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連續模設計原則

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发表于 2014-7-11 10:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
連續模料帶形式、功能與繫料設計原則
連續模料帶設計主要是將沖壓製品連結在料帶上,以等距離送料的方式將半成品送至各工程站上沖壓,將沖壓製品連結在料帶上有許多種方式,連結方式也需要依據沖壓製品特徵與沖壓方向來決定。連續模主要多了料帶來傳送半成品,故連續模的材料利用率會比工程模差,但是生產效率卻比工程模高很多。
.連續模沖壓製品沖壓形式設計:
1.沖壓製品脫離料帶,直接掉落式:在沖壓模具末端將成品直接沖落下,沖壓製品與料帶是分離的。此種沖壓製品直接沖落後,震研、清洗即是半成品。此種設計廣泛運用於類似電機端子、五金零件、LCD零件、硬碟零組件等都是此種做法。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.jpg
2.沖壓製品仍繫於料帶上:沖壓製品連結著料帶一起離開模具,沖壓製品與料帶是連結在一起的,沖壓模具後方有收料機將料帶連結的沖壓製品用治具收起。此種沖壓製品一般需作電鍍、打線等…後製程處理,所以需連結在料帶上作其他製程。此種做法大部分運用在端子類產品上。
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3.沖壓製品繫於料帶上,但是可用手直接剝落:沖壓製品連結著料帶一起離開模具,沖壓製品與料帶是連結在一起的,與端子的差異在於可用手將沖壓製品與料帶剝離。此種製品一樣要做電鍍等後製程處理,故需將沖壓製品連結於料帶上,組裝時僅需以手將沖壓製品剝離料帶或使用其他治具、簡易模具等…與塑膠件組立後剝離,即是半成品。一般類似彈片類、USB連接器、連接器外殼等就是使用此種做法。
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.連續模料帶各部分功能:
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1.定位孔:
a.定位孔之功能:定位孔主要功能在於校正送料距離的準確性,定位孔普遍設定為圓孔。定位孔一般設置在料帶上,如在沖壓製品上有可利用的圓孔作為定位孔時,亦可利用沖壓製品上的孔作為定位孔。連續模不能僅靠著送料機的送料精度做生產,一般送料機送料距離會有誤差,且快速多次沖壓後,更會有累積誤差產生,因此可利用定位孔與送料機周邊設備,在每次送料的時都進行送料距離誤差校正,避免送料累積誤差產生,達到精確送料目的。
b.定位孔設定:定位孔一般以設定以圓孔為主,定位孔孔徑0.5mm的倍數 (∮1.0、∮1.5、∮2.0、∮2.5、∮3.0、∮4.0、∮5.0…)。因應後製成需求,亦可設置輔助定位孔。
2.料帶:
a.料帶功能:提供沖壓製品在模具內送料之骨架,亦類似機械手臂。料帶需帶著沖壓製品至模具各個工程站進行沖壓,因此,料帶本身須具備一定的強度
b.料帶設定:一般狀況下料帶寬度≧3.0mm。
3.料帶與成品連接橋:料帶與成品連結區域大小與方式,需依據沖壓製品特徵為考量,在允許的範圍下,一般設計時儘可能將連接區域加大,以增加料帶與成品連結強度與穩定性。
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   4.廢料區:料帶連結成品之外的區域稱為廢料區,此部分需一次或分多次將    廢料區域沖剪,僅留下成品區域作其他沖壓加工。一般而言,廢料並不一定要一次沖剪完畢,沖剪設計時需考量整體料帶之強度,較薄弱之料帶結構時,會留一些廢料連結成品來輔助增加料帶強度,到沖壓快完成前,再將廢料切除。
