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  • 连续模料带形式、功能与系料设计原则
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    连续模料的使用越来越广泛,就这样的一个产品他有着什么样的设计原则,都有着连续模料带设计主要是将冲压制品连结在料带上,深圳五金冲压加工以等距离送料的方式将半成品送至各工程站上冲压,将冲压制品连结在料带上有许多种方式,连结方式也需要依据冲压制品特征与冲压方向来决定。连续模主要多了料带来传送半成品,故连续模的材料利用率会比工程模差,但是生产效率却比工程模高很多。


    一.深圳五金冲压加工的连续模冲压制品冲压形式设计:
    1.冲压制品脱离料带,直接掉落式:在冲压模具末端将成品直接冲落下,冲压制品与料带是分离的。此种冲压制品直接冲落后,震研、清洗即是半成品。此种设计广泛运用于类似电机端子、五金零件、LCD零件、硬盘零组件等都是此种做法。


    2.冲压制品仍系于料带上:冲压制品连结着料带一起离开模具,冲压制品与料带是连结在一起的,冲压模具后方有收料机将料带连结的冲压制品用治具收起。此种冲压制品一般需作电镀、打线等…后制程处理,所以需连结在料带上作其他制程。此种做法大部分运用在端子类产品上。


    3.冲压制品系于料带上,但是可用手直接剥落:冲压制品连结着料带一起离开模具,冲压制品与料带是连结在一起的,与端子的差异在于可用手将冲压制品与料带剥离。此种制品一样要做电镀等后制程处理,故需将冲压制品连结于料带上,组装时仅需以手将冲压制品剥离料带或使用其他治具、简易模具等…与塑料件组立后剥离,即是半成品。一般类似弹片类、USB连接器、连接器外壳等就是使用此种做法。


    二.深圳五金冲压加工连续模料带各部分功能:
    1.定位孔:
    a.定位孔之功能:定位孔主要功能在于校正送料距离的准确性,定位孔普遍设定为圆孔。定位孔一般设置在料带上,如在冲压制品上有可利用的圆孔作为定位孔时,亦可利用冲压制品上的孔作为定位孔。连续模不能仅靠着送料机的送料精度做生产,一般送料机送料距离会有误差,且快速多次冲压后,更会有累积误差产生,因此可利用定位孔与送料机接口设备,在每次送料的时都进行送料距离误差校正,避免送料累积误差产生,达到精确送料目的。


    b.定位孔设定:定位孔一般以设定以圆孔为主,定位孔孔径0.5mm的倍数(∮1.0、∮1.5、∮2.0、∮2.5、∮3.0、∮4.0、∮5.0…)。因应后制成需求,亦可设置辅助定位孔。
    2.料带:
    a.料带功能:提供冲压制品在模具内送料之骨架,亦类似机械手臂。料带需带着冲压制品至模具各个工程站进行冲压,因此,料带本身须具备一定的强度
    b.料带设定:一般状况下料带宽度≧3.0mm。
    3.料带与成品连接桥:料带与成品链接区域大小与方式,需依据冲压制品特征为考虑,在允许的范围下,一般设计时尽可能将连接区域加大,以增加料带与成品连结强度与稳定性。
    4.废料区:料带链接成品之外的区域称为废料区,此部分需一次或分多次将废料区域冲剪,仅留下成品区域作其他冲压加工。一般而言,废料并不一定要一次冲剪完毕,冲剪设计时需考虑整体料带之强度,较薄弱之料带结构时,会留一些废料连结成品来辅助增加料带强度,到冲压快完成前,再将废料切除。
    a.一次切除:
    b.分次切除:
    c.预留废料,增加料带强度:


    三.深圳五金冲压加工的连续模冲压制品系料设计原则:
    不同的冲压制品特征,所使用的料带系料的方式,冲压的方向等...,料带系料位置需依据产品特征而定,料带系料位置一般会设定在平面上,


    1.系料位置一般设定在平面上,尽可能不设置在弯曲面上。
    2.系料位置可设置单点或多点系料。
    3.系料位置尽可能不设置在功能区。
    4.成品系料方式尽可能使用锥形设计方式以补强系料强度。


    ※连续模常用导料结构设计
    一.导料机构功能:连续模所使用的是卷料,卷料规格是依据材料宽度作裁剪,卷料如果送入模具内的状态是歪斜的,那会影响送料的顺畅性。如何将卷料可以平行的送入模具内各工程站进行冲压?导料机构设计就是提供材料进入模具内的轨道,让材料可以依据导料板所设定的轨道前进至各个工程站进行冲压。


