2.7 沖模的排樣化快速設(shè)計(jì)

在完成成套沖模企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作后，應(yīng)逐步推行沖模“三化”，并在實(shí)際設(shè)計(jì)、制模及修模工作中，進(jìn)一步完善沖模企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了沖模“三化”工作基礎(chǔ)，便可進(jìn)行沖模排樣化快速設(shè)計(jì)。

2.7.1 排樣化快速設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)

沖模的排樣化快速設(shè)計(jì)就是在沖模“三化”后，充分利用成套沖模企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用沖壓零件及其沖壓工藝工步排樣圖，取代沖模總裝配圖，仍然要配齊沖模非標(biāo)準(zhǔn)工作零件（如凸模、凹模、凸凹模成形側(cè)刃、凸模與凹模鑲拼組合零件、凹模框等零件）加工圖，構(gòu)成整套模具圖，交付制造。

沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，只能對(duì)模芯即模具工作部分（包括凸模與凹模、凸凹模及其直接連接、配合等相關(guān)零部件）以外的安裝、支持、夾緊、定位、推卸以及送料等系統(tǒng)與裝置的構(gòu)成零部件，進(jìn)行品種類型、系列、規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化及半標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)規(guī)則形狀的圓形、方形沖裁凸、凹模進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)沖模的常用結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行典型化、標(biāo)準(zhǔn)化。模具工作部分隨沖壓零件及其沖壓工藝變化，只能因件而異，進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。

沖模排樣化設(shè)計(jì)，是在給定沖模標(biāo)準(zhǔn)類型與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，省去結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用標(biāo)準(zhǔn)定型的典型結(jié)構(gòu)與限定規(guī)格，只設(shè)計(jì)和繪制模芯部分非標(biāo)準(zhǔn)工作零件圖，從而節(jié)省設(shè)計(jì)工時(shí)，壓縮設(shè)計(jì)周期。

2.7.2 排樣化快速設(shè)計(jì)的一般程序

作為一種簡(jiǎn)捷的沖模設(shè)計(jì)方法，通常都只能因件而異，根據(jù)沖壓零件的不同類型及其不同的沖壓工藝過程、沖壓排樣圖等，往往采取不同的設(shè)計(jì)步驟，以達(dá)到盡量壓縮設(shè)計(jì)周期的目的。

1.標(biāo)準(zhǔn)通用的沖壓零件用沖模

這類沖壓零件通常所用原材料種類、料厚及其供應(yīng)狀態(tài)與力學(xué)性能都是已知和不變的；其沖壓工藝過程及排樣圖，以及所有沖模的類型與結(jié)構(gòu)，都依然如故，實(shí)際上相當(dāng)于復(fù)制以前沖模的備份，制造同樣沖模的第二套或第幾套，只是用戶不同。

有一種情況是沖壓零件相同，但是料厚減小或增大，材質(zhì)改變或技術(shù)要求提高，如尺寸精度提高或要求毛刺小等。這對(duì)沖模整體結(jié)構(gòu)無影響，主要是改變沖裁間隙，提高沖模制造精度，配用高精度模架。

另一種情況是沖壓零件形狀、材質(zhì)及技術(shù)要求一樣，但其平面尺寸不同，甚至相差較大。這種情況對(duì)采用相同的沖模結(jié)構(gòu)也只是改變尺寸規(guī)格，選更合適標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格而已。

不論是上述哪種情況，只要在《沖模典型結(jié)構(gòu)組合》與《沖模典型結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，以及計(jì)算機(jī)圖形庫、模具底圖檔案中，可以找到相同或近似的已生產(chǎn)過的沖模，便可依照欲沖壓零件或其展開毛坯排樣圖，參照舊沖模設(shè)計(jì)新沖模。而且只用繪制出詳細(xì)的排樣化快速設(shè)計(jì)總圖，提供參照沖模編號(hào)或典型組合標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，即可投入制造。