a.一次切除:
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b.分次切除:
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c.預留廢料,增加料帶強度:
三.連續模沖壓製品繫料設計原則:不同的沖壓製品特徵,所使用的料帶繫料的方式,沖壓的方向等...,料帶繫料位置需依據產品特徵而定,料帶繫料位置一般會設定在平面上,
1.繫料位置一般設定在平面上,儘可能不設置在彎曲面上。
   2.繫料位置可設置單點或多點繫料。
3.繫料位置儘可能不設置在功能區。
4.成品繫料方式儘可能使用錐形設計方式以補強繫料強度。
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連續模常用導料結構設計
一.導料機構功能:連續模所使用的是捲料,捲料規格是依據材料寬度作裁剪,捲料如果送入模具內的狀態是歪斜的,那會影響送料的順暢性。如何將捲料可以平行的送入模具內各工程站進行沖壓?導料機構設計就是提供材料進入模具內的軌道,讓材料可以依據導料板所設定的軌道前進至各個工程站進行沖壓。
二.導料機構的選用原則:選用導料機構時,需先考量沖壓製品特徵、沖壓材料材質、厚度、沖壓使用模具結構、料帶頂出高度設定、送料過程穩定性…等因素,選擇適當的導料機構。另外亦須將沖床周邊設備列入考慮。
三.常用的導料設計種類與功能:連續模導料結構設計依據不同產品特徵與需求,有不同的設計方式,現將常用的導料結構分述如下:
   1.導料板:導料板側視圖如附圖所示;導料板是屬於固定式的結構,一般會搭配頂出銷或頂出塊作設計。利用導料板側面部分作水平方向導引,上方凸出部分與頂出銷之間的空間作為垂直方向的定位,凸出部分結構亦有強制脫料功能。使用導料板結構設計時,一般會將導料板固定在下模板上,脫料板依據導料板的形狀作逃孔讓位設計,當脫料板逃孔讓位深度過大時,會影響模板強度,如一定要使用導料板設計時,需更改脫料板厚度設計,以增加脫料板強度,故一般需要較高頂出高度的沖壓製品,不適合使用導料板方式設計。
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2.浮昇兩用銷:浮昇兩用銷側視圖如附圖所示;浮昇兩用銷是利用浮昇銷構造,在浮昇銷的上緣製作一料溝,作為材料的軌道,此溝槽亦有強制脫料之功能。浮昇兩用銷是沖壓五金的標準零件,一般設定有標準規格尺寸,依據五金零件型號目錄設定使用。
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3.方形導料銷:方形導料銷側視圖如附圖所示;方形導料銷功能與浮昇兩用銷相同,只是方形導料銷比浮昇兩用銷增加一引導銷孔,此設計亦有強制脫料之功能。方形導料銷是利用研磨C角作為深度固定調整方式,亦可使用吊耳式作為頂出高度調整方式。方形導料銷不僅可做單一引導銷孔,也可以做多個引導銷孔在方形導料銷上。file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image017.jpg
4.外部輔助導料裝置:此種機構常運用在模具外部,當模具前導料長度不足或模具前緣距離送料機過長時,一般會增加外部輔助導料機構,以確保送料機在送料過程中的準確性。外部輔助導料裝置一般為固定式的,送料平面與下模面等高(或略低),輔助導料機構會鎖附在模板或模座上。
5.其他…:在沖壓製品連結料帶一起離開模具時,後方會有收取沖壓製品之設備,因為沖壓完成製品不是像材料只有平面,而是會有複雜的形狀,因此,在設計連續料帶時,會在模具末端一般也會設置導料機構,此部分是保護沖壓完成之製品可以依據所設定之軌道,順利離開模具。
.各種導料機構適用設計範圍:  
種類 \ 適用範圍
適用範圍
  