    二.导料机构的选用原则:选用导料机构时,需先考虑冲压制品特征、冲压材料材质、厚度、冲压使用模具结构、料带顶出高度设定、送料过程稳定性…等因素,选择适当的导料机构。另外亦须将冲床接口设备列入考虑。


    三.常用的导料设计种类与功能:连续模导料结构设计依据不同产品特征与需求,有不同的设计方式,现将常用的导料结构分述如下:


    1.导料板:导料板侧视图如附图所示;导料板是属于固定式的结构,一般会搭配顶出销或顶出块作设计。利用导料板侧面部分作水平方向导引,上方凸出部分与顶出销之间的空间作为垂直方向的定位,凸出部分结构亦有强制脱料功能。使用导料板结构设计时,一般会将导料板固定在下模板上,脱料板依据导料板的形状作逃孔让位设计,当脱料板逃孔让位深度过大时,会影响模板强度,如一定要使用导料板设计时,需更改脱料板厚度设计,以增加脱料板强度,故一般需要较高顶出高度的冲压制品,不适合使用导料板方式设计。


    2.浮升两用销:浮升两用销侧视图如附图所示;浮升两用销是利用浮升销构造,在浮升销的上缘制作一料沟,作为材料的轨道,此沟槽亦有强制脱料之功能。浮升两用销是冲压五金的标准零件,一般设定有标准规格尺寸,依据五金零件型号目录设定使用。


    3.方形导料销:方形导料销侧视图如附图所示;方形导料销功能与浮升两用销相同,只是方形导料销比浮升两用销增加一引导销孔,此设计亦有强制脱料之功能。方形导料销是利用研磨C角作为深度固定调整方式,亦可使用吊耳式作为顶出高度调整方式。方形导料销不仅可做单一引导销孔,也可以做多个引导销孔在方形导料销上。


    4.外部辅助导料装置:此种机构常运用在模具外部,当模具前导料长度不足或模具前缘距离送料机过长时,一般会增加外部辅助导料机构,以确保送料机在送料过程中的准确性。外部辅助导料装置一般为固定式的,送料平面与下模面等高(或略低),辅助导料机构会锁附在模板或模座上。


    5.其他…:在冲压制品连结料带一起离开模具时,后方会有收取冲压制品之设备,因为冲压完成制品不是像材料只有平面,而是会有复杂的形状,因此,在设计连续料带时,会在模具末端一般也会设置导料机构,此部分是保护冲压完成之制品可以依据所设定之轨道,顺利离开模具。


    四.深圳五金冲压加工各种导料机构适用设计范围:
    种类\适用范围
    适用范围
    导料板
    冲压材料厚度T<0.5mm
    顶出高度H<5.0mm
    冲压材料宽度W<50mm
    小型冲压制品
    冲压速度较高
    浮升两用销
    冲压材料厚度T>0.3mm
    顶出高度H:不拘
    冲压材料宽度W:不拘
    冲压制品形状:不拘
    冲压速度较低
    浮升导料块
    冲压材料厚度T>0.2mm
    顶出高度H:不拘
    冲压材料宽度W:不拘
    冲压制品形状:不拘
    冲压速度:均可
    五.导料机构相关设定
    1.导料机构与材料间隙设定:
    无切边状况下:设定为单边+0.05mm
    有切边状况下:设定为单边+0.02mm
    2.导料板规格设定:
    a.导料板宽度(L)≧15mm。
    b.导料板长度(W)≦150mm。
    c.导料板高度(H)≦8.0mm。
    d.导料板压板安全强度(S)≧1.0mm。
    e.导料板固定销规格:∮4.0mm。


    f.导料板锁附螺丝:M4。
    g.导料板与浮升销之间送料空间(A)≧2.0T~2.5T。导料板与浮升销之间的空间为送料空间,因此顶出销的顶出高度需与导料板形状做配合,且顶出销需平衡配置。
    3.浮升两用销规格设定:
    a.浮升两用销相关规格:参考冲压五金标准零件规格。
    b.浮升两用销∮径:依据冲压制品材料厚度与特征形状制定。一般设定材料厚度≦1.0mm时,使用∮10以下浮升两用销。
    c.顶出高度:依据冲压制品特征制定。
    d.导料空间(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.设置数量:依据送料pitch,每pitch设置1pcs。
    f.设置位置:尽可能靠近引导销位置。


