級進模設計中的要點及生產中的故障排除
[摘要]通過介紹級進模排樣、鑲塊、模板和其它零件的設計過程，指出了級進模設計中應注意的事項，井午紹了模具生產中一些常見故障和解決辦法。
1引言
對沖壓生產而言，單工位模具結構單一，生產效率低，而且鈑金零件不能過于復雜，否則就需要多副單工位模具才能實現(xiàn)。如果采用級進模進行沖壓生產，就司擬改變這些缺點。級進模的特點是生產效率高，生產周期短，占用的操作人員少，非常適合大批量生產。
2級進模設計要點
2.1產品的展開計算與排樣
讀懂產品圖后，旨先要進行展開計算，產品的展開尺寸一般是通過經驗公式得來的，也有的是通過軟件計算得來的。無論用哪種方法，應該保證計算結果是在允許的范圍內。因為一旦展開尺寸計算錯了，zui后的產品—定是不合格的，再改正會很麻煩。所以應該對展開計算的結果進行驗算，以保證展開尺寸準確無誤。
設計排樣圖的過程，就是確定模具結構的過程，如呆排樣圖確定了，那么模具的基本結構也就確定下來了。所以，在進行排樣設計時，要從全局進行詳盡的考慮，不能受限于局部結構，而且還要多注意細節(jié)。例如：在分配每一步工位時，不但要考慮哪一工位沖裁，哪一工位折彎，哪一工位成形，還要考慮各個鑲塊應如何排布，排布的空間夠不夠，各個鑲塊之間有沒有相互影響。對于沖裁的工位，應主要考慮沖裁力如何分布均勻合理，沖裁模強度是否能夠保證，復雜的沖裁應適當分察。對于折彎和成形等工位，則應考慮是否能一次成形，如果沒有把握，應增加一步頂成形或空步，以方便模具調整。對于平面度要求高或成形中易形成翹曲的產品，應增加校平工位來保證平面度。
在排布工位順序時，應注意前后上位不能有影響，否則應調整工忙順序。例如：在進行z字形彎曲時，如果z字形彎曲而上有沖孔且沖孔位置有較嚴格的公差要求，那么就應該*行z字形彎曲，然后再沖扎，這樣就保證了沖孔的位置。
級進模的zui后上位是根重要的工位．因為它涉及到產品如何從模具中取出。一般的出件方式主要包括吹出和落下，有的特殊產品也需要機械手取件。不論哪種方式，都需要進行切斷，切斷處的大小尺寸和位置要經過仔細考慮，因為它們不但影響到模具的出件，還影響到條料能否穩(wěn)定、順利地送進。而如果采用落料的出件方式，切斷處的毛刺方向與其它位置是相反的，這要同產品設計人員進行研討后才能確定。
設計排樣時，在保證條料能順利送進和穩(wěn)定生產的前提下，應盡量減小料寬和步距，以降低鈑金零件的成本。
2.2鑲塊設計
（1）沖裁凸模。
沖裁凸模的形狀是由產品的形狀決定的，它可以采用直身結構也可采用加強型結構。主要的固定方式有：掛臺固定、銷釘固定、螺絲固定。壓塊固定、頂絲固定。這其中掛臺固定zui安全可靠，銷釘固定不常用，其它3種固定方式主要是便于維修時快速更換。可以根據(jù)需要自由選擇。
凹模刃口可以直接在凹模板上割出，但對于產量較大或硬度較高的產品，應設計凹模鑲塊，以方便維修。凹模鑲塊的固定方式有：掛臺固定、螺絲固定、壓塊固定。
在設計單側沖截的凹模鑲塊時，為防止產生廢料上浮，應在不沖裁的一側增加擠料尖角，擠住廢料，不讓其上浮，如圖1所示。
（2）折彎鑲塊。
折彎鑲塊既可以用掛臺固定，也可以用螺絲固定。折彎凸、凹模之間的間隙應為一個料厚。折彎凸模頭部應設計為圓弧r角，以避免折彎時擦傷產品如圖2所示）。對于自負彎曲的折彎凹模靠近折彎線處，應設計一條校正筋（如圖3所示），使折彎時在產品根部產生塑性變形，減小回彈，保證90°彎曲角。
2.3模板設計
標準的級進模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、上模座，下模座。
其中卸料扳、固定板、凹模板是關鍵的3塊模板，也是級進模*的。固定板起著固定凸模的作用；卸料板主要起卸料、導向、壓料3個作用；凹模板既可以充當凹模刃口，也可以在其上鑲拼凹模鑲塊。3塊模板之間用4個小導柱來導向，把4個小導柱固定在凸棋固定板上，在卸料板和凹模板上分別鑲4個小導蜜，控制小導柱和小導套間的配合精度，以保證凸模的運動精度。
進行級進模的設計，有一項也很重要，就是設計讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動態(tài)是否需要讓位。
2.4其它零件設計
在級進模中，一些輔助零件對模具的順利工作也起著重要的作用。
