拉延模設(shè)計講義

1、拉延模的設(shè)計,如何設(shè)計拉延模,,模具設(shè)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(shè)計,各輔助結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計,完善并自檢,OVER,一、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)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(jī)床設(shè)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(guān)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dǎo)向形式特點分： 內(nèi)導(dǎo)向/外導(dǎo)向,三、模具中心，機(jī)床中心的確定 （同頂桿的布置有一定關(guān)系） 1.按DL圖給定的； 2.盡量使數(shù)模中心、模具中心、機(jī)床中心三者重合，保證機(jī)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(jī)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(jī)床資料中調(diào)取所需的壓床平面圖及相關(guān)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(yīng)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(yīng)做出相應(yīng)的氣墊頂桿的過孔(60/80/100mm），壓邊圈上應(yīng)有相

5、對應(yīng)的加強(qiáng)筋確保頂桿能頂實，加強(qiáng)筋與頂桿的位置偏移應(yīng)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(shè)計,1.壓邊圈的設(shè)計： 確定實際壓料面積一般為工藝數(shù)模中的坯料線外擴(kuò)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(dǎo)向方式內(nèi)導(dǎo)向：適用范圍、導(dǎo)板的選取、安裝定義：壓邊圈在其內(nèi)側(cè)與凸模導(dǎo)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(dǎo)向：適用范圍、導(dǎo)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(dǎo)向。適用范圍：適用制件的形狀太不規(guī)則導(dǎo)致壓邊圈不便于使用內(nèi)導(dǎo)向（如細(xì)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(dǎo)向的情況。,導(dǎo)板的選取、安裝：首先要滿足導(dǎo)板高度（h）≥拉延工作行程（st）+50mm~80mm 。其次導(dǎo)板寬度應(yīng)與所在導(dǎo)滑邊總長相協(xié)調(diào) t1+t2 ≥0.2t導(dǎo)板位置

7、的確定：,導(dǎo)板在凸模上安裝高度（H）≥75mm 以方便數(shù)控工。,在導(dǎo)板規(guī)格或模具閉合高度的限制下，壓邊圈上的導(dǎo)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(yīng)的避讓。導(dǎo)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(jìn)凸模邊界太多，且壓邊圈上的相應(yīng)導(dǎo)滑面在保證正常導(dǎo)滑的情況下，盡量做出相應(yīng)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(dǎo)滑面的長度，保證合理的導(dǎo)板避讓空

8、間，保證足夠的鑄件強(qiáng)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(qiáng)度、美觀模具，需要對壓邊圈進(jìn)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(yīng)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(qiáng)筋來保證強(qiáng)度。減輕的結(jié)構(gòu)尺寸、筋厚等尺寸請參見《模具設(shè)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(shè)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(dān)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(dāng)?shù)淖兓＞唧w參見《模具設(shè)計規(guī)范》,3.上模的設(shè)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(dāng)?shù)淖兓?，原則是保證凹模的強(qiáng)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(guān)系是：H≤Hz-10 。,上模與壓邊圈的導(dǎo)向設(shè)計上模座與壓邊圈是通過導(dǎo)腿導(dǎo)向的，只是用來導(dǎo)正壓邊圈與上模的，與壓邊圈和凸模的導(dǎo)向無直接的聯(lián)系。導(dǎo)腿的具體尺寸，與模具的大小存在一定的比例關(guān)系。具體見《模具設(shè)計規(guī)范》,在導(dǎo)板的高度選取上要參考模具的壓料行程，一般導(dǎo)板要先模具壓料前導(dǎo)入50mm。導(dǎo)板安裝在導(dǎo)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(shè)計,1.