    4.方形导料块规格设定:
    a.方形导料块宽度(W):8.0mm~10.0mm。
    b.方形导料块长度(L):依据需求设定之。一般可设计单pitch或多pitch形式。
    c.顶出高度:依据冲压制品特征制定。
    d.导料空间(A):材料厚度1.2mm以下,A≧2.0T。
    材料厚度1.2mm以上,A≧1.5T。
    e.导料压板厚度(B):材料厚度0.6mm以下,B≧2.0mm。
    材料厚度1.2mm以下,B≧3.0mm。
    材料厚度1.2mm以上,B≧4.0mm。
    f.设置数量:依据送料pitch,每pitch设置1pcs。


    六.常用导料结构设计:
    1.导料板:
    2.导料板+侧推滑块设计:
    3.浮升两用销:
    4.方形导料销:
    5.其他:依据冲压制品特征与需求,亦可设计导料板+浮升两用销、导料板+方形导料销等…组合设计。


    七.进入模具内冲剪前之导料距离:材料裁剪会有误差值,一般设定导料机构与材料之间隙是设定在材料宽度公差值之上限,所以材料在进入导料机构时,并不是平行进入,因此,需有一定的长度导料设计,让材料可以导正,另外配合切边功能,增加材料宽度的准确性,确保材料在导料机构内可以平顺进行冲压。此设计是确保材料进入模具内之平行度。


    1.导料板之冲剪前导料距离≧50mm。
    2.浮升两用销与导料浮升销之冲剪前导料距离:浮升两用销与导料浮升销设定方式与导料板不同,浮升两用销与导料销一般设定方式是在冲剪前设置2pcs,且2pcs间隔需≧30mm。


    ※深圳五金冲压加工连续模料带形式
    一.连续模料带功能:连续模是将完成产品所需的冲压工序(站),排列在同一套模具内进行冲制。连续模所使用的材料为卷料,以送料机将材料等距离的送至模具内各单独的工程站进行冲压加工,到最后工程站完成制品。在连续模内会将材料分次加工:冲切、分离、折弯…等,而链接各工程站半成品的余料,称之为料带。一般把在模具内带料区域与链接各工程站半成品至完成制品部分统称为料带,有经验的模具设计人员,观察一条料带即可知道此套模具设计方式。


    二.连续模料带组成:料带是由一定位孔与一安全宽度的材料所组成,定位孔主要功能为让材料可以等距离的送到每个工程站进行冲压加工,确保冲压加工精度,而边缘宽度的余料主要作为链接与传送各工程站之半成品,将各个半成品连结并传送至下一个工程站进行冲压加工。


    1.定位孔∮径:定位孔的∮径是依据送料距离(pitch)与料带宽度而定,一般会设计∮1.5mm以上,大部分是以0.5mm为基数作为定位孔选择方式(例:∮2.0mm、∮2.5mm、∮3.0mm…等),但是现今冲压零件越来越小,送料pitch亦越作越小,现有定位孔已经设定到∮0.7mm,
    2.料带宽度设定:料带宽度主要在于可以稳定连结与传送各半成品至冲压工程站。一般常见料带宽度设定≧3.0mm,亦可依据实际需求设计之。


    三.连续模料带带料方式:
    1.单侧带料式:
    2.双侧带料式:
    3.双料带式:
    4.双独立料带式:
    5.中间带料式:


    四.各种连续模带料形式运用:
    1.单侧带料式:广泛运用在连接器端子、较小之冲压零件。


    2.双侧带料式:主要适用于特征较为复杂、折弯高度较高、材料宽度较宽、容易在料带传送过程中变形的、较大型之冲压件等,无法靠单侧料带传送者,可选择双侧带料式。


    3.双料带式:双料带式主要是双侧料带式演变而来,目的也是为了省料设计,当使用双侧料带带料时,需有二侧料带进行带料,如在加上一条并排料带,则可节省一条料带之材料。此设计亦可制作不同的冲压制品,唯此冲压制品需是同时有相同需求数量的。排列相同冲压制品时则不在此限。


    4.双独立料带式:双独立料带一般是为了省料设计,将二个冲压制品对插排列,以达到节省材料的目的。亦可将二种不同的冲压制品各排列一侧同时进行冲压,如运用在冲压不同的制品时,此冲压制品需是同时有相同需求数量的。排列相同冲压制品时则不在此限。