（1）導正釘。在級進模中，導正釘對產品的精度有較大的影響，一般在*工位沖了2個孔，后續(xù)工位用這2個孔進行雙導向，這樣能夠較好的保證產品的精度。設計導正釘時要注意控制導正釘?shù)拈L度，當模具在自由狀態(tài)時導正釘?shù)闹北鄄糠稚斐鲂读习宓拈L度要小于產品的—個料厚，這樣就可以有效地避免帶料現(xiàn)象。
（2）來決定的，在設計送進高度時，應保證條料在這一高度迭進時，不舍被仟何鑲塊或頂桿阻礙。浮動送料釘不僅能將條料抬起，還對條料起導向作用。它的數(shù)量和位置要根據(jù)條料的寬度和厚度來相應地確定。
（3）拾料塊和頂桿。當條料進行折彎、切門，拉伸等成形工序時，會產生包緊力使條料成形部位包緊在鑲塊上，不易脫模。為保證條料順利彈起，應在適當位置設計抬料塊或頂桿，依靠彈簧力梅條料頂出。而在zui后工位，切斷的產品有時會因為沖壓油的作用粘附在模具上，所以zui后工位上、下模均應設計頂桿，以防出現(xiàn)疊件現(xiàn)象并損傷模具。
另外，為了防止誤送料和廢料上浮現(xiàn)象損傷模具，可以設計誤送料和廢料上浮感應報警裝置。
3生產中的故障排除
在級進模的生產中，有時會出現(xiàn)一些故障，給生產造成影響，下面介紹一些常見故障的解決方法。
3.1產品毛刺增大
當模具生產一段時間后，會出現(xiàn)生產零件毛刺增大現(xiàn)象，這時應當檢查凸、凹模刃口，如果發(fā)現(xiàn)刃口磨損或產生崩刃，應進行刃磨，刃磨后給凸模或凹模墊上相應厚度的墊片。當凹模經過多次刃磨后，應當檢查刃口直壁是否已被磨去．如果無刀口直壁，則要更換凹模鑲塊如果凸、凹模刃口無磨損，而零件上的毛刺不均勻，是因為沖裁間隙產生了偏移，這時要進行間隙調整。
3.2廢料上浮
在沖壓生產中，廢料上浮是個影響較大問題，它不但影響生產，甚至會損壞模具。一般來說，圓形或方形等規(guī)則形狀的廢料容易產生上浮，而形狀較復雜的異形廢料則較少產生上浮。
下面介紹一些廢料上浮產生的原因及解決方法。
（1）沖裁間隙大，如果在試模階段就經常出現(xiàn)廢料上浮，則說明沖裁間隙太大．應當重新制作凹模并減小沖裁間隙。如果只是偶爾產生廢料上浮，可以在凹模腔內用電火花放電來增加粗糙度。
（2）凸模表面太光滑，廢料在大氣壓作用下附著在凸模上，可以在凸模上增加氣孔。
（3）單側沖裁產生廢料上浮，在不沖裁側增加尖角擠住廢料。
（4）沖壓速度較高，應考慮降低速度，如因生產需要無法降速，可以在凸模上增加頂桿，頂下廢料。
另外，還有一些人為因素，如刃唐后沒有充分退磁、神壓生產時使用過多的沖壓油等，這些都應盡量避免。
3.3疊件現(xiàn)象
在沖壓生產中．zui后一工位完成切斷后，生產零件設有被及時吹出模具，仍然留在模具上，極易產生疊件現(xiàn)象。疊件是非常危險的，很容易損傷模具。產生疊件的因素很多，像吹氣的風力不夠、沖壓油的粘附作用、生產件鉤掛在頂桿上。針對這些因素，可以采取多種措施來防止疊登件現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如在沖壓生產中要保證吹氣的風力足夠大，進行模具設計時在凹模板和卸料板上均增加頂桿，其中凹模板上的頂桿應設計大些，至少要比零件上的孔大，或者干脆采用拍料塊結構，以避免生產零件鉤掛在頂桿上。設計凹模板時，在保證沖裁強度的前提下，應在凹模板末端設計一條較寬的斜坡，以便生產零件能順利地滑出模具。另外，在設計時還應考慮在zui后一工位盡量讓待切斷的牛產零件伸出凹模板或伸出斜坡至少二分之一，盡量依靠生產零件的自重滑出模具。
3.4漏料孔堵塞
在沖壓生產中，如果出現(xiàn)汛料孔堵塞又沒有被及時發(fā)現(xiàn)，很容易損傷模具，造成凸模折斷或凹模脹裂。要防止漏料孔堵塞，保證漏料順暢．一定要榨制好漏料孔的尺寸大小。對于一些細小突出的部分，漏料孔的尺寸要適當放大；而對于廢料翻滾造成的漏料孔堵塞，要減小漏料孔尺寸。進行模具設計時．應給予漏料孔足夠的重視，設計凹模墊板時要以凹模板為參照，保證凹模墊板漏料輪廓比凹模板漏料輪廓大，設計下模架時要以凹模墊板為參照．以此類推。zui后，要保證安裝板漏料孔比機床漏料孔小，否則，就要在下安裝板上開斜坡，以保證廢料zui終滑人機床漏料孔。