導料板
  
沖壓材料厚度 T0.5mm
頂出高度H5.0mm
沖壓材料寬度 W50mm
小型沖壓製品
沖壓速度較高
 
浮昇兩用銷
沖壓材料厚度 T0.3mm
頂出高度H:不拘
沖壓材料寬度W:不拘
沖壓製品形狀:不拘
沖壓速度較低
 
浮昇導料塊
沖壓材料厚度 T0.2mm
頂出高度H:不拘
沖壓材料寬度W:不拘
沖壓製品形狀:不拘
沖壓速度:均可
 
.導料機構相關設定
1.導料機構與材料間隙設定:
無切邊狀況下:設定為單邊+0.05mm
有切邊狀況下:設定為單邊+0.02mm
   2.導料板規格設定:
a.導料板寬度(L) ≧ 15m m。
b.導料板長度(W) ≦ 150m m。
c.導料板高度(H) ≦ 8.0m m。
d.導料板壓板安全強度(S) ≧ 1.0m m。
e.導料板固定銷規格:∮4.0mm。
f.導料板鎖附螺絲:M4。
g.導料板與浮昇銷之間送料空間(A) ≧ 2.0T~2.5T。導料板與浮昇銷之間的空間為送料空間,因此頂出銷的頂出高度需與導料板形狀做配合,且頂出銷需平衡配置。
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3.浮昇兩用銷規格設定:
a.浮昇兩用銷相關規格:參考沖壓五金標準零件規格。
b.浮昇兩用銷∮徑:依據沖壓製品材料厚度與特徵形狀制定。一般設定材料厚度≦1.0mm時,使用∮10以下浮昇兩用銷。
c.頂出高度:依據沖壓製品特徵制定。
d.導料空間(A):材料厚度1.2mm以下,A ≧ 2.0T~2.5T。
                   材料厚度1.2mm以上,A ≧ 1.5T~2.0T。
e.設置數量:依據送料pitch,每pitch設置1pcs。
f.設置位置:儘可能靠近引導銷位置。
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4.方形導料塊規格設定:
a.方形導料塊寬度(W):8.0mm~10.0mm。
b.方形導料塊長度(L):依據需求設定之。一般可設計單pitch或多pitch形式。
c.頂出高度:依據沖壓製品特徵制定。
d.導料空間(A):材料厚度1.2mm以下,A≧2.0T。
                    材料厚度1.2mm以上,A≧1.5T。
e.導料壓板厚度(B):材料厚度0.6mm以下,B≧2.0mm。
                       材料厚度1.2mm以下,B3.0mm
                        材料厚度1.2mm以上,B4.0mm
f.設置數量:依據送料pitch,每pitch設置1pcs。
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.常用導料結構設計:
1.導料板:
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2.導料板+側推滑塊設計:
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    3.浮昇兩用銷:
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4.方形導料銷:
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5.其他:依據沖壓製品特徵與需求,亦可設計導料板+浮昇兩用銷、導料板+方形導料銷等…組合設計。
七.進入模具內沖剪前之導料距離:材料裁剪會有誤差值,一般設定導料機構與材料之間隙是設定在材料寬度公差值之上限,所以材料在進入導料機構時,並不是平行進入,因此,需有一定的長度導料設計,讓材料可以導正,另外配合切邊功能,增加材料寬度的準確性,確保材料在導料機構內可以平順進行沖壓。此設計是確保材料進入模具內之平行度。
   1.導料板之沖剪前導料距離 ≧ 50m m
   2.浮昇兩用銷與導料浮昇銷之沖剪前導料距離:浮昇兩用銷與導料浮昇銷設定方式與導料板不同,浮昇兩用銷與導料銷一般設定方式是在沖剪前設置2pcs,且2pcs間隔需≧ 30m m。
連續模料帶形式
一.連續模料帶功能:連續模是將完成產品所需的沖壓工序(站),排列在同一套模具內進行沖製。連續模所使用的材料為捲料,以送料機將材料等距離的送至模具內各單獨的工程站進行沖壓加工,到最後工程站完成製品。在連續模內會將材料分次加工:沖切、分離、折彎…等,而連結各工程站半成品的餘料,稱之為料帶。一般把在模具內帶料區域與連結各工程站半成品至完成製品部分統稱為料帶,有經驗的模具設計人員,觀察一條料帶即可知道此套模具設計方式。
二.連續模料帶組成:料帶是由一定位孔與一安全寬度的材料所組成,定位孔主要功能為讓材料可以等距離的送到每個工程站進行沖壓加工,確保沖壓加工精度,而邊緣寬度的餘料主要作為連結與傳送各工程站之半成品,將各個半成品連結並傳送至下一個工程站進行沖壓加工。
1.定位孔∮徑:定位孔的∮徑是依據送料距離(pitch)與料帶寬度而定,一般會設計∮1.5mm以上,大部分是以0.5mm為基數作為定位孔選擇方式(例:∮2.0mm、∮2.5mm、∮3.0mm…等),但是現今沖壓零件越來越小,送料pitch亦越作越小,現有定位孔已經設定到∮0.7mm,
2.料帶寬度設定:料帶寬度主要在於可以穩定連結與傳送各半成品至沖壓工程站。一般常見料帶寬度設定≧3.0mm,亦可依據實際需求設計之。
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.連續模料帶帶料方式:
1.單側帶料式:
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2.雙側帶料式:
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3.雙料帶式:
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4.雙獨立料帶式:
