考虑到模具和压力机工作台的匹配性。 条料的排样： 在连续模设计中，要确定从毛坯板料到产品 零件的转化过程，即要确定连续模各工位所要进行的加工工序内容，并在条料上进行各工序的布排，这一设计过程就是条料排样。 条料排样的主要内容进行优化组合形成一系列工序组，并对工序组排序，确定工位的加工工序；确定载体形式与毛坯定位方式；设计导正孔直径与导正销数量；绘制工序排样图。 条料的排样的设计准则 条料排样图的设计是多工位连续模设计的重要依据，是决定连续模优劣的主要因素之一。 条料排样图设计的好坏，直接影响模具设计的质量。 条料排样图确定了，则零件的冲制顺序，模具的工位数及各工位内容，材料的利用率，模具步 距的基本尺寸和定距方式，条料载体形式，条料宽度，模具结构，导料方式等都得到了确定。 排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。 因此，在设计条料排样图时，必须认真负责，综合考虑，进行合理组合和排序，拟出多种方案，加以比较，归纳，以确定最佳方案。 只要排样图设计合理，工序安排考虑周到，就能设计出比较成功的多工位连续模。 在排样设计分析时要考虑以下原则： 要保证产品零件的精品和使用要求及后续工序的冲制需要。 连续模各工序的顺序关系除一些常规冲压所考虑的问题以外，还有其他一些主意点。 工序应尽量分散，以提高模具的 寿命，简化模具结构。 要考虑生产能力和生产批量的匹配，当生产能力较生产批量低时，则力求采用双排或多排，使之在模具上提高效率，同时要尽量使模具制造简单，模具寿命长。 高速冲压的连续模用自动送料机构送料时，用导正销精确定距，手工送料时则多用侧刃粗定位，用导正销精确定距。 为保证条料送进的步距精度，第一工位安排冲导正孔，第二工位设导正销，在其后的各个工位上优先在易窜动的工位设置导正销。 要抓住冲压零件的主要特点，认真分析冲压零件形状，考虑好各工位之间的关系，确保顺利冲压，对性状复杂，精度要求高特殊的零件，要采取必要 的措施保证。 尽量提高材料利用率，使废料达到最小限度。 对同一零件利用多行排列或双行穿插去上海理工大学本科毕业设计（论文） 5 排列，以提高材料利用率，另外在条件允许的情况下，把不同形状的零件合到一副模具进行冲裁，更有利于提高材料利用率。 适当设置空位工位，以保证模具具有足够的强度，并避免凸模安装时相互干涉，同时也便于试模调整工序时用。 必须注意各种产生条廖送进障碍的可能，确保条廖在送进过程中通畅无阻。 冲压件的毛刺方向：当零件提出毛刺方向要求时，应保证冲出的零件毛刺方向一致；对于带有弯曲加工的冲压零件，应使毛刺面留在弯曲件内侧；在分段切除余料时 ，不允许 一个冲压件的周边毛刺方向不一致。 要注意冲压力的平衡。 合理安排各工序以保证整个冲压加工的压力中心与魔剧中心一致，其最大偏移量不能超过 L/6 或 B/6（其中 L,B 分别为模具的长度和宽度），对冲压过程出现的侧向力，要采取措施加以平衡。 连续模最适宜成卷的带料供料，以保证能进行连续，自动，高速冲压，被加工材料的力学性能要充分满足冲压工艺的要求。 工件和废料应保证能顺利排出，废料如连续，要增加切断工序。 排样方案要考虑模具加工的设备和条件，考虑模具和冲床工作台的匹配性。 工序确定与排序 在条料排样 设计中，首先是要考虑被加工的零件在全部冲压过程中共分为几个加工工序，各工序的加工内容及工序的优化组合，并对工序组排序。 在确定工序数目和顺序时，要针对各冲压供需的特点考虑各有关原则。 连续冲模工序排样的基本原则： 各工序的先后应按复杂程度而定，一般以有利于下道工序的进行为准，以保证制件的精度要求和零件几何形状的正确。 冲孔落料件，应先冲孔，再逐步完成外形得宠才，尺寸和形状要求高的轮廓应布置在较后的工位上冲切。 当孔到边缘的距离较小，而孔的精度又较高时，冲外轮廓时孔可能会变形，可将孔旁外缘先于内孔冲出。 