第3章 拉深模設(shè)計(jì).

1、第3章拉深模設(shè)計(jì)第3章拉深模設(shè)計(jì)(1) 結(jié)構(gòu)尺寸大除汽車覆蓋件本身就比較大以外，覆蓋件沖模的制件定位，模具的安裝結(jié)構(gòu)，上下模的導(dǎo)向，模具的起吊、翻轉(zhuǎn)和運(yùn)輸裝置等要求都要增大沖模的結(jié)構(gòu)尺寸。(2) 基礎(chǔ)件為框架結(jié)構(gòu)為減輕模具的質(zhì)量和提高制造工藝性，一般都將其設(shè)計(jì)成由兩塊板狀構(gòu)件構(gòu)成水平的兩層，中間用立筋連接成的框架結(jié)構(gòu)。(3) 標(biāo)準(zhǔn)化程度低一般沖模設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和標(biāo)準(zhǔn)件選用量要比覆蓋件沖模的大得多。(4)模具材料質(zhì)量要求相對(duì)低對(duì)于壽命為40萬次以下的覆蓋件拉延模的工作零件(凸模、凹模、壓邊圈)材料，一般使用強(qiáng)度高一點(diǎn)的鑄鐵就可以；而一般沖模的工作零件多為工具鋼。第3章拉深模設(shè)計(jì)3.1拉深模的設(shè)

2、計(jì)要點(diǎn)3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)3.4拉深模的導(dǎo)向零件3.5拉深模的壓邊零件3.6拉深模的出件和退件裝置3.7拉深模的限位裝置及起吊裝夾裝置3.8拉深模的排氣孔3.1拉深模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)圖3-1小批量用模具的示意圖3.1.1小批量生產(chǎn)模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.1拉深模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)小批量生產(chǎn)模具的圖3 1設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：1)盡量減小模具閉合高度，在設(shè)備上使用時(shí)，高度不足可采用標(biāo)準(zhǔn)墊板。2)對(duì)于上、下模的導(dǎo)向，側(cè)壓力小時(shí)設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套；導(dǎo)向部件若采用導(dǎo)塊結(jié)構(gòu)，可設(shè)置單個(gè)可換防磨板。3)制件的取出不采用自動(dòng)裝置。4)坯料采用簡(jiǎn)單的定位銷或擋塊定位。3.1.2中批量生產(chǎn)模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)中批量生產(chǎn)模具

3、的(圖3 2)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：3.1拉深模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)圖3-2中批量用模具的示意圖1)上、下模的導(dǎo)向采用導(dǎo)板結(jié)構(gòu)，使用單個(gè)防磨板。3.1拉深模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)2)坯料用手工放入。3)制件用手工取出。4)制件采用氣缸頂起。5)坯件的定位：后面用可升降的定位板，側(cè)面用定位銷或定位板，必要時(shí)可安裝前定位板。3.1.3大批量生產(chǎn)模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)大批量生產(chǎn)模具的(圖3 3)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：圖3-3大批量用模具的示意圖3.1拉深模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1)上、下模的導(dǎo)向和凸模、壓邊圈的導(dǎo)向采用雙面防磨板。2)坯件的放入使用薄板送料器。3)坯件的定位采用后定位板、板、板式導(dǎo)正器和前定位板。4)制件的取出使用機(jī)械手。5)制件的頂起使用氣缸

4、，采用連桿或頂起(杠桿式)結(jié)構(gòu)。6)模具材料選用火焰淬火的合金鑄鐵。7)各滑動(dòng)部分要加潤(rùn)滑油，采用動(dòng)加油或分油器集中加油。3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)3.2.1單動(dòng)拉深模一些中小型覆蓋件拉深時(shí)，所需要的壓邊力也相對(duì)小，常采用單動(dòng)拉深模。1.單動(dòng)拉深模的工作原理汽車覆蓋件單動(dòng)拉深模的工作原理與一般沖壓件拉深模的工作原理大體上是相同的。其工作過程為：1)將毛坯放在模具壓料面上，并準(zhǔn)確定位。2)壓力機(jī)上滑塊下行帶動(dòng)上模下行。3)上模和下模的壓邊部分首先與毛坯接觸，將毛坯壓住，使壓邊部分毛坯受到的變形阻力增大。4)上模繼續(xù)下行，開始拉深成形過程。5)在拉深成形的后期成形內(nèi)部的局部形狀。3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)

