1、拉延模的設計第頁 共1420頁拉延模的設計第一章、綜述第一節(jié)、拉延模的概念拉延模是在壓床的作用下，通過凸模、壓邊圈、凹模的聯(lián)合作用使平板狀坯料經過塑性變形獲得穩(wěn)定的空間形狀的一種工藝裝備。第二節(jié)、拉延模的種類根據使用設備的不同，拉延?？煞譃閱蝿永幽：碗p動拉延模；單動拉延模：（兩種類型的圖形上下模都反了）單動拉延模是利用機床的氣墊機構進行壓料，靠凸模和凹模進行成形。其特點是結構較簡單，模具安裝較方便。雙動拉延模：雙動拉延模是利用機床外滑塊機構壓料，靠凸模和凹模進行成形。其特點是四角的壓料力可分別調整，但模具安裝、調整較費時間，現(xiàn)采用較少。以下僅對單動拉延模結構加以介紹。單動拉延?？煞譃橐韵露喾N

2、形式：1、按下模鑄造結構特點分：分體，整體；2、按壓邊圈與凸模的導向形式特點分：內導向，外導向；3、按制件形狀特點分：沿形，不沿形；（何時出現(xiàn)?如很少見可不介紹。）4、按凸模輪廓線封閉與否分：開口，閉口； 詳見拉延模設計規(guī)范第三節(jié)、拉延模的設計要點一、 根據制件的大小、形狀、受力情況確定采用哪種形式的結構二、 確定數模中心、壓床中心、模具中心三者之間的關系，盡量使三心重合三、 確定壓邊圈的行程四、 確定氣墊頂桿的數量、位置以及長度1、 充分分析工藝要求，了解制件的產品部分和工藝補充部分，確定拉延是否必須鐓實，以及沖壓方向、送料方向、料厚及方向等。2、 建立模具中心、數模中心、壓床中心之間的關系

3、，盡量使三心重合。3、 分析拉延所需行程，確定壓邊圈工作行程。4、 氣墊頂桿布置。5、 其它結構設計。第二章、單動拉延模的設計第一節(jié)、單動拉延模的基本結構基本結構簡圖第二節(jié)、單動拉延模的行程計算一、壓料行程1、 定義：當壓料面為曲面時，從凹模接觸板料到被凹模與壓邊圈固定住，上模在垂直方向運動的距離。（當制件比較大或者拉延深度較深時）當壓料面起伏較大時（如行李箱蓋板），壓料過程中如果不對板料加以約束，將會影響坯料定位。（壓料行程的確定對于板料的定位有著決定性作用。）2、 計算方法：根據模具的實際情況，按照理想狀態(tài)估計壓料行程再加上5-10的余量即可（加1020較好，對行李箱蓋還應在擋料機構上對坯

4、料約束,如對坯料運動過程分析后，將擋料板做斜度，或做擺動結構等）。 二、拉延工作行程1、 定義：從壓邊圈與凹模壓住板料開始直至拉延工序完成，上模在垂直方向運動的距離。2、 計算方法：在UG中模擬將坯料向上移動直至制件的最低點，將得到的距離取整5或者整10再加上1015 即可得到拉延工作行程。第三節(jié)、單動拉延模氣墊頂桿的選取一、 從工藝數模中調取數模中心和凸模輪廓線，從資料調取所需的甲方、乙方的壓床平面圖及相關參數二、 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，以便使模具結構布置符合對稱性要求（看上去協(xié)調、緊湊）。三、 氣墊頂桿的布置

5、在工具軟件中將調取的數模中心、凸模輪廓線按數模中心與壓床中心重合的關系對應到一起，遵循以下原則選擇氣墊頂桿：1、 氣墊頂桿的布置應盡可能使氣墊受力均勻，避免偏載，若偏載則偏載量必須小于或等于壓床頂桿間距的一半（75mm）。2、 氣墊頂桿應布置在凸模輪廓線以外，并盡量靠近（圍繞）輪廓線均勻布置。布置方法：一種是從某一邊的中間開始向兩邊布置，最后圍成圈。另一種是從角部開始向中間布置。3、 氣墊頂桿的間距一般取150-300mm。4、 模座應做出相應的氣墊頂桿的過孔（直徑一般在80100，最小60。60/80/100mm），壓邊圈上應有相對應的加強筋確保頂桿受力合理（能頂實），加強筋與頂桿的位置偏移