应尽量避 免采用复杂形状的凸模，并避免形孔有尖的凸角，槽，细腰等薄弱环节。 复杂的形孔应分解围若干个简单得空形，并分成几步进行冲裁，使模具型孔容易制造。 有严格要求的局部内，外形及位置精度要求高的部位，应尽量集中在同一工位上冲出，以避免步距误差影响精度。 如果确实在一个工位上完成这一部分冲制有困难，徐分解成两个恭维，最好放在两个相邻工位连续冲制为好。 如在一个零件上游一组孔，其孔距位置精度要求严格，这一组应该力求设计在一个工位上，使误差只受模具制造的误差影响，而不中央空调温度控制器转盘冲压模设计 6 见舆薪受步距误差的影响。 对于一些在普通低速冲创上冲压的多工 位连续模，为了使模具见地，实用 ,缩小模具体积，或由于条件所限，甚至只能采用侧刃做定距，为了减小步距的累积误差，凡是能合并的工位，只要模具能保证零件的精度，魔剧本身有足够的强度，就不要轻易分解，增加工位。 尤其对于那些不易分解的零件，更不要轻率的增加工位。 分段型切除余料排样中的条料，因冲切加工其强度逐渐变弱，在安排各工位的加工内容时要考虑条料宽度方向的导向。 应保证条料载体与零件连接处有足够的强度与刚度。 当冲压件上游大小孔或窄肋时应先冲小孔，后重大孔。 凹模上冲切轮廓之间的距离不应小于凹模的最小允许壁厚，一般 取 ，但最小要大于 2mm。 轮廓周界较大的冲切工艺，尽量安排在中间工位，以使压力中心与几何中心重合。 分段冲切的设计 当冲压零件较为复杂，有些零件包含弯曲，拉伸，成形等多种冲压工序，此时往往将内孔和外形采用分段切除多余废料的方法。 通过刃口形式的分解和重组，使复杂的内外形轮廓分解为若干个简单的几何单元，以简化凸模和凹模形状，便于加工，缩短模具制造的周期。 通过刃口的分解还能改善凸模和凹模的受力状态，提高模具的强度和寿命，并可满足特殊的工艺需要，便于在制件在模具中送进。 分段冲切时应遵循以下分割原 则。 刃口的分段应有利于简化模具结构，形成的凸模外形要简单，规则，要便于加工，并要有足够的强度。 应保证产品零件的形状，尺寸，精度和使用的要求。 内外形轮廓分解后，各段间的连接应平直和圆滑。 分段搭接点应尽量少，搭接点的位置要避开产品零件的薄弱部位和外形的重要部位，放在不注目的地方。 有公差要求的直角边和使用过程中有滑动配合要求的边应尽量一次冲且，不宜分段，以免误差积累。 复杂外形以及由窄槽和细长臂的部位最好分解，复杂内形最好分解。 刃口分解应尽量考虑加工设备的条件和加工方法，便于加工。 分段切除连续模在冲 切过程中，余料切除后各断接连接成一个完整的冲压零件，由于连续模工位多，模具制作误差及步距间的误差积累都有可能使冲切后的形孔各段出现各种上海理工大学本科毕业设计（论文） 7 质量问题。 因此，为了保证冲压零件的质量，就必须合理的选用连接方式，并加上必要的措施，使各段连接的非长期平直和圆滑，以免出现毛刺，错位，尖角，塌角等。 连接方式可分为搭接，平接，切接三种方式。 搭接区在实际冲裁时不起作用，主要是克服型孔的扩大部分，以使型孔连接良好，保证制件在分段切除时连接整齐。 搭接最有利于保证冲件的连接质量，在分段切除中大部分都采用这种方式。 平接是在零件的直 边上先冲切去一段，然后在另一工位再切除余下的一段，两次冲切刃口平行，共线但不重合。 平接方式易出现毛刺，错牙，不平直瞪瞪问题，涉及时应尽量避免采用。 若须采用时，要提高模具的步距和凸模，凹模的制造精度，并对平接直线前后的两次冲切的工位均设置导正销进行条料导正。 两次冲切的凸模连接处的延长部分修出微小的斜角（ 3~5），以防止由于总总误差的影响在连接处出现明显的缺陷。 切接方式与平接相似，平接事指直线段，而切接事指在零件的圆弧部分上火圆弧与圆弧相切的切点进行分段切除的连接方式。 与平接相似，切接也容易在连接处产生毛刺， 错位，不圆弧等质量问题，需采取与平接相似的措施，或在圆角段设计凸台，在圆弧段与直边形成尖角处要注意尺寸关系。 