5、6)壓力機(jī)上滑塊到達(dá)下死點(diǎn)時(shí)，拉深成形過程結(jié)束。7)壓力機(jī)上滑塊回程，帶動(dòng)上模上行。8)頂出裝置將拉深件頂出，取出拉深件。2.單動(dòng)拉深模的典型結(jié)構(gòu)汽車覆蓋件拉深成形所采用的單動(dòng)拉深模與一般沖壓件所用的拉深模相比，主要是上、下模的導(dǎo)向方式有較大區(qū)別。常見的典型結(jié)構(gòu)有導(dǎo)板導(dǎo)向拉深模、導(dǎo)塊導(dǎo)向拉深模、箱式背靠塊壓邊圈導(dǎo)向拉深模、箱式背靠塊上下模導(dǎo)向拉深模等。3.2.2雙動(dòng)拉深模1.雙動(dòng)壓力機(jī)拉深成形的優(yōu)點(diǎn)在拉深成形形狀復(fù)雜的大型汽車覆蓋件時(shí)，一般采用雙動(dòng)壓力機(jī)，其原因主要有：3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)圖3-4導(dǎo)板導(dǎo)向拉深模3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)圖3-5導(dǎo)塊導(dǎo)向拉深模3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)圖3-6箱式背靠

6、塊壓邊圈導(dǎo)向拉深模(單動(dòng))1凹模2凸模3壓邊圈4限程銷5箱式背靠塊6防磨板7叉車起落架叉孔8定位銷3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)圖3-7箱式背靠塊上下模導(dǎo)向拉深模1凹模2、11壓邊圈3凸模4氣孔5、9、13防磨板(背靠塊部)6、12防磨板(壓邊圈部)7安全墊安裝座8背靠塊10模具安裝用定位鍵槽14安全保護(hù)板3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)(1)壓邊力大單動(dòng)壓力機(jī)的壓邊力較小，一般有氣墊的單動(dòng)壓力機(jī)，壓邊力等于壓力機(jī)壓力的2025；而雙動(dòng)壓力機(jī)的外滑塊的壓邊力為內(nèi)滑塊壓力的6570，這對(duì)需要很大的壓邊力的覆蓋件拉深成形來說是非常重要的。(2)壓邊力穩(wěn)定單動(dòng)拉深模的壓邊不是剛性的，對(duì)三維曲面的壓料面來說，在開始預(yù)彎

7、成壓料面形狀時(shí)，由于壓料面形狀的不對(duì)稱會(huì)導(dǎo)致壓邊圈偏斜，嚴(yán)重時(shí)失掉壓邊作用；而雙動(dòng)壓力機(jī)則是由外滑塊提供壓邊力，拉深模的壓邊圈也是剛性的，可以產(chǎn)生較穩(wěn)定的壓邊力，因而可以避免單動(dòng)拉深模壓邊不穩(wěn)定的缺陷。3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)(3)壓邊力的分布可調(diào)節(jié)單動(dòng)壓力機(jī)的壓邊力只能整個(gè)調(diào)節(jié)；而雙動(dòng)壓力機(jī)的外滑塊的壓邊力可通過調(diào)節(jié)螺母(或壓邊圈上的液壓缸壓力)來調(diào)節(jié)外滑塊四個(gè)角的高低，使外滑塊呈略微傾斜狀態(tài)，以達(dá)到調(diào)節(jié)拉深模壓料面上各部位壓邊力的目的，從而控制壓料面上材料的流動(dòng)。(4)行程大雙動(dòng)壓力機(jī)比單動(dòng)壓力機(jī)的行程大，可拉深深度更大的深拉深件。2.雙動(dòng)拉深模的工作原理圖3-8雙動(dòng)拉深模示意圖1壓邊圈2凸

8、模3凸模固定座4凹模3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)1)將毛坯放在凹模壓料面上，并準(zhǔn)確定位。2)壓力機(jī)外滑塊首先向下運(yùn)動(dòng)至下死點(diǎn)，通過壓邊圈將毛坯壓緊在凹模4的壓料面并在整個(gè)拉深成形過程中保持壓邊。3)在壓力機(jī)外滑塊壓住毛坯的同時(shí)，內(nèi)滑塊已帶動(dòng)凸模向下運(yùn)動(dòng)。4)內(nèi)滑塊帶動(dòng)凸模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，并在壓邊圈壓住毛坯一個(gè)時(shí)間間隔后與毛坯接觸開始拉深成形過程。5)內(nèi)滑塊到達(dá)下死點(diǎn)，將毛坯拉深成凸模2的形狀，拉深成形過程結(jié)束。6)壓力機(jī)內(nèi)滑塊先帶動(dòng)凸模上行，而外滑塊不動(dòng)，使壓邊圈停留瞬間，將拉深件由凸模上退下。7)外滑塊開始回程，完成壓邊作用。3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)8)由凹模內(nèi)的下頂出裝置將拉深件頂出。3.雙動(dòng)拉深模