6、應小于頂桿直徑的1/3。四、 循以上的原則，盡量使數模中心、模具中心、壓床中心三者重合，保證壓床不偏載；但必須偏載時，盡量沿Y向偏載，且偏載量必須小于或等于壓床頂桿間距的一半（75mm）。（注意：偏載量必須是整0或整5）第四節(jié)、單動拉延模壓邊圈的設計一、 確定有效壓料面積一般取工藝數模中的坯料線單邊外擴（15-）20mm即可得到（實際）所需的有效壓料面積。但應注意有效壓料面邊界距拉延筋中心的最小距離不應小于40，最大距離一般不應大于100。當壓料面為曲面，且曲面落差較大時，應注意按坯料預彎后的邊界擴大有效壓料面，以免壓料面過大而增加研合工作量。二、 根據凸模輪廓線的形狀確定壓邊圈與凸模的導向方

7、式1、 內導向：適用范圍、導板的選取、安裝1） 定義：在壓邊圈內輪廓線以下布置與凸模的導向稱內導向。2） 適用范圍：適合制件較寬、形狀較規(guī)則，凸模輪廓線變化較小以及壓邊圈側向力較小的情況。3） 導板的選取、安裝：a、 首先要滿足導板高度（h）拉延工作行程（st）+5080mm，其次導板寬度應與所在導滑邊總長相協(xié)調。具體參見模具設計規(guī)范b、 導板在凸模上安裝高度（H）75mm，以方便數控加工。c、 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。具體參見模具設計規(guī)范d、

8、 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。見圖：e、 導滑面應在凸模輪廓線以外約10，最少5以上。f、 壓邊圈內導滑面上方的輪廓為曲面時，有時導滑面要凹入鑄件墻，這時導滑面距上方的墻在高度上應有足夠的余量（一般應30以上），以免與導板干涉。2、 四角導向（外導向）避免與上下模導向名稱混淆：適用范圍、導板的選取、安裝 1） 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）導向稱外導向。2） 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

9、導向的情況。 3） 導板的選取、安裝：a、 首要滿足導板高度（h）拉延工作行程（st）+50mm，其次導板寬度應與所在導滑邊總長相協(xié)調。具體參見模具設計規(guī)范b、3、 對于一模雙腔一個壓邊圈的設計，一模雙腔二個壓邊圈的設計三、 制件定位裝置的設計1、 定位方式：上節(jié)已經確定了壓料面積，即壓邊圈上的壓料面邊界。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。（其他形狀的板料參照8點定位）2、 定位標準件的選取與布置原則：定位標準件一般有三類：1） 定位標準件的選取定位標準件一般有三類：a、 板狀定位裝置，此為最常用定位標準件，分前后、左右2

10、種標準。b、 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。c、 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。d、 氣動翻轉的定位裝置，適用于大型外板類拉延的出料方向的板料定位。2） 定位標準件的布置原則同一方向上的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。具體見圖3、 對于大型零件定位的特殊要求，非標擋料塊當壓料面形狀不規(guī)則變化較大，板料無法水平放置且容易竄動，此時就需要根據模具的實際情況對定位標

11、準件做必要的改造。如：行李箱蓋的拉延板料定位，可以采用傾斜定位，也可采用采用水平定位，這2種定位方式所采用的定位裝置就有所區(qū)別：見圖四、 上、下調整墊塊的設計1、 上調整墊塊的設計1） 作用：調整凸、凹模間隙控制走料，保證拉延出合格的制件。2） 布置原則：a、 壓邊圈沿形時，上調整墊塊高度隨壓料面的起伏作相應改變，若手工取件或氣缸側推自動取件時，出件方向的墊塊上平面應低于壓料面。b、 墊塊間距最好是300-500mm，且下面應有立筋支撐。c、 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。d、2、 下調整墊塊的設計1） 作用：當模具需要墩實時，下調整墊塊用來承受機床加載在模

12、具上的壓力。2） 布置原則：a、 墊塊間距最好是300-500mm，且下面應有立筋支撐。b、 模具需要墩實時，下調整墊塊應盡量多，盡量靠近凸模輪廓線布置。c、3、 墩實與不墩實的條件當制件的修邊線位于凸模輪廓線以內時，模具不用墩實，即模具閉合時下調整墊塊與壓邊圈之間空開5mm；反之，則需要墩實。注意：有些情況下，第2序的修邊線并不完全被凸模輪廓線包圍，但是產品件的輪廓位于凸模輪廓線以內，這是模具也不需要墩實。4、 調整墊塊的選取一般常用墊塊的規(guī)格為：60和80，參考許用壓力為：20噸和40噸，具體根據模具的大小、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8

