卡片多工位级进模带自动送料装置优化方案

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：如此循环，达到自动间歇送进的目的。模内送料装置的送料运动，一般是在上模下行时进行，因此送料过程必须在凸模接触带料前送料结束，保证冲压的带料定位在正确的冲压位置上。

1.工艺分析

图7-25所示为家用电器安装卡片，材料为SPTE（马可铁），料厚为0.6mm。该制件形状简单，尺寸要求并不高，外形狭长，长为198mm，宽为19.6mm，是一个纯冲裁的冲压件。旧工艺采用一副复合模并用条料进行冲压，虽然模具结构简单，制造成本低，但凸凹模的刃口壁厚较单薄，容易崩裂，导致维修频率高。冲压时，坯料用手工放置生产率低，难以实现自动化。随着年产量的增长，采用复合模冲压满足不了大批量的生产，决定设计一副多工位级进模来满足大批量生产，其冲压工艺为先冲出带料的导正销孔，再冲切中部异形孔废料及冲切外形废料等。

图7-25 卡片

2.排样设计

为简化模具结构，降低制造成本，提高材料利用率，保证带料传递的稳定性及降低模具的故障和返修的概率，拟定了如下两个排样方案：

方案1：采用等宽双侧载体的单排排列方式（见图7-26），料宽为202mm，步距为23.5mm。共16个工位，具体工位如下：

图7-26 方案1排样图

工位①：冲导正销孔；

工位②：空工位；

工位③：冲切两端异形废料；

工位④：空工位；

工位⑤、⑥：冲切中部异形孔废料；

工位⑦：空工位；

工位⑧：冲切中部长方形孔废料及设置模内送料机构；

工位⑨～(13)：设置模内送料机构；

工位(14)：冲切中部两个长方形孔废料；

工位(15)：空工位；

工位(16)：冲切两端载体（制件与载体分离）。

该排样制件与制件之间采用分段切除废料的方式，把复杂的型孔分解成若干个简单的型孔。冲压出的制件平直，毛刺方向统一，但模具制造相对复杂，加工成本高，材料利用率低（材料利用率为32.11%）。

方案2：制件与制件之间采用无废料搭边的单排排列方式（见图7-27），此方案大大缩小了步距，还由于采用制件的本体作为带料的载体来传递各工位之间的冲裁、切断工作，有利于带料的稳定送进。料宽为200mm，步距为19.6mm（步距同制件宽度相等），共16个工位，具体工位如下：

工位①：冲导正销孔；

工位②：空工位；

工位③～⑧：设置模内送料机构；

工位⑨：空工位；

工位⑩、(11)：冲切中部异形孔废料；

工位(12)：空工位；

工位(13)：冲切两边废料；

工位(14)、(15)：空工位；

工位(16)：切断（制件与载体分离）。

图7-27 方案2排样图

最后工位（工位(16)）用切断刀将制件与制件之间切断分离，使分离后的制件出件顺畅，但制件毛刺方向不统一。该模具制造简单化，加工成本低，材料利用率高（材料利用率为38.88%）。

对以上两个方案的分析，考虑到该制件形状简单，尺寸要求不高，制件装配时对毛刺方向没有特殊的要求。结合模具制造成本及材料利用率等方面，最终选用方案2较为合理。

3.模具结构设计

图7-28所示为模内带自动送料装置的卡片多工位级进模结构，该模具在模具内部配有对称的模内送料机构来实现自动化生产。这样既能够获得较高的生产率，又能够减少设备投资，降低产品成本。模具结构主要特点如下：

图7-28 模内带自动送料装置的卡片多工位级进模结构

1—上模座 2—螺钉-1 3—凸模固定板垫板 4—凸模固定板 5—卸料板 6—卸料螺钉 7—斜楔 8—卸料板垫板 9—弹簧 10—导正销 11—螺钉-2 12—小导柱 13—小导套-1 14—切断凸模 15—切断凸模挡板 16—垫圈 17—切断凹模 18—下模座 19—凹模板 20—小导套-2 21—异形凸模-2 22—螺钉-3 23—上限位柱 24—下限位柱 25—套式顶料杆 26—异形凸模-1 27—弹簧安装座-1 28—弹簧安装座-3 29—滑块-1 30—送料杆 31—凹模垫板 32—止动杆 33—导正销孔凹模 34—承料板垫板 35—承料板 36—内导料板-1 37—外导料板-1 38—外导料板-2 39—内导料板-2 40—滑块-2 41—弹簧安装座-4 42—弹簧安装座-2 43—异形凸模-3