9、的典型結(jié)構(gòu)根據(jù)導(dǎo)向方式的不同，雙動(dòng)拉深模主要有凸模與壓邊圈導(dǎo)向的雙動(dòng)拉深模、凹模與壓邊圈導(dǎo)向的雙動(dòng)拉深模、凸模與壓邊圈和凹模都導(dǎo)向的雙動(dòng)拉深模等。圖3-9凸模和壓邊圈導(dǎo)向的雙動(dòng)拉深模1凸模固定板2壓邊圈3防磨板4凸模5凹模6隱式定位器7毛坯導(dǎo)向裝置8送料用輥式滑槽9前定位裝置10提升器3.2拉深模的典型結(jié)構(gòu)圖3-10凹模與壓邊圈導(dǎo)向的雙動(dòng)拉深模1凸模固定板2凸模3壓邊圈4側(cè)定位裝置5背靠塊6限程塊7凹模8排油孔9氣孔10防磨板(背靠塊部)11頂件板3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)3.3.1凸、凹模的結(jié)構(gòu)1.凸模結(jié)構(gòu)汽車覆蓋件單動(dòng)拉深模的凸模結(jié)構(gòu)與一般拉深模的凸模結(jié)構(gòu)差不多，也是固定在模板上，模板再與

10、上滑塊或工作臺(tái)聯(lián)接。2.凹模結(jié)構(gòu)由于覆蓋件上的裝飾棱線、裝飾筋條、裝飾凹坑、加強(qiáng)筋、裝配凸包、凹坑等，一般都是在拉深模上一次成形，覆蓋件的反成形形狀也是在拉深模上成形，因此凹模結(jié)構(gòu)除凹模壓料面和凹模圓角外，在凹模里還裝有局部形狀成形用的凸?；虬寄＃鼈円矊儆诎寄＝Y(jié)構(gòu)的一部分。3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)圖3-11無活動(dòng)頂出器的閉口式凹模的一般結(jié)構(gòu)3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)(1) 閉口式凹模結(jié)構(gòu)這種凹模內(nèi)腔底部不開通，常用于拉深形狀不太復(fù)雜的覆蓋件。圖3-12帶活動(dòng)頂出器的閉口式凹模結(jié)構(gòu)1凹模2壓邊圈3頂出器4凸模3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)(2)通口式凹模結(jié)構(gòu)這種凹模內(nèi)腔是貫通的，其優(yōu)越性表現(xiàn)在便

11、于制造。圖3-13帶有凹模芯的通口式凹模結(jié)構(gòu)3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)3.3.2凸、凹模及壓邊圈的結(jié)構(gòu)尺寸拉深模的凸模、凹模、壓邊圈和固定座都采用鑄件，要求既要減輕質(zhì)量又要有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此，鑄件上非重要部分應(yīng)為空心形狀，在影響強(qiáng)度和剛度的部位應(yīng)設(shè)加強(qiáng)筋。圖3 14所示是雙動(dòng)拉深模的結(jié)構(gòu)尺寸圖。為減少凸模輪廓面的加工量，輪廓面上部應(yīng)有15mm毛坯面。壓邊圈內(nèi)輪廓上部為減少加工量，也應(yīng)留有向外15mm的毛坯面。凹模和壓邊圈上的壓料面一般應(yīng)保證75100mm。壓料面寬度K值按拉深前毛坯的寬度再加大4080mm確定，其值一般為130240mm。3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)圖3-14拉深模結(jié)構(gòu)尺寸