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5.中間帶料式:
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.各種連續模帶料形式運用:
1.單側帶料式:廣泛運用在連接器端子、較小之沖壓零件。
2.雙側帶料式:主要適用於特徵較為複雜、折彎高度較高、材料寬度較寬、容易在料帶傳送過程中變形的、較大型之沖壓件等,無法靠單側料帶傳送者,可選擇雙側帶料式。
3.雙料帶式:雙料帶式主要是雙側料帶式演變而來,目的也是為了省料設計,當使用雙側料帶帶料時,需有二側料帶進行帶料,如在加上一條並排料帶,則可節省一條料帶之材料。此設計亦可製作不同的沖壓製品,唯此沖壓製品需是同時有相同需求數量的。排列相同沖壓製品時則不在此限。
4.雙獨立料帶式:雙獨立料帶一般是為了省料設計,將二個沖壓製品對插排列,以達到節省材料的目的。亦可將二種不同的沖壓製品各排列一側同時進行沖壓,如運用在沖壓不同的製品時,此沖壓製品需是同時有相同需求數量的。排列相同沖壓製品時則不在此限。
5.中間帶料式:,主要適用於尺寸要求較低、沖壓精度較低之產品,使用此種設計方式一般可提高材料利用率,但相對的沖壓精度、沖壓速度較差,一般較不建議使用此種模式設計。
引導銷種類、功能、設計與運用
一.引導銷功能:引導銷是讓料帶可以等距離傳送方式之一。在連續模沖壓加工中,如何以等距離傳送各半成品至各沖壓工程站沖壓,為連續模沖壓最重要的課題。如光靠外部送料機,會有其他因素影響,無法達到精確等距離送料目標,因此需靠其他的方式來輔助送料距離精度。引導銷可以讓料帶達到等距離傳送目的,並可以在送料距離有些微差距時,引導銷前端錐度可以將材料誤送位置導正(導正量約只有引導銷∮徑的三分之一,超過此誤差範圍,引導銷無法導正),確保送料距離精度。
.引導銷種類:
1.穿透式引導銷:穿透式引導銷主要利用引導銷∮徑作為定位依據。由於引導銷需穿過定位孔,故引導銷∮徑需比定位孔∮徑小,引導銷∮徑與定位孔∮徑之間的差距值就成了送料誤差值。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image038.jpg
2.錐度導正式引導銷:錐度式引導銷主要是利用圓孔特徵與圓錐式的引導銷錐度作為定位。理論上來說圓錐式的導引會比使用∮徑導引來的精確,但是使用此方式設計時,需考量加工能力、加工精度…等因素,避免加工誤差,造成模具相關問題產生。簡單的說:當發生送料距離有些微差異,造成沖壓製品尺寸偏差時,錐度導引式幾乎以肉眼無法看出送料距離差異問題。
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三.引導銷固定方式:一般可以簡單區分成固定式與活動式二種,二種設計定位的精確性差異不大,主要差異在送料誤送時,固定式的設計會破壞整體料帶,而活動式的較不會。現將幾種常用方式分述如下:
1.脫料板固定式:直接將引導銷固定在脫料板上,此方式加工成本較低,零件成本較低,為目前引導銷普遍設計方式。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image041.jpg
2.上夾板固定式:將引導銷固定在上夾板上,此方式的優點是可透過調整等高套筒的長度,達到引導銷直線部分凸出量的方式。一般在沖壓過程中,如定位孔沖磨損導致孔徑縮小,往往會導致引導銷與定位孔干涉,導致送料不平順,上夾板固定式避免類似問題產生。唯此方式加工成本較高、零件成本亦較高,目前較少使用此種設計。目前脫料板固定式亦可藉由脫料板加工、引導銷凸出量與其他的方式克服此問題。
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3.脫料板活動式:此方式一般運用方式有二種,一種是穿透式引導銷,一種是錐度引導銷;
a.如使用在穿透式引導銷時,在沖壓較厚之材料時,即使送料位置偏移,引導銷可能因材料較厚,造成引導銷後退,無法穿過料帶達到定位功能,故建議使用活動式引導銷的設計時,在定位孔沖製後的第一、二站使用固定式的引導銷,避免因彈簧疲乏或其他因素,導致定位pitch誤差。
b.如使用在錐度引導銷時,則不受此限制。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image044.jpg
4.上夾板活動式:引導銷一樣固定在上夾板上,設計方式與固定式相同,僅在引導銷後方模板鑽穿孔並攻牙,並設置彈簧與止付螺絲,讓引導銷遇到障礙時可以後退,保護引導銷。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image046.jpg
.引導銷規格設定原則:
1.穿透式引導銷:
a.引導銷∮徑(∮dc ) = 定位孔∮徑 - 0.03mm。
b.引導銷凸出量 ( Lc ):引導銷直線部分凸出脫料板 0.8T~1.0T。
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2.錐度導正式引導銷:
a.引導銷∮徑(∮da ) = 定位孔∮徑 + 0.6mm以上。
b.引導銷錐度斜率 ( V ° ):60 °。
c.引導銷凸出量 ( La ):引導銷直線部分與脫料板平或凸出0.5T。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image049.jpg
五.引導銷設計原則:引導銷一般設置在沖定位孔的後工程站,且中間不做任何空站設置,也就是在沖完定位孔之後必須有引導銷作定位。引導銷為整套模具傳送沖壓的依據,故在定位孔沖製後,需馬上以引導銷作定位,以供下一個定位孔沖製。在模具設計的過程中,有許多因素會干擾引導銷孔設置,故有些設計無法在每個需設置引導銷孔的地方均作設計,一般定位孔沖製之後,需連續設置二個引導銷(中間不可有空站),以確保料帶的平行度,且在重要沖壓、成形部分,必須設置引導銷孔,避免因料帶位移造成沖壓精度偏差。

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