拉延模設計講義

1、拉延模的設計,如何設計拉延模,,模具設計步驟概覽：,DL圖,對制件的分析,確定中心,確定行程,頂桿布置,各主要結(jié)構(gòu)部件的設計,各輔助結(jié)構(gòu)部件的設計,完善并自檢,OVER,一、模具結(jié)構(gòu)的設計均要滿足DL圖要求 通過DL圖來確定模具的沖壓方向、送料方向、凸模分界線（壓邊圈輪廓）、壓料面的區(qū)域及擋料板的位置（坯料尺寸）、各工作部件的材質(zhì)（板料的材質(zhì)）、壓板槽及頂桿的位置（生產(chǎn)用機床設備）等。,1、按下模鑄造結(jié)構(gòu)特點

2、分： 分體/整體 (同產(chǎn)品板料的材質(zhì)有一定的關系),二、根據(jù)制件的大小、形狀、受力情況確定模具采用哪種形式的結(jié)構(gòu)（單動）,單動拉延模模具材料的選取1、當料厚 t <1.2mm 時分體拉延時，下模座為HT300；上模、凸模、壓邊圈都用MoCr合金。整體拉延時，上、下模和壓邊圈都是MoCr合金。2、當料厚1.2 ≤ t < 2mm時凹模與壓邊圈的工作部分采用Cr12MoV鑲塊，凸模還是MoCr合金或

3、ICD5 。3、當料厚 t ≥ 2mm時，所有工作部分都采用Cr12MoV鑲塊。,2、按制件形狀特點分： 沿形/不沿形,3、按壓邊圈與凸模的 導向形式特點分： 內(nèi)導向/外導向,三、模具中心，機床中心的確定 （同頂桿的布置有一定關系） 1.按DL圖給定的； 2.盡量使數(shù)模中心、模具中心、機床中心三者重合，保證機床不偏載；但如果必須偏載時，盡量沿Y向偏載，且偏載量必須小于或等于機床頂桿間距的

4、一半（75mm）。,四、單動拉延模氣墊頂桿的選取與布置,1、從工藝數(shù)模中調(diào)取數(shù)模中心和凸模輪廓線，從所提供的機床資料中調(diào)取所需的壓床平面圖及相關參數(shù)2、確定模具中心 模具中心一般取工件的壓力中心，若工件的壓力中心與幾何中心相差太大，則傾向于取工件的幾何中心，以便使模具看上去協(xié)調(diào)、緊湊。3 、頂桿應布置在凸模輪廓線以外，并盡量圍繞輪廓線均勻布置。,4 、模座應做出相應的氣墊頂桿的過孔(60/80/100mm），壓邊圈上應有相

5、對應的加強筋確保頂桿能頂實，加強筋與頂桿的位置偏移應小于頂桿直徑的1/3。,五、單動拉延模的行程計算,1 、拉延工作行程：,六、拉延模各主要結(jié)構(gòu)部件的設計,1.壓邊圈的設計： 確定實際壓料面積一般為工藝數(shù)模中的坯料線外擴15-20mm即可得到實際所需的壓料面積。,根據(jù)凸模輪廓線的形狀確定壓邊圈與凸模的導向方式內(nèi)導向：適用范圍、導板的選取、安裝定義：壓邊圈在其內(nèi)側(cè)與凸模導向。適用范圍：適合制件較寬、形狀較規(guī)則，凸模輪廓線變

6、化較小以及壓邊圈側(cè)向力較小的情況。外導向：適用范圍、導板的選取、安裝 定義：壓邊圈外部與下模座鑄起的立柱（通常在模具的四角處）導向。適用范圍：適用制件的形狀太不規(guī)則導致壓邊圈不便于使用內(nèi)導向（如細長梁類件）的情況，或者拉延行程很大造成壓邊圈不便于使用內(nèi)導向的情況。,導板的選取、安裝：首先要滿足導板高度（h）≥拉延工作行程（st）+50mm~80mm 。其次導板寬度應與所在導滑邊總長相協(xié)調(diào) t1+t2 ≥0.2t導板位置

7、的確定：,導板在凸模上安裝高度（H）≥75mm 以方便數(shù)控工。,在導板規(guī)格或模具閉合高度的限制下，壓邊圈上的導滑面可以向下做一定的延長，若延長超過30mm時，下模就需要做出相應的避讓。導板在凸模上的安裝在保證鑄造壁厚的情況下，盡量不要超出或縮進凸模邊界太多，且壓邊圈上的相應導滑面在保證正常導滑的情況下，盡量做出相應的避讓，一般避讓20mm以上以免與下模干涉。,壓邊圈高度的確定：保證與上、下模導滑面的長度，保證合理的導板避讓空