另外，凹模刃口磨壩或沖壓油過多過帖也會造成漏料孔堵塞，要及時刃磨或減少更換沖壓油。
3.5送料不暢
送料不暢輕則影響生產，重則損壞模具。產生原因有以下幾方面：
（1）生產時送進步距與設計的步距有差異，應調整送進步距。
（2）抬料釘間距過大，應增加抬料釘數(shù)量。
（3）條料抬起高度不夠，條料容易鉤掛在抬料塊或頂桿上，應增加條料抬起高度。
（4）抬料釘送進間隙過小，條料送進不流暢，應適當放大間隙。
（5）條料過寬過薄，容易產生翹恤，應在條料中間增加抬料塊。
4結束語
設計是源頭，設計雖然只占模具成本的10％左右，卻決定了整個模具成本的70％-80％，所以，設計人員在設計時一定要詳盡地考慮模具結構，考慮提高生產率，如何方便維修。但是，又不能*依賴于設計，在實際生產中要具體問題且體分析，根據(jù)實際狀況進行模具調整也是必需的。在生產中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時．應該多注意細節(jié)，找出根本原因，引對其維修。在拆裝模具時，要認真仔細，以防損傷摸具。定期的維護、保養(yǎng)可以大大提高模具的壽命。
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2級進模設計要點
2.1產品的展開計算與排樣
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設計排樣圖的過程，就是確定模具結構的過程，如呆排樣圖確定了，那么模具的基本結構也就確定下來了。所以，在進行排樣設計時，要從全局進行詳盡的考慮，不能受限于局部結構，而且還要多注意細節(jié)。例如：在分配每一步工位時，不但要考慮哪一工位沖裁，哪一工位折彎，哪一工位成形，還要考慮各個鑲塊應如何排布，排布的空間夠不夠，各個鑲塊之間有沒有相互影響。對于沖裁的工位，應主要考慮沖裁力如何分布均勻合理，沖裁模強度是否能夠保證，復雜的沖裁應適當分察。對于折彎和成形等工位，則應考慮是否能一次成形，如果沒有把握，應增加一步頂成形或空步，以方便模具調整。對于平面度要求高或成形中易形成翹曲的產品，應增加校平工位來保證平面度。
在排布工位順序時，應注意前后上位不能有影響，否則應調整工忙順序。例如：在進行z字形彎曲時，如果z字形彎曲而上有沖孔且沖孔位置有較嚴格的公差要求，那么就應該*行z字形彎曲，然后再沖扎，這樣就保證了沖孔的位置。
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設計排樣時，在保證條料能順利送進和穩(wěn)定生產的前提下，應盡量減小料寬和步距，以降低鈑金零件的成本。
2.2鑲塊設計
（1）沖裁凸模。
沖裁凸模的形狀是由產品的形狀決定的，它可以采用直身結構也可采用加強型結構。主要的固定方式有：掛臺固定、銷釘固定、螺絲固定。壓塊固定、頂絲固定。這其中掛臺固定zui安全可靠，銷釘固定不常用，其它3種固定方式主要是便于維修時快速更換。可以根據(jù)需要自由選擇。
凹模刃口可以直接在凹模板上割出，但對于產量較大或硬度較高的產品，應設計凹模鑲塊，以方便維修。凹模鑲塊的固定方式有：掛臺固定、螺絲固定、壓塊固定。
在設計單側沖截的凹模鑲塊時，為防止產生廢料上浮，應在不沖裁的一側增加擠料尖角，擠住廢料，不讓其上浮，如圖1所示。
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2.3模板設計
標準的級進模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、上模座，下模座。
其中卸料扳、固定板、凹模板是關鍵的3塊模板，也是級進模*的。固定板起著固定凸模的作用；卸料板主要起卸料、導向、壓料3個作用；凹模板既可以充當凹模刃口，也可以在其上鑲拼凹模鑲塊。3塊模板之間用4個小導柱來導向，把4個小導柱固定在凸棋固定板上，在卸料板和凹模板上分別鑲4個小導蜜，控制小導柱和小導套間的配合精度，以保證凸模的運動精度。
進行級進模的設計，有一項也很重要，就是設計讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動態(tài)是否需要讓位。
