摘要：介绍了零件的冲压工艺分析；带料排样方案的选择比较与设计；带料在连续送进中的导向、定位；工位间的定距形式；大弯曲的正确卸料方式及级进模模具的总装结构设计。关键词：过桥连接支架；排样图；工艺分析；固定卸料；模具总装结构。 过桥连接支架冲件的工艺性分析图1为过桥连接支架零件图，材料为SECC—SV—钢板，料厚t=0.8mm。图2为该冲件的展开图。零件的基本工序由外形冲切、冲6圆孔、冲1小圆凸台、3处小内弯、2处小外弯及一大弯曲成型等组成。为适应批次生产要求，保证稳定、一致的冲件质量，采用级进模冲压加工是最佳的生产方式。该零件小弯曲处较多。在选择冲压工序方案时，要把弯曲部分的局部外形先冲切出来，以留出足够的成型空间。因此，既要考虑冲裁列顺序的合理性又要保证零件分工位冲切后的外形质量。既要确保带料在连续送进过程中与冲件的连接强度又要保证凹模型孔间的工作强度。综合以上因素，在分析零件展开图形后，确定利用冲件在分工位冲切过程中形成的外形缺口作为各分工序搭接的分割界面。如图3所示。级进模条件料排样图设计因冲件的面积较小，成型后各对应孔间的尺寸精度有一定要求，故带条料在模具中的定位采用了以冲压设备附设的送料器为粗定位、模具内设置的导正钉为精定位。针对零件两侧均有双向弯曲的成型要求，排样设计时的载体只能采用中间载体的形式。在工序排列时应先把需弯曲成型的外形部位先冲切出来。同时考虑到级进模在冲压过程中带料必须浮离凹模平面一定的高度，为保证带料与零件的连接强度和带料在冲压过程中的平稳送进，排样中的带料两侧增设了不同宽度尺寸的辅助连接载体。因此，本排样设计采用了中间载体加两侧不等宽载体的排样方式。根据零件与中间载体的连接形式，在最后工位，零件与载体冲切分离只能采用平切的切断方式。如图4（a）所示。为避免在多工位的连续冲裁中因累积误差而形成如图4（b）、（c）所示的冲切缺陷，在排样时进行了工艺改进，即在零件与载体的平切处增加了4小工艺圆缺口。如图4（d）所示。工艺缺口在四处局部外形的冲切中分别冲出。（分别在排样图的2、3、5三个工位。）在排样图设计时，零件展开后旋转90°直排排列，中间载体与两侧的不等宽载体按前所确定的方案设置。为保证带料连续送进的定距精度，各工位间的精定距导正钉孔分三排分别设置在中间载体与两侧辅助载体上。为减少避让空间，小圆凸台的冲制按排在小弯曲的前一个工位上进行。为减少工位数，把三处向上的小弯曲与两处下弯曲设置在同一工位。为保证模具工作零件有足够的强度和避免模具工作零件间可能产生的干涉，零件的外形冲切分解在四个工位上冲裁完成。在大弯曲与最后分离工序间设置了一个空工位。该排样方案共需9个工位，条料所占的冲压面积适中，因而模具的面积亦不大。材料利用率为29%。经反复比较，确定的排样图如图5所示。其工位顺序排列如下：1 冲导正钉孔与圆形孔；2 局部外形冲切（1）；3 局部外形冲切（2）；4 局部外形冲切（3）；5 局部外形冲切（4），冲小圆凸台；6 全部外形小弯曲成型；7 大弯曲成型；8 空工位；9 零件外形与载体平切分离。条料宽度为66mm，各工位间距为32mm，3导正休孔为3～∮3mm。级进模工位间距精度对冲件的质量有直接的影响，如工位间距存在误差，不仅影响冲件的外形尺寸，还会影响冲件的内、外形相对位置精度。而影响级进模工位间距精度的主要因素有：（1）零件的精度等级；（2）零件所用的材料；（3）零件内、外形的复杂程度；（4）模具的总工位数；（5）条料的送进与导向方式；（6）带料在模具内送进的定距形式等。