13、0%。五、 行程限位裝置的設計1、 退料螺釘的選用1） 根據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。2） 當螺釘長度不夠時，可以選用相應規(guī)格的加長器與之配合使用。見圖2、 布置原則1） 盡量往壓邊圈的外圍處布置，一般在四角對稱布置。2） 下模座起安裝面，壓邊圈加工過孔和避讓孔。六、 壓邊圈的結構尺寸（長寬高）的確定1、 確定壓邊圈的高度：保證與上、下模導滑面的長度，保證合理的導板避讓空間，保證足夠的鑄件強度后，即可得到大致的壓邊圈高度。2、 確定壓邊圈的長寬：在調整墊塊、定位板、卸料螺釘、氣墊頂桿等都合理的布置完成后，結合與上模的導向部分尺寸，即可確定壓邊圈的大致長

14、寬。3、 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、牢固的框架結構，減輕原則如下：1） 一般對壓邊圈采用前后側掏、左右下掏的減輕方法。（相對送料方向）見圖2） 保證所有調整墊塊下都有立筋，保證所有氣頂接柱上都有立筋，立筋與墊塊或接柱的位置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。3） 減輕的結構尺寸、筋厚等尺寸請參見模具設計規(guī)范。4） 在與下模干涉或可能干涉處要盡量做出避讓，一般避讓20mm以上，但必須保證合理的壁厚。5） 七、 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

15、了節(jié)約一套落料模，而把此項沖裁工序結合到拉延工序上稱切角拉延。2、 切刀的設計1） 據料厚確定鑲塊的材料，根據修邊線的長度確定鑲塊的分界。2） 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，根據工藝分析確定何時開始刃入。3） 注意鑲塊的防側，加鍵或者起靠墻。3、 廢料的處理，根據甲方要求確定廢料的處理方式：1） 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構，深度要保證大概能存住15-20片廢料。2） 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1） 當料厚t 1.2mm時

16、，壓邊圈與上模之間必須加導柱導向。2） 當料厚t 1.2mm時，可不加導柱導向。八、 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：1） 測量出拉延筋的半徑r ，頂銷合件的直徑要滿足d2r 。（推薦規(guī)格M10x5x30）2） 頂銷合件沿拉延筋均布，間距200-250mm。九、 壓邊圈的完善、起吊、翻轉裝置在實際生產、制造過程中，壓邊圈設置起吊、翻轉裝置是非常有必要的，一般在壓邊圈的前后方向（相對送料方向）各設計處標準起重棒，規(guī)格根據壓邊圈的重量確定；如有特殊要求，起重棒也可設計在壓邊圈的左右端。無論是哪種情況，壓邊圈的翻轉均可通過所設計的起重棒來實現(xiàn)。、安全區(qū)的設計一般情況下，安全

17、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150x150x10mm，在模具閉合時與上安全區(qū)的距離為110mm。第五節(jié)、單動拉延模下模的設計一、 結構形式1、 下模分體：優(yōu)缺點，結構形式，固定方式1） 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。2） 缺點：凸模安裝到下模座上，其位置精度受到影響，需要用鍵來調整，則加工難度有所增加。3） 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

18、量則要依據凸模的大小來確定。2、 下模整體：優(yōu)缺點，結構形式1） 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。2） 缺點：整個下模都是MoVr合金，從材料上增加了模具成本。3） 凸模與下模座是一體的。二、 確定下模結構尺寸（長寬高）核對壓床臺面1、 參考壓邊圈的尺寸，一般壓邊圈的長度尺寸與上、下模是一致的，寬度尺寸比上、下模少了2倍的壓板臺寬（240mm）。2、 對照所需壓床的尺寸，確定壓板槽、快速定位的位置，調整下模的長、寬尺寸。3、 下模座的厚度根據模具的大小會有適當的變化。具體參見模具設計規(guī)范三、 結合上一章的內容設計氣墊頂桿接柱1、 上一章中我

19、們已經確定了氣墊頂桿的具體位置，在此只需根據拉延行程，壓床氣墊行程和配套頂桿尺寸來確定頂桿模內長度。頂桿模內長度=拉延工作行程+模具閉合時底面到頂桿接柱面的距離 見圖頂桿模內長度要小于所使用的壓床的氣墊行程10mm以上。對頂桿模內長度有特殊要求時請參見甲方的設計要求或壓床資料。2、 氣頂接柱的設計1） 結構形式氣頂接柱一般與壓邊圈鑄為一體，也有少數情況下采用裝配形式；當對模具有一定壽命要求時，則要在接柱上加鋼墊。2） 強度要求保證接柱的高寬比H/D2.5，當超出此范圍而接柱又不能縮短時，可將接柱的后部直徑加粗來彌補強度的不足。3） 下模座過孔尺寸接柱的直徑一般有（50、60、80mm）三種規(guī)格