（1）空工位设计该模具空工位较多，共有11个空工位：工位②空工位为带料导正定位用；工位③～⑧空工位是为了模内送料机构而留；工位⑨、(12)、(14)、（15）空工位是为了增加模具的强度。

图7-29 切断凸模

（2）切断凸模设计在级进模中最后一工位切断凸模一般用来切断载体的废料，但此模具的切断凸模14用于制件与制件之间的分离切断。这样对切断凸模与卸料板及凹模板的间隙配合要求较高，为了防止侧向力，该模具在切断凸模的右边安装有导向挡板，使切断凸模在中间滑动，从而提高切断的精度。通常将切断凸模设计成平刃口，这样会对切断凸模所产生的侧向力较大。为了减小切断时所产生的侧向力，把平刃口切断凸模改为斜刃口（见图7-29），开始冲压时可以让切断凸模最高点先接触切断凹模；随着上模继续下行，再慢慢地进行全部切断工作（如同剪板机的工作原理），同时也减轻了冲裁力。

（3）模内送料设计模内送料装置是一种结构简单、制造方便、造价低的自动送料装置，其共同特点是靠送料杆拉动工艺孔，实现自动送料，这种送料装置大部分使用在有搭边，且搭边具有一定强度的冲压自动生产中，在送料杆没有拉住搭边的工艺孔时，带料需靠手工送进。在多工位级进模冲压中，模内送料通常与导正销配合使用才能保证准确送料步距，此模具的送料装置由上模直接带动，安装在上模的斜楔7带动下模滑块29、40进行送料。

其工作过程如下：先由手工送进几个冲件，当能使送料杆30进入工艺孔钩住搭边位置时才可自动送进，在上模带动斜楔7向下运动时，斜楔推动滑块29、40向右移动，带料在送料杆30的带动下向右送进，当斜楔7的斜面完全进入滑块29、40时，送料完毕（此时材料被向右移动一个步距），此后止动杆32停止不动，上模继续下行使凸模再进入凹模冲压。当模具回程时，滑块29、40及送料杆30在弹簧力的作用下向左移动复位，使带斜面的送料杆30跳过搭边进入下一个工艺孔位完成一次送料，而带料在导料板及止动杆32的作用下不能退回，静止不动。如此循环，达到自动间歇送进的目的。模内送料装置的送料运动，一般是在上模下行时进行，因此送料过程必须在凸模接触带料前送料结束，保证冲压的带料定位在正确的冲压位置上。

4.冲压动作原理

将原材料宽200mm、料厚0.6mm的卷料吊装在料架上，通过整平机将送进的带料整平，然后再用手工将带料送入模具的导料板内，直到带料的头部覆盖两个ф5.0mm的导正销孔凹模刃口，这时进行第一次冲两个ф5.0mm的导正销孔；然后进入第二次将带料导正（第二次为空工位）；第三次为止动杆钩住带料的工艺孔，这时带料只能向前送，不能往后退；第四次为空工位。此次冲压后不再用手工送料，当模具回程时，滑块29、40及送料杆30在弹簧力的作用下向左移动复位，使带斜面的送料杆30跳过搭边进入下一个工艺孔，而带料在导料板及止动杆32的作用下不能退回，静止不动；进入第五次冲压时（第五次为空工位），在上模带动斜楔向下运动，斜楔7推动滑块29、40向右移动，带料在送料杆的带动下向右送进，当斜楔的斜面完全进入滑块时，送料完毕（此时材料被向右移动一个步距），此后止动杆32停止不动，上模继续下行再进行冲压；如此循环，达到自动间歇送进的目的。第六次至第九次为空工位；进入第十、十一次为冲切中部异形孔废料；第十二次为空工位；进入第十三次为冲切两边废料；第十四、十五次为空工位；最后（第十六次）为切断（制件与载体分离），使分离后的制件从右边滑下，这时将自动送料器调至自动的状况可进入连续冲压。

卡片多工位级进模带自动送料装置优化方案

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