切接中的毛刺也可采用搭接方式解决。 当条料每送到这个工位时不做任何加工，随着条料的送进，再进入下一个工位，这样的工位成为空位工位。 在排样图中，增设空位的目的是为了保证凹模，卸料扳，凸模固定扳有足够的强度，确保模具的使用寿命，或是为了模具设置特殊结构，或是为了作必要的储备工位，便于试模时调整工序用。 在多工位连续模中，空位工位虽为常见，但绝不能无 原则地随意设置。 由于空位工位设置时要遵循以下原则： 用导正 销做精确定位的条料排样图因步距累积误差较小，对产品精度影响不大，可适当地多设空位空位，因为多个导正销同时对条料进行导正，对步距送进误差有相互抵消的可能性。 而单纯以侧刃定距的多工位连续模，其条料送进时随着工位数的增加而误差累积加大，可以不应轻易增设一个空位工位。 当模具的步距较大时（步距 .16mm），不宜多设置空位工位。 尤其对于一些步距大于20mm 的多工位连续模更不能轻易设置一个空工位。 反之，当模具的步距较小 (一般 8mm)时，增加一些空位工位对模具的影响不大 ,有时步距过小，如果不多增设空位工位，模具的强度 就较低，而且模具的一些零件部件也无法安装，此时就应该考虑设置空位工位。 精度高，形状复杂的零件在设计条料排样图时，应少设计空位工位 .反之形状简单，精度较低的零件可适当地增加空位工位。 连续模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。 步距的精度直接影响冲件的精度。 设计连续模时 ,要合理地确定步距的基本尺寸和步距精度。 步距的基本尺寸，就是模具中两相邻工位的距离。 连续模任何相邻两工位的距离都必须相等。 中央空调温度控制器转盘冲压模设计 8 对于单排列的排样，步距基本尺寸等于冲压件的外形轮廓尺寸和两冲压件轮廓的排列往往相互交错。 多工位 连续模在沿送料方向的冲裁搭边宽度，一般可参照冷冲模搭边值选取。 但由于在分段切除余料的过程中是要将这个搭边按余料冲切去，所以在在选取最小切除余料，宽度时 ,要保证凸模有必要的强度，否则再连续模作业时是很危险的。 步距的精度直接影响冲件的精度。 由于步距的误差，不影响分段切除余料，导致外形尺寸的误差，还影响冲压件内外形的相对位置。 也就是说，步距精度越高，冲件精度越高，但模具制造也就越困难。 所以步距精度的缺点必须根据冲压件的具体情况来定。 影响步距的因素很多，但归纳起来主要有：冲压件的精度等级，形状复杂程度，冲压件材 质和厚度，模具的工位数，冲制时条料的送进方式和定距形式等。 定位形式选择与设计 在连续模中，由于产品的加工工序安排在多个工位上顺次完成，为了保证前后两次冲切中，供需件的准确匹配和连接，必须保证其在每一工位上都能准确定位。 根据供需件的定位精度，连续模的定位方式可采用挡料效，侧刃，自动送料机构，导正销等。 前三者使用时只能作为粗定位，连续模的精确定位都是采用导正销与其他定位方式配合使用。 挡料销多适用于产品零件精度要求低，尺寸较大，板料厚度较大 (大于 )，产量小的手工送料的普通连续模，有时还要借 助其他机构才能有效定位。 模具的设计和制造均较简单。 根据在连续模中的用途，使用场合，使用要求的不同，又可分为固定挡料销，活动挡料销 ,临时挡料销等。 自动送料机构是专用用的送料机构，配合冲床冲程运动，使条料作定时定量的送进。 多工位连续模一般不能单独靠自动送料机构定距，只有在单独拉伸的多工位连续模才可单独采用。 侧刃和导正销是连续模中普遍采用的定位方式，使用时必须遵循一定的原则，才能取得较好的定位效果。 导正孔（导正销孔）是通过装于上模的导正销插入其中矫正条料位置来达到精确定位目的的，一般与其他粗定位方式配合使用。 导正孔可利用零件本身的孔，或利用废料载体上的孔，前者为直接导正，后者为间接导正。 直接导正的材料利用率高，外形与孔的相对精度容易保证，模距加工容易，但易引起孔的变形。 间接导正的材料利用率低。