12、參數(shù)3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)表3-1拉深模壁厚尺寸3.3拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)圖3-15雙動(dòng)壓力機(jī)上安裝沖模所用墊板示意圖3.4拉深模的導(dǎo)向零件表3-2大中型模具導(dǎo)向形式3.4.1單動(dòng)拉深模的導(dǎo)向單動(dòng)拉深模中經(jīng)常采用的導(dǎo)向方式主要是導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向，導(dǎo)板導(dǎo)向，導(dǎo)塊導(dǎo)向，背靠塊導(dǎo)向四種。1.導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向?qū)е?、?dǎo)套導(dǎo)向不能承受較大的側(cè)向力，常用于中小型模具的導(dǎo)向。3.4拉深模的導(dǎo)向零件2.導(dǎo)板導(dǎo)向?qū)О鍖?dǎo)向常用于中型件的拉深、彎曲、翻邊等成形模具的上、下模導(dǎo)向。導(dǎo)板材料通常為T8A，淬火硬度為5256HRC。中型單動(dòng)拉深模導(dǎo)向所用的導(dǎo)板形式如圖3 16所示。圖3-16導(dǎo)板形式及導(dǎo)板結(jié)構(gòu)1凹模2壓邊圈

13、3導(dǎo)板3.導(dǎo)塊導(dǎo)向3.4拉深模的導(dǎo)向零件導(dǎo)塊導(dǎo)向與導(dǎo)板導(dǎo)向的使用方式相同。當(dāng)導(dǎo)塊設(shè)置在模具對(duì)稱中心線上時(shí)，導(dǎo)塊應(yīng)為三面導(dǎo)向(圖3 17a)。如設(shè)置在模具的轉(zhuǎn)角部位時(shí)，導(dǎo)塊應(yīng)為兩面導(dǎo)向(圖3 17b)。導(dǎo)塊結(jié)構(gòu)形式如圖3 17c所示。圖3-17導(dǎo)塊設(shè)置方式及導(dǎo)塊結(jié)構(gòu)1下模座2壓邊圈3導(dǎo)塊4.背靠塊導(dǎo)向3.4拉深模的導(dǎo)向零件背靠塊導(dǎo)向主要用于大型模具的導(dǎo)向。對(duì)于大型單動(dòng)拉深模，凸、凹模的合模精度要求不太高，只用背靠塊進(jìn)行導(dǎo)向。而對(duì)大型復(fù)合模之類的模具，凸、凹模的合模精度要求比較高，模具的導(dǎo)向可采取背靠塊與導(dǎo)柱并用的導(dǎo)向形式。(1)背靠塊的數(shù)量與平面布置一般情況下，根據(jù)模具的平面尺寸決定所采用的背靠

14、塊數(shù)量，如果采用導(dǎo)柱時(shí)，還要確定其數(shù)量及布置。1)模具寬度尺寸(前后方向)小于600mm時(shí)，采用兩個(gè)箱式背靠塊。圖3-18背靠塊的平向布置a)小型模具b)中型模具c)大型模具3.4拉深模的導(dǎo)向零件2)模具寬度尺寸為6001000mm時(shí)，采用兩個(gè)箱式背靠塊。3)模具寬度尺寸大于1000mm時(shí)，采用四個(gè)箱式背靠塊。(2)背靠塊的結(jié)構(gòu)背靠塊有箱式背靠塊和角式背靠塊兩種。圖3-19箱式背靠塊與導(dǎo)柱并用的結(jié)構(gòu)3.4拉深模的導(dǎo)向零件圖3-20角式背靠塊與導(dǎo)柱并用的結(jié)構(gòu)1防磨板2角式背靠塊3導(dǎo)柱3.4拉深模的導(dǎo)向零件圖3-21防磨板1防磨板2窺視孔3.4拉深模的導(dǎo)向零件3.4.2雙動(dòng)拉深模的導(dǎo)向雙動(dòng)拉深模的

15、導(dǎo)向主要有凸模與壓邊圈導(dǎo)向、凹模與壓邊圈導(dǎo)向、壓邊圈與凸模和凹模都導(dǎo)向等方式。1.凸模與壓邊圈導(dǎo)向凸模與壓邊圈導(dǎo)向的雙動(dòng)拉深模中，凹模與壓邊圈之間沒有導(dǎo)向，所以這種模具僅適用于斷面形狀比較平坦的淺拉深件。(1)防磨板的寬度導(dǎo)向面應(yīng)選在被導(dǎo)向滑動(dòng)零件輪廓的直線或最平滑的部位，一般取48處，且前后左右對(duì)稱分布。圖3-22防磨板形式與安裝方式a)防磨板b)防磨板裝在壓邊圈上c)防磨板裝在凸模上3.4拉深模的導(dǎo)向零件(2)防磨板的長(zhǎng)度防磨板的長(zhǎng)度只能長(zhǎng)，不能短。表3-3最小預(yù)先導(dǎo)向量(單位：mm)(3)防磨板材料防磨板材料一般用優(yōu)質(zhì)工具鋼如T8A，其硬度為5256HRC。2.凹模與壓邊圈導(dǎo)向凹模與壓邊