8、間，保證足夠的鑄件強度后，即可得到大致的壓邊圈高度。H≥(0.12-0.15)×L+hh為制件最大拉延深度Hmin=150mmW≥(0.75-0.8)×HWmin=130mm并考慮調(diào)整墊塊、定位板、卸料螺釘、氣墊頂桿等都合理的布置完成后,,合理的減輕：為了節(jié)約成本、提高強度、美觀模具，需要對壓邊圈進行合理的減輕，使之成為一個協(xié)調(diào)、牢固的框架結(jié)構(gòu)，減輕原則如下：一般對壓邊圈采用前后側(cè)掏、左右下掏的

9、減輕方法。（相對送料方向）,保證所有調(diào)整墊塊及頂桿處都有立筋，立筋偏移應小于頂桿直徑的1/3。若不能保證有立筋，也可做單個柱狀加強筋來保證強度。減輕的結(jié)構(gòu)尺寸、筋厚等尺寸請參見《模具設計規(guī)范》。在與下模干涉或可能干涉處要盡量做出避讓，一般避讓10mm以上，但必須保證合理的壁厚。,2.下模的設計：結(jié)構(gòu)形式的確定下模分體：優(yōu)點：凸模采用MoCr合金，下模座則是HT300，從材料上節(jié)約了成本。缺點：凸模安裝到下模座上，其位置精度受

10、到影響，需要用鍵來調(diào)整，則加工難度有所增加。分體時，凸模是通過螺釘緊固在下模座上的，其精度是通過鍵來確保的。一般從凸模下面鑄出螺釘固定臺，尺寸大致保證（60x60x40mm）即可，數(shù)量則要依據(jù)凸模的大小來確定。下模整體：優(yōu)點：省掉一些加工，節(jié)約加工成本；不用擔心凸模與下模座的相對位移，從根本上保證了精度。缺點：整個下模都是MoCr合金，從材料上增加了模具成本。,結(jié)構(gòu)尺寸的確定參考壓邊圈的尺寸，一般壓邊圈的長度尺寸與上、下模是一

11、致的，寬度尺寸比上、下模少了2倍的壓板臺寬（240mm）。對照所需壓床的尺寸，確定壓板槽、快速定位的位置，調(diào)整下模的長、寬尺寸。下模座的厚度根據(jù)模具的大小會有適當?shù)淖兓?。具體參見《模具設計規(guī)范》,3.上模的設計：結(jié)構(gòu)尺寸的確定參考壓邊圈和下模的尺寸，長、寬方向和下模一致。對照所需壓床的尺寸，確定壓板槽位置。上模座的厚度根據(jù)模具的大小會有適當?shù)淖兓?，原則是保證凹模的強度且要考慮壓床的最大裝模高度的限制，拉延模具的閉合高（H

12、）與壓床最大裝模高(Hz)的關系是：H≤Hz-10 。,上模與壓邊圈的導向設計上模座與壓邊圈是通過導腿導向的，只是用來導正壓邊圈與上模的，與壓邊圈和凸模的導向無直接的聯(lián)系。導腿的具體尺寸，與模具的大小存在一定的比例關系。具體見《模具設計規(guī)范》,在導板的高度選取上要參考模具的壓料行程，一般導板要先模具壓料前導入50mm。導板安裝在導腿和壓邊圈上時，要考慮加工刀具的大小、安裝面是否能加工。,七、拉延模各輔助結(jié)構(gòu)部件的設計,1.

13、制件定位裝置的設計定位方式： 一般采用8點定位的方式，即選用8個定位標準件將方形板料的四邊，每邊定位2點以保證板料在拉延過程中不會竄動。,定位標準件的種類：板狀定位裝置，此為最常用定位標準件，分前后、左右2種標準。柱狀定位裝置，此種定位標準件較之板狀標準件其安裝面積較小，適用于壓邊圈上空間不足的情況。,帶導輪的定位裝置，此種定位裝置是在普通定位標準件上安裝了一個橡膠導輪，主要用于外板件的定位，防止制件被劃傷。

14、氣動翻轉(zhuǎn)的定位裝置，適用于大型外板類拉延的出料方向的板料定位。,定位標準件的布置 同一方向上的2個定位標準件的間距應盡可能的大，確保定位的平衡，其定位面或點應與工藝坯料線相齊；定位標準件的定位部分高度至少要超出板料20mm以上。,2.上、下調(diào)整墊塊的設計上調(diào)整墊塊作用：調(diào)整凸、凹模間隙控制走料，保證拉延出合格的制件。,布置原則： 壓邊圈沿形時，上調(diào)整墊塊高度隨壓料面的起伏作 相應改變，若手工取件或