2.4其它零件設計
在級進模中，一些輔助零件對模具的順利工作也起著重要的作用。
（1）導正釘。在級進模中，導正釘對產品的精度有較大的影響，一般在*工位沖了2個孔，后續(xù)工位用這2個孔進行雙導向，這樣能夠較好的保證產品的精度。設計導正釘時要注意控制導正釘?shù)拈L度，當模具在自由狀態(tài)時導正釘?shù)闹北鄄糠稚斐鲂读习宓拈L度要小于產品的—個料厚，這樣就可以有效地避免帶料現(xiàn)象。
（2）來決定的，在設計送進高度時，應保證條料在這一高度迭進時，不舍被仟何鑲塊或頂桿阻礙。浮動送料釘不僅能將條料抬起，還對條料起導向作用。它的數(shù)量和位置要根據(jù)條料的寬度和厚度來相應地確定。
（3）拾料塊和頂桿。當條料進行折彎、切門，拉伸等成形工序時，會產生包緊力使條料成形部位包緊在鑲塊上，不易脫模。為保證條料順利彈起，應在適當位置設計抬料塊或頂桿，依靠彈簧力梅條料頂出。而在zui后工位，切斷的產品有時會因為沖壓油的作用粘附在模具上，所以zui后工位上、下模均應設計頂桿，以防出現(xiàn)疊件現(xiàn)象并損傷模具。
另外，為了防止誤送料和廢料上浮現(xiàn)象損傷模具，可以設計誤送料和廢料上浮感應報警裝置。
3生產中的故障排除
在級進模的生產中，有時會出現(xiàn)一些故障，給生產造成影響，下面介紹一些常見故障的解決方法。
3.1產品毛刺增大
當模具生產一段時間后，會出現(xiàn)生產零件毛刺增大現(xiàn)象，這時應當檢查凸、凹模刃口，如果發(fā)現(xiàn)刃口磨損或產生崩刃，應進行刃磨，刃磨后給凸模或凹模墊上相應厚度的墊片。當凹模經過多次刃磨后，應當檢查刃口直壁是否已被磨去．如果無刀口直壁，則要更換凹模鑲塊如果凸、凹模刃口無磨損，而零件上的毛刺不均勻，是因為沖裁間隙產生了偏移，這時要進行間隙調整。
3.2廢料上浮
在沖壓生產中，廢料上浮是個影響較大問題，它不但影響生產，甚至會損壞模具。一般來說，圓形或方形等規(guī)則形狀的廢料容易產生上浮，而形狀較復雜的異形廢料則較少產生上浮。
下面介紹一些廢料上浮產生的原因及解決方法。
（1）沖裁間隙大，如果在試模階段就經常出現(xiàn)廢料上浮，則說明沖裁間隙太大．應當重新制作凹模并減小沖裁間隙。如果只是偶爾產生廢料上浮，可以在凹模腔內用電火花放電來增加粗糙度。
（2）凸模表面太光滑，廢料在大氣壓作用下附著在凸模上，可以在凸模上增加氣孔。
（3）單側沖裁產生廢料上浮，在不沖裁側增加尖角擠住廢料。
（4）沖壓速度較高，應考慮降低速度，如因生產需要無法降速，可以在凸模上增加頂桿，頂下廢料。
另外，還有一些人為因素，如刃唐后沒有充分退磁、神壓生產時使用過多的沖壓油等，這些都應盡量避免。
3.3疊件現(xiàn)象
在沖壓生產中．zui后一工位完成切斷后，生產零件設有被及時吹出模具，仍然留在模具上，極易產生疊件現(xiàn)象。疊件是非常危險的，很容易損傷模具。產生疊件的因素很多，像吹氣的風力不夠、沖壓油的粘附作用、生產件鉤掛在頂桿上。針對這些因素，可以采取多種措施來防止疊登件現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如在沖壓生產中要保證吹氣的風力足夠大，進行模具設計時在凹模板和卸料板上均增加頂桿，其中凹模板上的頂桿應設計大些，至少要比零件上的孔大，或者干脆采用拍料塊結構，以避免生產零件鉤掛在頂桿上。設計凹模板時，在保證沖裁強度的前提下，應在凹模板末端設計一條較寬的斜坡，以便生產零件能順利地滑出模具。另外，在設計時還應考慮在zui后一工位盡量讓待切斷的牛產零件伸出凹模板或伸出斜坡至少二分之一，盡量依靠生產零件的自重滑出模具。
3.4漏料孔堵塞
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另外，凹模刃口磨壩或沖壓油過多過帖也會造成漏料孔堵塞，要及時刃磨或減少更換沖壓油。
3.5送料不暢
送料不暢輕則影響生產，重則損壞模具。產生原因有以下幾方面：
（1）生產時送進步距與設計的步距有差異，應調整送進步距。
（2）抬料釘間距過大，應增加抬料釘數(shù)量。
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