小型多向弯曲件的级进模设计

小型多向弯曲件的级进模设计需综合考虑生产效率、成形质量、模具结构复杂度及成本等因素

一、设计特点

级进模可对多向弯曲件进行连续自动冲裁及成形，改善零件成形质量、提高生产效率，满足大批量生产需求，适应机械化、自动化生产趋势。不过，级进模结构复杂，在设计及制造方面难度较大。

二、排样设计

1. 材料利用率与模具结构平衡：在多向弯曲件的级进模排样设计中，材料利用率和模具结构复杂度是重要考量因素。例如，某小型多向弯曲件，若考虑材料利用率将2个零件反向排列，虽材料利用率达55.85%，但会给级进模设计带来困难；而采用单个零件的排样方案，材料利用率稍低为53.91%，却降低了级进模设计难度，保证了零件的成形质量和生产效率。
2. 弯曲方向与送料阻力：为简化零件的弯曲成形，将大部分弯曲结构向下弯曲成形，少部分弯曲结构向上弯曲成形；同时，为减小条料的送料阻力，尽量先安排向上弯曲成形，后安排向下弯曲成形。

三、模具结构设计

1. 导向与定位：条料送进采用辊式自动送料装置，条料的送进步距有一定误差，只能粗略确定。当条料沿两侧对称布置的导料块进入模具后，导料块对条料进行宽度方向（横向）的粗定位，避免受纵向辊剪开料精度的影响，然后通过特定工序在条料上冲工艺孔作定位孔，从后续工序至最后零件分离始终保持对条料进行导正定位，实现对条料的精定位，保证步距精准。
2. 卸料与顶料及零件分离：条料进入模具时由兼具固定卸料板作用的导料块卸料，为便于弯曲成形，在条料切除一边材料后依靠另一边的导料块卸料。条料进入模具时，由布置在凹模固定板的顶料销顶料，在向上弯曲的凹模内和向下弯曲的凹模侧设置顶料块。向上弯曲和向下弯曲部分的周边废料冲裁后，若采用顶料销顶料会造成送料不畅，可沿条料送进方向布置2个长条形顶料块进行顶料，更安全可靠。零件最后落料分离后，利用最后工位的一个长条形顶料块的气嘴喷出气流，使零件在气流和自身重力的作用下沿着凹模固定板上的斜坡快速离开模具，保证冲压的连续性。
3. 模具结构特点：凸模固定板、卸料板和凹模固定板采用4个滑动导柱导套定位，此外，还有模架采用的4个滚动导柱导套定位，可提高模具的运动精度，延长模具的使用寿命。为方便模具的维修保养，所有的冲裁凹模、弯曲凸模和凹模均采用镶拼结构。为应对可能需要增大弯曲凸模或弯曲凹模尺寸的情况，无论向上弯曲还是向下弯曲，在弯曲凸模和弯曲凹模的工作部分都留下了调整余量，避免改变与其配合的凸模固定板、卸料板或凹模固定板孔的尺寸，减少模具更改的工作量，方便操作，节省模具调整时间。向上弯曲的弯曲凸模装在卸料板上，便于控制弯曲尺寸和维修更换。零件倒角成形采用特定凸模和凹模，需保证模具闭合后，倒角凸模和倒角凹模之间有间隙，而挤压部分接触材料进行挤压成形以保证倒角的成形质量。条料的送进需设置顶料销，冲切零件弯曲部分周边的废料后，顶料销的尺寸将会小于废料孔的尺寸，顶料销的浮起将会对条料的送进产生阻碍，为此采用带导入角的长条形顶料块进行顶料，保证条料的顶料和送进过程安全可靠、平稳顺畅。零件与条料分离后，位于模具末端的长条形顶料块，除了起顶料作用外还设计有气孔，通过设置合适的压缩空气气流，可将零件从模具中吹出，在模具末端实现零件的收集，而废料则利用冲床工作台中的出料孔下方进行收集，使零件与废料分开。

四、常见问题及解决方法

1. 回弹问题：控制弯曲回弹的方法常用补偿法及镦压法。对于90°直角弯曲，利用镦压法可达到控制弯曲回弹的目的；对于20°弯曲，应先补偿再镦压，效果更好。
2. 毛刺问题：级进模设计过程中，2次冲切线不可避免在直线部分存在交叉，因此对模具的加工精度要求较高，生产过程中必须保证加工精度才能减少毛刺的产生。
3. 送料不畅问题：若向上弯曲的凹模内和向下弯曲的凹模侧未合理设置顶料块，向上弯曲和向下弯曲部分的周边废料冲裁后，采用顶料销顶料会造成送料不畅，此时可沿条料送进方向布置2个长条形顶料块进行顶料，保证送料顺畅。