16、圈導(dǎo)向的雙動(dòng)拉深模多用于拉深斷面形狀復(fù)雜、模具型面極易產(chǎn)生側(cè)向力的情況。3.壓邊圈與凸模、凹模都導(dǎo)向凸模與壓邊圈、壓邊圈與凹模之間都設(shè)有導(dǎo)向的雙動(dòng)拉深模，導(dǎo)向精度高，目前國(guó)內(nèi)普遍采用這種雙動(dòng)拉深模。3.5拉深模的壓邊零件3.5.1單動(dòng)拉深模的壓邊單動(dòng)拉深模所采用的壓邊方式主要有彈簧或橡皮壓邊形式和氣墊或液壓墊壓邊形式兩種。1.彈簧或橡皮壓邊3.5拉深模的壓邊零件彈簧和橡皮的彈性曲線都是直線，其彈力隨壓下行程的增大而增大，因而在用彈簧或橡皮進(jìn)行壓邊時(shí)，壓邊力是隨拉深行程而變化的。隨著凸(凹)模行程向下，壓邊力也逐漸增大。但從沖壓過程對(duì)壓邊力的要求來看，沖壓開始時(shí)，法蘭上的毛坯面積大，需要較大的壓

17、邊力防止起皺；隨著沖壓過程的進(jìn)行，法蘭上的毛坯面積逐漸減小，所需的防止起皺的壓邊力也較小。因此，利用彈簧或橡皮作壓邊產(chǎn)生的壓邊力的變化規(guī)律與沖壓工藝要求正好相反，壓邊防皺的效果不好。因此，彈簧或橡皮壓邊一般只用于形狀簡(jiǎn)單的淺拉深件。2.氣墊或液壓墊壓邊3.5拉深模的壓邊零件氣墊、液壓墊的動(dòng)力來源是氣缸或液壓缸的壓力，通過托桿作用于壓邊圈上。當(dāng)所使用的壓縮空氣的氣壓或液壓的壓力比較穩(wěn)定時(shí)，壓邊力的大小基本上可以保持不變，并可以在拉深加工生產(chǎn)前根據(jù)沖壓工藝對(duì)壓邊力的要求調(diào)節(jié)壓縮空氣或液壓缸壓力的大小。圖3 23b所示是這種壓邊方式的單動(dòng)拉深沖模示意圖。圖3-23單動(dòng)拉深模壓邊形式a)彈簧壓邊形式b

18、)氣墊壓邊形式1凹模2壓邊圈3凸模4彈簧5托桿6拉深制件3.5拉深模的壓邊零件3.5.2雙動(dòng)拉深模的壓邊雙動(dòng)拉深模的壓邊是剛性的，它的動(dòng)力來源是壓力機(jī)外滑塊，因而其壓邊力穩(wěn)定可靠。在進(jìn)行形狀復(fù)雜的汽車覆蓋件拉深模調(diào)試時(shí)，可以針對(duì)試沖出現(xiàn)的問題，通過調(diào)節(jié)外滑塊的調(diào)節(jié)螺母(有的壓力機(jī)是通過調(diào)節(jié)外滑塊的壓力缸壓力)方便地調(diào)節(jié)壓料面上不同部位的壓邊力的大小，以適合拉深成形中毛坯變形和流動(dòng)的需要。3.6拉深模的出件和退件裝置3.6.1出件裝置圖3-24頂件器結(jié)構(gòu)示意圖1凹模2頂件器3壓料板螺釘5拉深件6壓簧7筒3.6拉深模的出件和退件裝置1.頂件器頂件器結(jié)構(gòu)如圖3 24所示。一套拉深模上的頂件器一般為35個(gè)，相互間距離應(yīng)盡量大。頂起拉深件時(shí)要平穩(wěn)且不產(chǎn)生移位。頂件器頂面和工件形狀一致，最好設(shè)在平整型面處，拉深時(shí)頂件器處的材料不產(chǎn)生流動(dòng)，或流動(dòng)甚小。如圖3 23所示，筒7可從下方螺紋旋入。2.爪式出件器爪式出件器(圖3 25)用在對(duì)稱拉深件的拉深模上，裝在左右件對(duì)合的工藝補(bǔ)充位置。3.6拉深模的