15、氣缸側(cè)推自動取件時，墊塊的上平面應低于壓料面。 墊塊間距最好是300-500mm，且下面應有立筋支撐。 為了便于加工，墊塊的安裝面邊界距離壓料面邊緣 應大于或等于30mm。,下調(diào)整墊塊作用：當模具需要墩實時，下調(diào)整墊塊用來承受機床加載在模具上的壓力。布置原則：墊塊間距最好是300-500mm，且下面應有立筋支撐。,調(diào)整墊塊的選取 一般常用墊塊的規(guī)格為：Ф60和Ф80，參考許用壓力為：20噸和4

16、0噸，具體根據(jù)模具的大小、壓床的公稱壓力來確定選用規(guī)格，模具墩實時最好使墊塊的疊加承載力達到壓床公稱壓力的80%。,3.行程限位裝置的設計 限位螺釘?shù)倪x用 根據(jù)拉延工作行程來選擇螺釘，保證螺釘長度比拉延工作行程大15-20mm。,布置原則盡量往壓邊圈的外圍處布置，一般在四角對稱布置。下模座起安裝面，壓邊圈加工過孔和避讓孔。,4.拉延筋處彈頂銷的設計為了方便取件，在拉延筋中設置頂銷合件：測量出拉延筋的半徑r ，頂銷合

17、件的直徑要滿足d<2r 。頂銷合件沿拉延筋均布，間距200-250mm。,5.送出料架的設計在一些大型模具上，制件的尺寸也比較大，如果單要靠工人手工取送、取件就變得非常吃力，所以在模具的前后方向上加裝送、出料架。內(nèi)板時，只需選擇剛性送、出料架即可。外板時，需選擇帶滾輪的柔性送、出料架,6.運輸連接板的設計為保證模具在運輸過程中不會竄動，需要在模具的2端安裝運輸連接板。一般有35mm和50mm寬2

18、種規(guī)格，根據(jù)模具大小來選取，連接板的長度則取決于上、下緊固螺釘?shù)拈g距：L=2xC+S,7.拉延護板的設計拉延模為了保證壓邊圈的上下運動不受干擾而發(fā)生意外，需在模具的前后2側(cè)安裝護板，一般為2.5mm厚的鋼板，由鉗工打磨后安裝在下模座上。護板高度要保證在壓邊圈頂?shù)阶罡邥r護板還能護住它50mm以上。,8.排氣孔的設計原則上設置在凸模和凹模的凹角及最后成形墩死部位，保證每200×200mm上有一個。外覆蓋件φ4-φ6，內(nèi)覆

19、蓋件φ6-φ8。上模排氣孔設置時需考慮防塵，應加聚乙烯排氣管或出氣孔上方整體加蓋板。,9.CH孔的設計為了研模，需要在制件上設置2處CH孔。CH 孔應盡量設置在平面上（在斜面上最大不超過5°）。所有序CH孔按拉延序沖壓方向加工,10.到底標記的設計為了驗證拉延的充分程度，需要在凹模上安裝到底標記銷,原則上設置于廢料處，并與板料較晚接觸的平面部位；外板件應設置于非產(chǎn)品處；原則上每制件設置2 點，且距離不宜太近,1.壓

20、邊圈的完善起吊、翻轉(zhuǎn)裝置： 一般在壓邊圈的前后方向（相對送料方向）各設計２處標準起重棒，規(guī)格根據(jù)壓邊圈的重量確定；如有特殊要求，起重棒也可設計在壓邊圈的左右２端。無論是哪種情況，壓邊圈的翻轉(zhuǎn)均可通過所設計的起重棒來實現(xiàn)。,八.拉延模結(jié)構(gòu)的完善,安全區(qū)的設計:一般情況下，安全區(qū)都設計在下模座和上模座上，這時壓邊圈就需要做出相應的避讓，一般每邊10mm；但有些時候，下安全區(qū)設計在壓邊圈上，分布在壓邊圈的四角，尺寸為150x150m

21、m，在模具閉合時與上安全區(qū)的距離為110mm。,2.下模座的完善壓板槽、快速定位的設計 依據(jù)機床平面圖確定壓板槽和快速定位頂桿的具體位置，具體見《模具設計規(guī)范》,導板窺視孔的設計 在壓邊圈和凸模內(nèi)導向時，為了使鉗工在模具裝配時能直接觀察到導板導滑情況，就需要在下模座上開導板窺視孔，一般開孔尺寸大于（40x40mm）即可；若開孔位置與頂桿過孔距離太近，可以將窺視孔和頂桿過孔連通。注意：導板窺視孔不能開在立筋上，若導板下剛好有

22、立筋，窺視孔可避開立筋，開在導板的一側(cè)，只要保證能看到導板即可。,起吊、翻轉(zhuǎn)的設計一般在下模座的前后方向（相對送料方向）各設計２處標準起重棒，規(guī)格根據(jù)下模座的重量確定；如有特殊要求，起重棒也可設計在下模座的左右２端。無論是哪種情況，下模座的翻轉(zhuǎn)均可通過所設計的起重棒來實現(xiàn)。注意：下模座的起重裝置要按可以承載3套模具的規(guī)格來選取。,定位鍵槽，V形中心線的設計 定位鍵槽：利用安放在機床中心槽內(nèi)的鍵定位模具，故要在模具上開與之相

