卡片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

寶爍模具（上海）有限公司（201323）金龍建

一、工藝分析

圖1所示為家用電器安裝卡片，材料為SPTE（馬可鐵），料厚為0.6mm，該零件形狀簡單，尺寸要求并不高，外形狹長，長198mm，寬19.6mm，是一個(gè)純沖裁的沖壓件。舊工藝采用一副復(fù)合模并用條料進(jìn)行沖壓，雖然模具結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，但凸凹模的刃口壁厚較單薄，容易崩裂，導(dǎo)致維修頻率較高。沖壓時(shí)，條料用手工放置生產(chǎn)效率低，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。隨著年產(chǎn)量的增長，采用復(fù)合模沖壓滿足不了大批量的生產(chǎn)，決定設(shè)計(jì)一副多工位級(jí)進(jìn)模來滿足大批量生產(chǎn)，其沖壓工藝為先沖出帶料的導(dǎo)正銷孔，再?zèng)_切中部異形孔廢料及沖切外形廢料等工序。

圖1 卡片

二、排樣設(shè)計(jì)

為簡化模具結(jié)構(gòu)，降低制造成本，提高材料利用率，保證帶料傳遞的穩(wěn)定性及降低模具的故障和返修的幾率，擬定了如下兩個(gè)排樣方案。

（1）方案1 采用等寬雙側(cè)載體的單排排列方式。如圖2所示，料寬為202mm，步距為23.5mm。共16個(gè)工位：即工位1為沖導(dǎo)正銷孔；工位2為空工位；工位3為沖切兩端異形廢料；工位4為空工位；工位5、6為沖切中部異形孔廢料；工位7為空工位；工位8為沖切中部長方形孔廢料及設(shè)置模內(nèi)送料機(jī)構(gòu)；工位9～13為設(shè)置模內(nèi)送料機(jī)構(gòu)；工位14為沖切中部兩個(gè)長方形孔廢料；工位15為空工位；工位16為沖切兩端載體（零件與載體分離）。該排樣零件與零件之間采用分段切除廢料的方式，把復(fù)雜的形孔分解成若干個(gè)簡單的形孔。沖壓出的零件平直、毛刺方向統(tǒng)一，但模具制造相對(duì)復(fù)雜，加工成本高，材料利用率低（材料利用率為32.11%）。

圖2 方案1排樣圖

（2）方案2 零件與零件之間采用無廢料搭邊的單排排列方式。如圖3所示，此方案大大縮小了步距，還由于采用零件的本體作為帶料的載體來傳遞各工位之間的沖裁、切斷工作，有利于帶料的穩(wěn)定送進(jìn)。

料寬為200mm，步距為19.6mm，共16個(gè)工位：即工位1為沖導(dǎo)正銷孔；工位2為空工位；工位3～8為設(shè)置模內(nèi)送料機(jī)構(gòu)；工位9為空工位；工位10、11為沖切中部異形孔廢料；工位12為空工位；工位13為沖切兩邊廢料；工位14、15為空工位；工位16為切斷（零件與載體分離）。

最后（工位16）工位用切斷刀將零件與零件之間切斷分離，使分離后的零件出件順暢，但零件整體毛刺方向不統(tǒng)一。該模具制造簡單化，加工成本低，材料利用率高（材料利用率為38.88%）。

對(duì)以上兩個(gè)方案的分析，考慮到該零件形狀簡單，尺寸要求不高，零件裝配時(shí)對(duì)毛刺方向沒有特殊的要求。結(jié)合模具制造成本及材料利用率等方面，最終選用方案2較為合理。

三、模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及沖壓動(dòng)作

卡片多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)如圖4所示，該模具結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)巧妙，在模具內(nèi)部配有對(duì)稱同時(shí)進(jìn)行的模內(nèi)送料機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。這樣既能夠獲得較高的生產(chǎn)效率，又能夠減小設(shè)備投資，降低產(chǎn)品成本。

1.模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）空工位設(shè)計(jì) 該模具空工位較多，共有11個(gè)空工位：工位2空工位為帶料導(dǎo)正用；工位3～8空工位是為了模內(nèi)送料機(jī)構(gòu)而留；工位9、12、14、15空工位是為了增加模具的強(qiáng)度。

（2）切斷凸模設(shè)計(jì) 在級(jí)進(jìn)模中最后一工位切斷凸模一般是用來切斷載體的廢料，但該模具的切斷凸模25是用來切斷零件與零件之間的分離作用。這樣一來對(duì)切斷凸模與卸料板及凹模板的間隙配合要求較高，該模具在切斷凸模的右邊安裝有擋板，使切斷凸模在其中間滑動(dòng)，從而提高切斷的精度。通常該切斷凸模設(shè)計(jì)成平刃口，那么會(huì)對(duì)切斷凸模所產(chǎn)生的側(cè)向力較大，為減少切斷時(shí)所產(chǎn)生的側(cè)向力，通常把平刃口切斷凸模改為斜刃口，如圖5所示。開始沖壓時(shí)可以讓切斷凸模再低點(diǎn)先接觸切斷凹模，隨著上模繼續(xù)下行，再慢慢地進(jìn)行全部切斷工作（如同剪板機(jī)的工作原理），同時(shí)也減輕了沖裁力。