因级进模工位间距精度的计算方法已有多种资料介绍，这里不再细述。该排样工位间距精度经计算并结合模具工作零件加工设备精度的实际情况，精度误差定为±0.01mm。模具结构与总装设计（1）工作零件。工作零件是模具中的关键件，凸、凹模在承担冲压工作，对模具的冲压精度有直接影响。因此，工作零件的结构设计、材料选用、固定方式、加工精度、热处理等必须较冲制零件技术要求提高一到二个精度等等级来考虑。 A、冲裁凸模：为加工方便、保证精度，本模具冲裁凸模均采用直通式的结构形式。圆凸模和异形凸模与固定板均采用台阶固定形式，与固定形孔配合为H7/H6。 B、冲裁凹模：圆孔为保证精度及方便加工、调整、更换和维修，均采用镶套的结构形式。而冲裁部分的型腔则采用整体结构。 C、向下弯曲：如总装图7主视图中所示，向下弯曲成型凸模（件11）以台阶形式固定在凸模固定板内，而向下弯曲以成型镶块（件44）的形式固定在凹模内，其高度尺寸与凹模式的厚度尺寸应完全一致。根据先压紧后成型的原则，在弯曲镶块内设置了弹顶杆（件45）。强顶杆在该处弯曲成型后亦起到辅助卸料的作用。带料被送进到该工位并导正后，模具下压，卸料板平面与弹顶杆先压紧条料。模具继续下压，弹顶杆退入镶块，在带料被卸料板与凹模板完全压紧后，弯曲凸模开始向下弯曲成型工作，直至模具到达下止点，完成向下弯曲。模具在即将完成弯曲前，进入冲裁工作。因此，冲裁凸模长度尺寸的设计应以向下弯曲的凸模长度尺寸为基准，根据不同冲件材料厚度合理确定。 D、向上弯曲：如总装图7中B—B部面图所示，三个小向上弯曲凸模（分别为件28、件33、件34）以台阶形式固定在凹模内，并配以与凹模等厚度的顶块（件32），向上弯曲凸模的工作长度（即凸出凹模平面的实际高度）应≥2/3冲件的所需弯曲高度。顶块顶起的工作高度应高于弯曲凸模尺寸1～2MM但略低于条料浮离凹模高度的2～3MM，以保证条料的顺畅送。而向上弯曲的凹模以成形镶块（件26）的形式用台阶固定在卸料板内（卸料板型孔与镶块H7/K7配制），成型镶块的高度尺寸应与卸料板的厚度一致。同样根据先压紧后成型的原则，在卸料板弯曲镶块内的工作部位设置了多个弹顶杆（件27），这是考虑到弯曲成型后卸料力的需要及防止冲件有可能产生的生变形。条料被送进到该工位并导正后，模具下压，卸料板镶块内的弹跳顶杆与凹模内的顶块先压紧条料。模具继续下压，弹顶杆退入镶块，顶块退入凹模。与此同时，设置在凹模部分的上弯曲凸模进入卸料板，使冲件局部外形向上弯曲成型，直至模具到达下止点，完成向上弯曲的工作过程。（2）精定距导正钉。导正钉的工作直径一般取冲件料厚的4倍，但最小一般应大于∮2mm，其与带料的最小孔边距应≥1mm以上。导正钉的外径尺寸与对应带料上的导正钉孔间的配合精度直接影响条料在模具中的定距精度，两者间的配合间隙经计算应为0.006～0.012mm. 导正钉头部应设计成抛物红形状。导正钉一般按冲件的不同冲压加工要求固定在凸模固定板内或卸料板内。未冲前其工作圆直径部分应高出卸料板平面1.5倍的料厚。要特别注意的是，在模具工作行程较大时（≥15mm以上时），导正钉应设置在卸料板内，否则会形成导正钉在带料的导正钉孔内来回移动的距离过大而加速导正钉的磨损。本级进模的精定位导正钉（件25）设置在卸料板内。（3）导料系统。级进模（除纯冲裁级进模外）大多为立体冲压的工序组合。因此，带料在送进过和中必须浮离凹模平面一定的高度，级进模式常用的导料系统结构件形式主要有：两侧侧导板与带料浮顶器组全使用；一侧侧导板加浮顶器与另一侧带槽浮顶导料柱组合使用；两侧均为带槽浮顶导料柱与局部条料浮顶器组合使用三种。