2.選用典型結(jié)構(gòu)組合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排樣化設(shè)計(jì)

《沖模典型結(jié)構(gòu)組合》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一般更細(xì)、更深、更廣泛。所謂更細(xì)是指配套用零部件品種、類型更多。例如：根據(jù)沖裁料厚、沖壓零件尺寸精度，規(guī)定配用不同精度的模架；模座有鑄鐵、鋼的及相同規(guī)格而厚薄不同的，可按需要選用；側(cè)刃不僅種類多，而且切邊長度超過JB/T 7648.1—2008《沖模側(cè)刃和導(dǎo)向裝置 第1部分：側(cè)刃》規(guī)定，其切邊長度僅為5.2～40.2mm，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)3.5～60mm，而且中間間隔不限，還可更長一些。所謂更深是指典型結(jié)構(gòu)組合進(jìn)一步細(xì)化到每種類型沖模結(jié)構(gòu)，都有單工序落料模、沖孔模、各種成形模和多工位連續(xù)沖裁模的典型結(jié)構(gòu)示例。所謂更廣泛是指企業(yè)增補(bǔ)了大量常用標(biāo)準(zhǔn)零部件、典型結(jié)構(gòu)組合，并配有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與推薦使用的沖壓零件等使用實(shí)例。因此，無論設(shè)計(jì)、制造還是修理，可操性很強(qiáng)。

有了上述《沖模典型結(jié)構(gòu)組合》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及“三化”基礎(chǔ)，進(jìn)行排樣化設(shè)計(jì)就很簡(jiǎn)便了。其步驟如下：

1）依據(jù)沖壓零件圖及其沖壓工藝和排樣圖，確認(rèn)欲設(shè)計(jì)沖模種類、類型及套數(shù)。

2）計(jì)算沖模的凹模周界L×B，并依此選擇已定沖模類型的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。

3）確定沖模定位方式及定位系統(tǒng)構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)零部件。

4）按標(biāo)準(zhǔn)給定閉模高度范圍及要求送料方向、導(dǎo)向精度配用模架。

5）計(jì)算模具壓力中心，核定模架尺寸與工藝，選定沖壓設(shè)備類型、噸位及裝模空間。

6）繪制排樣化模具設(shè)計(jì)總圖，計(jì)算并寫出沖模技術(shù)規(guī)格與制造技術(shù)要求。

7）填寫選用典型結(jié)構(gòu)組合標(biāo)準(zhǔn)號(hào)及構(gòu)成零部件標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表。

8）設(shè)計(jì)并繪制非標(biāo)準(zhǔn)工作零件（如凸模、凹模、凸凹模等）加工圖。

9）進(jìn)入校對(duì)、審核、標(biāo)準(zhǔn)檢查及批準(zhǔn)等質(zhì)量管理程序。

10）成品沖模圖入庫。

2.7.3 沖模排樣化快速設(shè)計(jì)實(shí)例

1.導(dǎo)柱模架固定卸料結(jié)構(gòu)多工位連續(xù)模排樣化設(shè)計(jì)

這類結(jié)構(gòu)沖模可以配用各種滑動(dòng)導(dǎo)向或滾動(dòng)導(dǎo)向模架，有縱向送料與橫向送料兩種典型結(jié)構(gòu)組合標(biāo)準(zhǔn)各33個(gè)，共66個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格可供設(shè)計(jì)選用（見原JB/T 8065.3、4—1995）。

實(shí)例1

圖2-33所示為使用上述典型組合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排樣化快速設(shè)計(jì)的模具總裝配圖。

該沖壓零件是一個(gè)平板沖裁件。對(duì)于這類零件的沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)采用排樣化快速設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