23、對應的鍵槽，對應的是機床中心。 V型中心線：是模具對準機床中心位置的V字型開槽，對應的是機床中心。,3.上模座的完善壓板槽的設計及起吊翻轉(zhuǎn)的設計參見下模座定位鍵槽，V形中心線的設計參見下模座導板窺視孔的設計參見下模座導板窺視孔的設計（注意只是導腿內(nèi)側(cè)的導板需要窺視孔）,定位裝置的避讓 模具閉合時，上模和壓邊圈間的距離一般小于壓邊圈上定位裝置的高度，這時就需要在上模座上開避讓孔，為了減

24、小因鑄件收縮引發(fā)的干涉，避讓孔一般比定位裝置的安裝面每邊大20mm。 所以上模減輕時，立筋盡量避開避讓孔；若避讓孔上有立筋經(jīng)過，則避讓孔就不能打通了，采用折衷的辦法，深度滿足避讓需要后還要保證立筋有一定的高度。,補充結(jié)構(gòu),一，切口拉延 拉延切口位置和切口時機按工藝設計要求進行設計，并注意留出一定調(diào)整量。,分類：1.當切口位置處于凸模較高處時，下模切口模塊形面與凸模形面一致，上模切口模塊高出上模形面，并保證提前切入量

25、。（如圖一）,2.當切口位置在凸模較低處或切口周圍區(qū)域有高出的形狀時，下模切口模塊應高出凸模形面，該中情況又可分為3類：（1）切口處形面低于周圍的形面2mm以下時 切口下模形面可按凸模形面，不必高出。（如圖一）,（2）切口處形面低于周圍形面，但高度差小于提前切入量時，下模塊形面高出安裝處形面，但不應高于周圍形面，上模切口模塊也高出形面并保證提前切入量。（如圖二）,（3）切口處形面低于周圍形面，高度差大于提前切口量時，下模

26、切口模塊高出安裝處形面，高出量為提前切口量，上模切口模塊形面與上模形面一致。（如圖三）,切口拉延導柱導向方式 原則上切口拉延時必須加導柱導向。當切角切口的間隙應大于導向的間隙時可不加導柱導向。切口拉延時導柱導向是下模和上模導向。,二.切角拉延1.定義 板料拉延成型時，因局部材料流動困難、易破裂，需要去除局余料，為了節(jié)約一套落料模，而把此項沖裁工序結(jié)合到拉延工序上稱切角拉延。,廢料斜溜，角度≥15°,當料厚t

27、≤ 1.2mm時，壓邊圈與上模之間必須加導柱導向。當料厚t > 1.2mm時，可不加導柱導向。,2.切刀的設計據(jù)料厚確定鑲塊的材料，根據(jù)修邊線的長度確定鑲塊的分界。下切邊鑲塊按安裝在壓邊圈上，上、下切邊鑲塊刃入量為6-8mm，根據(jù)工藝分析確定何時開始刃入。注意鑲塊的防側(cè)，加鍵或者起靠墻。,3.廢料的處理，根據(jù)甲方要求確定廢料的處理方式：存料空間的設計：甲方若要求廢料回收，則在切角處設計一尺寸大于廢料的凹槽狀結(jié)構(gòu)，深度要

28、保證大概能存住15-20片廢料。溜料空間的設計：甲方若無特殊要求時，一般采用斜溜方式將廢料排出模具外，這時就需再壓邊圈上做出≥15°的斜面。4.導向的變化當料厚t ≤ 1.2mm時，壓邊圈與上模之間必須加導柱導向。當料厚t > 1.2mm時，可不加導柱導向。,三.單動拉延模帶鑲塊時的結(jié)構(gòu)設計適用范圍1.當料厚1.5 ≤ t 50 。2.當料厚 t ≥ 2mm時，所有工作部分都采用Cr12MoV鑲塊，H

29、RC 58-62 。,分塊原則、拼口方向 分析拉延時板料的進料方向，鑲塊的拼口方向要與進料方向呈5°夾角，且上、下模鑲塊的拼口應錯開5mm以上。見圖,定位、緊固、防側(cè)1.緊固鑲塊的螺釘位置要在壓料面以外或直接從鑲塊的反面緊固，從背面緊固鑲塊時，模座只能從豎直方向減輕，且要保證足夠大的空間去加工螺釘過孔以及伸進螺釘緊固裝置。2.凸模鑲塊、壓邊圈鑲塊要加鍵防側(cè)，凹模鑲塊起靠墻防側(cè)。3.壓邊圈鑲塊上要做出相應的定位