带槽浮顶导料柱兼具导料与浮顶两大功能，结构简单，导料柱之间的空间较大，与模具中的其他工作零件和结构件间产生干涉的可能性亦较少。有利于垃圾的清除与故障的排除。因而在级进模中使用较多。带槽浮顶导料柱的结构形式和带料在送进过程中浮离凹模平面高度尺寸的要求如图6所示。图6中B为带槽浮顶导料柱的槽宽，一般B=（2～2.5）t。为保证带料一定的导向精度和在冲压过程中的顺畅送进，带料宽度与带槽浮顶导料柱间应有0.05～0.25mm的单面间隙。所有的导料柱托起带料浮离凹模平面的高度尺寸必须完全一致。带槽浮顶导料柱最大的浮顶高度尺寸应满足冲制零件中最大成型高度尺寸在带料送进过程中不会与凸出凹模平面的其他模具工作零件产生干涉。与此同时，在满足使用要求的前提下，H尺寸应尽可能减少，以避免过高的悬空而影响带料送进的稳定性。浮离的安全高度如图6中H尺寸所示。即与其他障碍物间有3～5mm的安全空间。浮顶导料柱与配合孔的配制间隙为H7/F6。同时，各浮顶导料柱后部的弹顶力必须一致。浮顶导料柱的热处理硬度一般为50～55HRc。最后工位，零件与载体冲切分离后由压缩空气吹离模具。载体作为废料被全部切入凹模排出。（4）卸料装置。级进模中，卸料板采用的绝大部分为弹压卸料板结构形成。级进模卸料板具有压紧（带料）、导向（凸模）、保护（细小的凸模）、成型（冲件的向上弯曲成型工作零件设置在卸板料内）和卸料5大作用。卸料板与一般外形简单的凸模配合方间隙为0.01～0.02mm，与复杂外形凸模的配合间隙为0.02～0.03mm。因级进模的卸料力较大（一般需进行校核），冲压力不平衡，故需采用聚氨酯橡胶（模具的压缩距较小时）或矩形截面（模具的压缩距较大时）大载荷弹簧。为保持卸料力的平衡，卸料弹簧应对称、均衡设置。为保证弹压卸料板对凸模式的导身精度与对凸模的保护，在模具内必须设置辅助导柱（件15）一般为4个，在卸料板内设置导套（件16）该辅助导柱同时高精度可抵消一部分弯曲成型时产生的侧向力。导柱一般设计成二阶导柱的结构形成，易保证加工孔的导向精度。级进模中，因冲压零件不同的加工工艺需要，有时需采用局部固定卸料的结构形式。以保证冲件的正常卸料及防止冲件在卸料过程中可能产生的生变形。本模具在大弯曲工位就采用了局部固定卸料的结构形式。如图6所示，大弯曲成型后冲件包紧在凸模上，如采用在大弯曲凸模内设置弹顶杆（件7）卸料的结构，弹顶力过大时，则可能在模具合模时弹顶力预加在悬空的带料上而造成冲压前带料的变形。弹顶力进小时，弯曲件卸不下来。因此采用如总装图7中C—C部面图所示的固定卸料架（件37）结构形式最为合理。加长尾部的大弯曲凸模用螺钉固定在卸料板垫板上，固定卸料架安装在凹模上，同时在卸料板的对应部位留出足够的避让空间。固定卸料架的设计应保证带料的顺畅送进和冲件的合理卸料。固定卸料架为局部刚性卸料，强度好，卸料力大。（5）辅助零件。级进模模架应选用钢结构的滚珠导柱导向模架。以适应高速、连续的冲压加工需要。除异形工作零件、卸料零件、定位零件外，一般我们采用模具专业厂家生产的标准零件，如导柱、导套、标准模板、矩形截面弹簧、圆形凸模等等。一般截面的异形凸模用专业厂家生产的圆形凸模改制也比较方便。以降低模具成本和缩短模具制伯周期。在近二十多年的级进模制造与生产中，我们大多先用我国台资企业、厂家专业生产的模具标准零部件。因其在同类企业中质量优，同类产品中品类全，同类品种中价格合理。