20、，而下模座上的過孔則對應為（60、80、100mm）。具體根據模具的大小來選用。四、 下模座的完善1、 壓板槽、快速定位的設計依據壓床平面圖或墊板平面圖確定壓板槽和快速定位頂桿的具體位置，設計尺寸詳見模具設計規(guī)范。2、 導板窺視孔的設計在壓邊圈和凸模內導向時，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；若開孔位置與氣頂過孔距離太近，可以將窺視孔和氣頂過孔連通。注意：導板窺視孔不能開在立筋上，若導板下剛好有立筋，窺視孔可避開立筋，開在導板的一側，只要保證能看到導板即可。3、 起吊、翻轉的設計在實際生產、制造過程中，下模設置

21、起吊、翻轉裝置是非常有必要的，一般在下模座的前后方向（相對送料方向）各設計處標準起重棒，規(guī)格根據下模座的重量確定；如有特殊要求，起重棒也可設計在下模座的左右端。無論是哪種情況，下模座的翻轉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。4、 定位鍵槽，V形中心線的設計1） 定位鍵槽：利用安放在壓床中心槽內的鍵定位模具，故要在模具上開與之相對應的鍵槽，對應 的是模具中心。 2） V型中心線：是模具對準壓床中心位置的V字型開槽，對應的是壓床中心。具體見模具設計規(guī)范第六節(jié)、單動拉延模凹模的設計一、 確定上模的結構尺寸（長寬高）核對壓床臺面尺寸最大閉合高1、 參考

22、壓邊圈和上模的尺寸，長、寬方向和下模一致。2、 對照所需壓床的尺寸，確定壓板槽位置。3、 上模座的厚度根據模具的大小會有適當的變化，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）與壓床最大裝模高(Hz)的關系是：HHz-10 。具體參見模具設計規(guī)范二、 上模與壓邊圈的導向設計1、 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。2、 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3、 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。4、 導板安裝在導腿和壓邊圈上時，要考慮

23、加工刀具的大小、安裝面是否能加工。三、 移動工作臺，上滑塊有墊板時快速定位孔的設計實際生產中，存在一部分的壓床上滑塊加墊板的情況，為了使上模座更好更快地被安裝上，常常使用到快速定位孔。具體見圖四、 上模退料的設計在拉延深度較深或其他制件有可能卡在凹模里時，需要在上模設計彈簧+頂銷的退料裝置，頂銷應盡量頂在制件的后序要切除處或靠近拉延?？谔?。見圖五、 上模座的完善1、 壓板槽的設計依據壓床平面圖或墊板平面圖確定壓板槽和快速定位孔的具體位置，設計尺寸詳見模具設計規(guī)范。2、 起吊翻轉的設計在實際生產、制造過程中，上模設置起吊、翻轉裝置是非常有必要的，一般在上模座的前后方向（相對送料方向）各設計處標準

24、起重棒，規(guī)格根據上模座的重量確定；如有特殊要求，起重棒也可設計在上模座的左右端。上模座的翻轉是通過設計在模座2端的翻轉孔來實現(xiàn)的。3、 定位避讓的設計模具閉合時，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。見圖4、 定位鍵槽，V形中心線的設計參見第五節(jié)下模座定位鍵槽、V 型中心線的設計。5、 導板窺視孔的設計參見第五節(jié)下模座導板窺視孔的設計。注意

25、只是導腿內側的導板需要窺視孔。第七節(jié)、單動拉延模其他設計項一、 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。1、 內板時，只需選擇剛性送、出料架即可。2、 外板時，需選擇帶滾輪的柔性送、出料架。二、 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種規(guī)格，根據模具大小來選取，連接板的長度則取決于上、下緊固螺釘的間距：L=2xC+S 見圖三、 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側安裝護板，一般為2.5m

26、m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到最高時護板還能護住它50mm以上。四、 排氣孔的設計1、 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200200mm2上有一個。2、 外覆蓋件4-6，內覆蓋件6-8。3、 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。五、 CH孔、到底標記的設計1、 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）。結構尺寸按圖：2、 到底標記：為了驗證拉延的充分程度，需要在凹模上安裝到底標記銷，結構簡圖如下：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品處；原則上每制件設置2 點，且距離不宜太近。第八節(jié)、單動拉延模帶破裂刀時，切刀結構的設計拉延切口位置和切口時機按工藝設計要求進行設計，并注意留出一定調整量。一