圖4 模具結(jié)構(gòu)圖

圖5 切斷凸模

（3）模內(nèi)送料設(shè)計(jì) 模內(nèi)送料裝置是一種結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、造價(jià)低的自動(dòng)送料裝置，其共同特點(diǎn)是靠送料桿拉動(dòng)工藝孔，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，這種送料裝置大部分使用在有搭邊、且搭邊具有一定強(qiáng)度的沖壓自動(dòng)生產(chǎn)中，在拉料桿沒有拉住搭邊的工藝孔時(shí)，帶料需靠手工送進(jìn)。在多工位級(jí)進(jìn)模沖壓中模內(nèi)送料通常與導(dǎo)正銷配合使用才能保證準(zhǔn)確送料步距，該模具的送料裝置由上模直接帶動(dòng)，安裝在上模的斜楔20帶動(dòng)下?；瑝K5、12進(jìn)行送料。

其工作過程：先由手工送進(jìn)幾個(gè)沖件，當(dāng)能使送料桿35進(jìn)入工藝孔鉤住搭邊位置時(shí)才可自動(dòng)送進(jìn)，在上模帶動(dòng)斜楔20向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，斜楔推動(dòng)滑塊5、12向右移動(dòng)，帶料在送料桿35的帶動(dòng)下向右送進(jìn)，當(dāng)斜楔20的斜面完全進(jìn)入滑塊5、12時(shí)，送料完畢（此時(shí)材料被向右移動(dòng)一個(gè)步距），此后止動(dòng)桿37停止不動(dòng)，上模繼續(xù)下行使凸模再進(jìn)行沖壓。當(dāng)模具回程時(shí)，滑塊5、12及送料桿35在彈簧力的作用下向左移動(dòng)復(fù)位，使帶斜面的送料桿35跳過搭邊進(jìn)入下一個(gè)工藝孔位完成一次送料，而帶料在導(dǎo)料板及止動(dòng)桿37的作用下不能退回，靜止不動(dòng)。如此循環(huán)，達(dá)到自動(dòng)間歇送進(jìn)的目的。模內(nèi)送料裝置的送料運(yùn)動(dòng)，一般是在上模下行時(shí)進(jìn)行，因此送料過程必須在凸模接觸帶料前送料結(jié)束，保證沖壓的帶料定位在正確的沖壓位置上。

2.沖壓動(dòng)作

將原材料寬200mm、料厚0.6mm的卷料吊裝在料架上，通過整平機(jī)將送進(jìn)的帶料整平后再用手工將帶料送入模具的導(dǎo)料板內(nèi)，直到帶料的頭部覆蓋2個(gè)φ5.0mm的導(dǎo)正銷孔凹模刃口，這時(shí)進(jìn)行第一次沖2個(gè)φ5.0mm的導(dǎo)正銷孔；依次進(jìn)入第二次將帶料導(dǎo)正（第二次為空工位）；進(jìn)入第三次為止動(dòng)桿鉤住帶料的工藝孔，這時(shí)帶料只能向前送，不能向后退；進(jìn)入第四次為空工位。此次沖壓后不再用手工送料，當(dāng)模具回程時(shí)滑塊5、12及送料桿35在彈簧力的作用下向左移動(dòng)復(fù)位，使帶斜面的送料桿35跳過搭邊進(jìn)入下一個(gè)工藝孔，而帶料在導(dǎo)料板及止動(dòng)桿37的作用下不能退回，靜止不動(dòng)；進(jìn)入第五次沖壓時(shí)（第五次為空工位），在上模帶動(dòng)斜楔向下運(yùn)動(dòng)，斜楔20推動(dòng)滑塊5、12向右移動(dòng)，帶料在送料桿的帶動(dòng)下向右送進(jìn)，當(dāng)斜楔的斜面完全進(jìn)入滑塊時(shí)，送料完畢（此時(shí)材料被向右移動(dòng)一個(gè)步距），此后止動(dòng)桿37停止不動(dòng)，上模繼續(xù)下行再進(jìn)行沖壓；第6～9次為空工位；進(jìn)入第10、11次為沖切中部異形孔廢料；第12次為空工位；進(jìn)入第13次為沖切兩邊廢料；第14、15次為空工位；最后（第16次）為切斷（零件與載體分離），使分離后的零件從右邊滑下。

四、結(jié)語

該模具結(jié)構(gòu)簡單，配有模內(nèi)送料機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖壓，較適合沒有在壓力機(jī)上配自動(dòng)送料器也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，經(jīng)實(shí)踐證明，既能夠獲得較高的生產(chǎn)效率，又能夠減小設(shè)備投資，降低產(chǎn)品成本，有效地提高了經(jīng)濟(jì)效益。