（1）沖孔后落料兩個(gè)工位凹模的相互尺寸連接與相對(duì)位置

1）先計(jì)算出沖模的壓力中心O。此例壓力中心在落料凹模刃口O點(diǎn)中心線上。

2）搭邊a是1.5mm，送料進(jìn)距為S=58mm+1.5mm=59.5mm。

3）第Ⅰ工位沖孔與第Ⅱ工位落料的兩工位中心距L=S^+0.1₀。

（2）每根條料入模首件定位 采用始用擋料裝置1，讓其擋料邊與落料刃口差0.3mm，即條料首件送入沖孔后其端頭沿邊a₁≈（1.5-0.3）mm=1.2mm。第Ⅱ工位落料用固定擋料塊2，設(shè)計(jì)其擋料邊距刃口為：L₁=a₁+（0.2～0.3）mm=1.7～1.8mm。正常情況下，首件落料仍可保證1.4～1.5mm端頭沿邊。

（3）導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及改進(jìn) 兩個(gè)導(dǎo)料板12構(gòu)成的導(dǎo)料槽，其寬度按送進(jìn)條料寬度最大值B_max并適當(dāng)加大。本例中條料寬B=63⁰_-0.2mm，最大條料寬度B_max=63mm。導(dǎo)料槽入料口寬度B_導(dǎo)=B_max+（0.1～0.5）mm=63.1～63.5mm。鑒于料厚t=1.5mm，取B_導(dǎo)=63.1mm，同時(shí)考慮制造公差為0.1mm，得B_導(dǎo)=63.1^+0.1₀mm。

圖2-33 底板連續(xù)沖裁模排樣化設(shè)計(jì)沖模總圖

1—始用擋料裝置 2—固定擋料塊 3、11—凹模板 4—擋銷 5—彈簧 6—卸料板 7—落料凸模 8—導(dǎo)正銷 9、10—沖孔凸模 12—導(dǎo)料板 13—承料板

在第Ⅱ工位落料后，搭邊框兩邊沿邊寬僅為1.5mm，受到落料凸模的擠壓，必然向?qū)Я习宸较蛘箤挷⒖ňo，加大了送料阻力，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡模。對(duì)于t≤1mm的薄料，可使導(dǎo)料板的導(dǎo)料面向外斜30°角，貼近凹模表面可保留2mm左右為直壁，這樣減小搭邊框推送阻力，便可保證送料順暢。當(dāng)t＞1mm時(shí)，為了在導(dǎo)料槽入料口一段能讓條料貼緊導(dǎo)料板送進(jìn)而不會(huì)歪斜，僅在導(dǎo)料槽出料口一段按圖示形狀與尺寸加工。

（4）始用擋料裝置 始用擋料裝置為非標(biāo)準(zhǔn)的，故在圖中示出，見A—A剖視圖件3～6。

（5）合理標(biāo)注尺寸 多工位連續(xù)模設(shè)計(jì)中，尤其采用排樣化快速設(shè)計(jì)應(yīng)注意其尺寸的合理標(biāo)注，圖2-34所示為一個(gè)典型實(shí)例，可供參考。

圖2-34 多工位連續(xù)模排樣化快速設(shè)計(jì)的尺寸標(biāo)注方法

2.彈壓卸料導(dǎo)板式連續(xù)模排樣化設(shè)計(jì)

實(shí)例2

圖2-35所示為連接片彈壓卸料導(dǎo)板式連續(xù)沖裁模的排樣化快速設(shè)計(jì)模具裝配圖。

3.復(fù)合沖裁模排樣化快速設(shè)計(jì)

實(shí)例3

圖2-36所示為變壓器硅鋼片倒裝式圓形薄凹模復(fù)合沖裁模排樣化快速設(shè)計(jì)模具裝配圖。

圖2-35 連接片彈壓卸料導(dǎo)板式連續(xù)沖裁模的排樣化快速設(shè)計(jì)模具裝配圖

圖2-36 變壓器硅鋼片倒裝式圓形薄凹模復(fù)合沖裁模的排樣化快速設(shè)計(jì)模具裝配圖