13、制件定位裝置的設(shè)計定位方式： 一般采用8點定位的方式，即選用8個定位標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)件的種類：板狀定位裝置，此為最常用定位標(biāo)準(zhǔn)件，分前后、左右2種標(biāo)準(zhǔn)。柱狀定位裝置，此種定位標(biāo)準(zhǔn)件較之板狀標(biāo)準(zhǔn)件其安裝面積較小，適用于壓邊圈上空間不足的情況。,帶導(dǎo)輪的定位裝置，此種定位裝置是在普通定位標(biāo)準(zhǔn)件上安裝了一個橡膠導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)件的布置 同一方向上的2個定位標(biāo)準(zhǔn)件的間距應(yīng)盡可能的大，確保定位的平衡，其定位面或點應(yīng)與工藝坯料線相齊；定位標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(yīng)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(yīng)低于壓料面。 墊塊間距最好是300-500mm，且下面應(yīng)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(yīng)大于或等于30mm。,下調(diào)整墊塊作用：當(dāng)模具需要墩實時，下調(diào)整墊塊用來承受機(jī)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(yīng)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(dá)到壓床公稱壓力的80%。,3.行程限位裝置的設(shè)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(shè)計為了方便取件，在拉延筋中設(shè)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(shè)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(shè)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(hù)板的設(shè)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(hù)板，一般為2.5mm厚的鋼板，由鉗工打磨后安裝在下模座上。護(hù)板高度要保證在壓邊圈頂?shù)阶罡邥r護(hù)板還能護(hù)住它50mm以上。,8.排氣孔的設(shè)計原則上設(shè)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(shè)置時需考慮防塵，應(yīng)加聚乙烯排氣管或出氣孔上方整體加蓋板。,9.CH孔的設(shè)計為了研模，需要在制件上設(shè)置2處CH孔。CH 孔應(yīng)盡量設(shè)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(biāo)記的設(shè)計為了驗證拉延的充分程度，需要在凹模上安裝到底標(biāo)記銷,原則上設(shè)置于廢料處，并與板料較晚接觸的平面部位；外板件應(yīng)設(shè)置于非產(chǎn)品處；原則上每制件設(shè)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(shè)計２處標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shè)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(shè)計:一般情況下，安全區(qū)都設(shè)計在下模座和上模座上，這時壓邊圈就需要做出相應(yīng)的避讓，一般每邊10mm；但有些時候，下安全區(qū)設(shè)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(shè)計 依據(jù)機(jī)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(shè)計規(guī)范》,導(dǎo)板窺視孔的設(shè)計 在壓邊圈和凸模內(nèi)導(dǎo)向時，為了使鉗工在模具裝配時能直接觀察到導(dǎo)板導(dǎo)滑情況，就需要在下模座上開導(dǎo)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(dǎo)板窺視孔不能開在立筋上，若導(dǎo)板下剛好有

22、立筋，窺視孔可避開立筋，開在導(dǎo)板的一側(cè)，只要保證能看到導(dǎo)板即可。,起吊、翻轉(zhuǎn)的設(shè)計一般在下模座的前后方向（相對送料方向）各設(shè)計２處標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shè)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(shè)計 定位鍵槽：利用安放在機(jī)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(yīng)的鍵槽，對應(yīng)的是機(jī)床中心。 V型中心線：是模具對準(zhǔn)機(jī)床中心位置的V字型開槽，對應(yīng)的是機(jī)床中心。,3.上模座的完善壓板槽的設(shè)計及起吊翻轉(zhuǎn)的設(shè)計參見下模座定位鍵槽，V形中心線的設(shè)計參見下模座導(dǎo)板窺視孔的設(shè)計參見下模座導(dǎo)板窺視孔的設(shè)計（注意只是導(dǎo)腿內(nèi)側(cè)的導(dǎo)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(bǔ)充結(jié)構(gòu),一，切口拉延 拉延切口位置和切口時機(jī)按工藝設(shè)計要求進(jìn)行設(shè)計，并注意留出一定調(diào)整量。,分類：1.當(dāng)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(dāng)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)柱導(dǎo)向方式 原則上切口拉延時必須加導(dǎo)柱導(dǎo)向。當(dāng)切角切口的間隙應(yīng)大于導(dǎo)向的間隙時可不加導(dǎo)柱導(dǎo)向。切口拉延時導(dǎo)柱導(dǎo)向是下模和上模導(dǎo)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(dāng)料厚t

27、≤ 1.2mm時，壓邊圈與上模之間必須加導(dǎo)柱導(dǎo)向。當(dāng)料厚t > 1.2mm時，可不加導(dǎo)柱導(dǎo)向。,2.切刀的設(shè)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(shè)計：甲方若要求廢料回收，則在切角處設(shè)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(shè)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(dǎo)向的變化當(dāng)料厚t ≤ 1.2mm時，壓邊圈與上模之間必須加導(dǎo)柱導(dǎo)向。當(dāng)料厚t > 1.2mm時，可不加導(dǎo)柱導(dǎo)向。,三.單動拉延模帶鑲塊時的結(jié)構(gòu)設(shè)計適用范圍1.當(dāng)料厚1.5 ≤ t 50 。2.當(dāng)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(jìn)料方向，鑲塊的拼口方向要與進(jìn)料方向呈5°夾角，且上、下模鑲塊的拼口應(yīng)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(jìn)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(yīng)的定位