    5.中间带料式:,主要适用于尺寸要求较低、冲压精度较低之产品,使用此种设计方式一般可提高材料利用率,但相对的冲压精度、冲压速度较差,一般较不建议使用此种模式设计。


    ※引导销种类、功能、设计与运用
    一.引导销功能:引导销是让料带可以等距离传送方式之一。在连续模冲压加工中,如何以等距离传送各半成品至各冲压工程站冲压,为连续模冲压最重要的课题。如光靠外部送料机,会有其他因素影响,无法达到精确等距离送料目标,因此需靠其他的方式来辅助送料距离精度。引导销可以让料带达到等距离传送目的,并可以在送料距离有些微差距时,引导销前端锥度可以将材料误送位置导正(导正量约只有引导销∮径的三分之一,超过此误差范围,引导销无法导正),确保送料距离精度。


    二.引导销种类:
    1.穿透式引导销:穿透式引导销主要利用引导销∮径作为定位依据。由于引导销需穿过定位孔,故引导销∮径需比定位孔∮径小,引导销∮径与定位孔∮径之间的差距值就成了送料误差值。
    2.锥度导正式引导销:锥度式引导销主要是利用圆孔特征与圆锥式的引导销锥度作为定位。理论上来说圆锥式的导引会比使用∮径导引来的精确,但是使用此方式设计时,需考虑加工能力、加工精度…等因素,避免加工误差,造成模具相关问题产生。简单的说:当发生送料距离有些微差异,造成冲压制品尺寸偏差时,锥度导引式几乎以肉眼无法看出送料距离差异问题。


    三.引导销固定方式:一般可以简单区分成固定式与活动式二种,二种设计定位的精确性差异不大,主要差异在送料误送时,固定式的设计会破坏整体料带,而活动式的较不会。现将几种常用方式分述如下:


    1.脱料板固定式:直接将引导销固定在脱料板上,此方式加工成本较低,零件成本较低,为目前引导销普遍设计方式。


    2.上夹板固定式:将引导销固定在上夹板上,此方式的优点是可透过调整等高套筒的长度,达到引导销直线部分凸出量的方式。一般在冲压过程中,如定位孔冲磨损导致孔径缩小,往往会导致引导销与定位孔干涉,导致送料不平顺,上夹板固定式避免类似问题产生。唯此方式加工成本较高、零件成本亦较高,目前较少使用此种设计。目前脱料板固定式亦可藉由脱料板加工、引导销凸出量与其他的方式克服此问题。


    3.脱料板活动式:此方式一般运用方式有二种,一种是穿透式引导销,一种是锥度引导销;


    a.如使用在穿透式引导销时,在冲压较厚之材料时,即使送料位置偏移,引导销可能因材料较厚,造成引导销后退,无法穿过料带达到定位功能,故建议使用活动式引导销的设计时,在定位孔冲制后的第一、二站使用固定式的引导销,避免因弹簧疲乏或其他因素,导致定位pitch误差。


    b.如使用在锥度引导销时,则不受此限制。


    4.上夹板活动式:引导销一样固定在上夹板上,设计方式与固定式相同,仅在引导销后方模板钻穿孔并攻牙,并设置弹簧与止付螺丝,让引导销遇到障碍时可以后退,保护引导销。


    四.引导销规格设定原则:
    1.穿透式引导销:
    a.引导销∮径(∮dc)=定位孔∮径-0.03mm。
    b.引导销凸出量(Lc):引导销直线部分凸出脱料板0.8T~1.0T。
    2.锥度导正式引导销:
    a.引导销∮径(∮da)=定位孔∮径+0.6mm以上。
    b.引导销锥度斜率(V°):60°。
    c.引导销凸出量(La):引导销直线部分与脱料板平或凸出0.5T。


    五.引导销设计原则:引导销一般设置在冲定位孔的后工程站,且中间不做任何空站设置,也就是在冲完定位孔之后必须有引导销作定位。引导销为整套模具传送冲压的依据,故在定位孔冲制后,需马上以引导销作定位,以供下一个定位孔冲制。在模具设计的过程中,有许多因素会干扰引导销孔设置,故有些设计无法在每个需设置引导销孔的地方均作设计,一般定位孔冲制之后,需连续设置二个引导销(中间不可有空站),以确保料带的平行度,且在重要冲压、成形部分,必须设置引导销孔,避免因料带位移造成冲压精度偏差。

 

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