第3章 拉深模设计.

1、第3章拉深模设计第3章拉深模设计(1) 结构尺寸大除汽车覆盖件本身就比较大以外，覆盖件冲模的制件定位，模具的安装结构，上下模的导向，模具的起吊、翻转和运输装置等要求都要增大冲模的结构尺寸。(2) 基础件为框架结构为减轻模具的质量和提高制造工艺性，一般都将其设计成由两块板状构件构成水平的两层，中间用立筋连接成的框架结构。(3) 标准化程度低一般冲模设计的标准化程度和标准件选用量要比覆盖件冲模的大得多。(4)模具材料质量要求相对低对于寿命为40万次以下的覆盖件拉延模的工作零件(凸模、凹模、压边圈)材料，一般使用强度高一点的铸铁就可以；而一般冲模的工作零件多为工具钢。第3章拉深模设计3.1拉深模的设

2、计要点3.2拉深模的典型结构3.3拉深模工作零件的结构3.4拉深模的导向零件3.5拉深模的压边零件3.6拉深模的出件和退件装置3.7拉深模的限位装置及起吊装夹装置3.8拉深模的排气孔3.1拉深模的设计要点图3-1小批量用模具的示意图3.1.1小批量生产模具的设计要点3.1拉深模的设计要点小批量生产模具的图3 1设计要点是：1)尽量减小模具闭合高度，在设备上使用时，高度不足可采用标准垫板。2)对于上、下模的导向，侧压力小时设置导柱、导套；导向部件若采用导块结构，可设置单个可换防磨板。3)制件的取出不采用自动装置。4)坯料采用简单的定位销或挡块定位。3.1.2中批量生产模具的设计要点中批量生产模具

3、的(图3 2)设计要点是：3.1拉深模的设计要点图3-2中批量用模具的示意图1)上、下模的导向采用导板结构，使用单个防磨板。3.1拉深模的设计要点2)坯料用手工放入。3)制件用手工取出。4)制件采用气缸顶起。5)坯件的定位：后面用可升降的定位板，侧面用定位销或定位板，必要时可安装前定位板。3.1.3大批量生产模具的设计要点大批量生产模具的(图3 3)设计要点是：图3-3大批量用模具的示意图3.1拉深模的设计要点1)上、下模的导向和凸模、压边圈的导向采用双面防磨板。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、板式导正器和前定位板。4)制件的取出使用机械手。5)制件的顶起使用气缸

4、，采用连杆或顶起(杠杆式)结构。6)模具材料选用火焰淬火的合金铸铁。7)各滑动部分要加润滑油，采用动加油或分油器集中加油。3.2拉深模的典型结构3.2.1单动拉深模一些中小型覆盖件拉深时，所需要的压边力也相对小，常采用单动拉深模。1.单动拉深模的工作原理汽车覆盖件单动拉深模的工作原理与一般冲压件拉深模的工作原理大体上是相同的。其工作过程为：1)将毛坯放在模具压料面上，并准确定位。2)压力机上滑块下行带动上模下行。3)上模和下模的压边部分首先与毛坯接触，将毛坯压住，使压边部分毛坯受到的变形阻力增大。4)上模继续下行，开始拉深成形过程。5)在拉深成形的后期成形内部的局部形状。3.2拉深模的典型结构

5、6)压力机上滑块到达下死点时，拉深成形过程结束。7)压力机上滑块回程，带动上模上行。8)顶出装置将拉深件顶出，取出拉深件。2.单动拉深模的典型结构汽车覆盖件拉深成形所采用的单动拉深模与一般冲压件所用的拉深模相比，主要是上、下模的导向方式有较大区别。常见的典型结构有导板导向拉深模、导块导向拉深模、箱式背靠块压边圈导向拉深模、箱式背靠块上下模导向拉深模等。3.2.2双动拉深模1.双动压力机拉深成形的优点在拉深成形形状复杂的大型汽车覆盖件时，一般采用双动压力机，其原因主要有：3.2拉深模的典型结构图3-4导板导向拉深模3.2拉深模的典型结构图3-5导块导向拉深模3.2拉深模的典型结构图3-6箱式背靠

6、块压边圈导向拉深模(单动)1凹模2凸模3压边圈4限程销5箱式背靠块6防磨板7叉车起落架叉孔8定位销3.2拉深模的典型结构图3-7箱式背靠块上下模导向拉深模1凹模2、11压边圈3凸模4气孔5、9、13防磨板(背靠块部)6、12防磨板(压边圈部)7安全垫安装座8背靠块10模具安装用定位键槽14安全保护板3.2拉深模的典型结构(1)压边力大单动压力机的压边力较小，一般有气垫的单动压力机，压边力等于压力机压力的2025；而双动压力机的外滑块的压边力为内滑块压力的6570，这对需要很大的压边力的覆盖件拉深成形来说是非常重要的。(2)压边力稳定单动拉深模的压边不是刚性的，对三维曲面的压料面来说，在开始预弯

7、成压料面形状时，由于压料面形状的不对称会导致压边圈偏斜，严重时失掉压边作用；而双动压力机则是由外滑块提供压边力，拉深模的压边圈也是刚性的，可以产生较稳定的压边力，因而可以避免单动拉深模压边不稳定的缺陷。3.2拉深模的典型结构(3)压边力的分布可调节单动压力机的压边力只能整个调节；而双动压力机的外滑块的压边力可通过调节螺母(或压边圈上的液压缸压力)来调节外滑块四个角的高低，使外滑块呈略微倾斜状态，以达到调节拉深模压料面上各部位压边力的目的，从而控制压料面上材料的流动。(4)行程大双动压力机比单动压力机的行程大，可拉深深度更大的深拉深件。2.双动拉深模的工作原理图3-8双动拉深模示意图1压边圈2凸

8、模3凸模固定座4凹模3.2拉深模的典型结构1)将毛坯放在凹模压料面上，并准确定位。2)压力机外滑块首先向下运动至下死点，通过压边圈将毛坯压紧在凹模4的压料面并在整个拉深成形过程中保持压边。3)在压力机外滑块压住毛坯的同时，内滑块已带动凸模向下运动。4)内滑块带动凸模继续向下运动，并在压边圈压住毛坯一个时间间隔后与毛坯接触开始拉深成形过程。5)内滑块到达下死点，将毛坯拉深成凸模2的形状，拉深成形过程结束。6)压力机内滑块先带动凸模上行，而外滑块不动，使压边圈停留瞬间，将拉深件由凸模上退下。7)外滑块开始回程，完成压边作用。3.2拉深模的典型结构8)由凹模内的下顶出装置将拉深件顶出。3.双动拉深模

9、的典型结构根据导向方式的不同，双动拉深模主要有凸模与压边圈导向的双动拉深模、凹模与压边圈导向的双动拉深模、凸模与压边圈和凹模都导向的双动拉深模等。图3-9凸模和压边圈导向的双动拉深模1凸模固定板2压边圈3防磨板4凸模5凹模6隐式定位器7毛坯导向装置8送料用辊式滑槽9前定位装置10提升器3.2拉深模的典型结构图3-10凹模与压边圈导向的双动拉深模1凸模固定板2凸模3压边圈4侧定位装置5背靠块6限程块7凹模8排油孔9气孔10防磨板(背靠块部)11顶件板3.3拉深模工作零件的结构3.3.1凸、凹模的结构1.凸模结构汽车覆盖件单动拉深模的凸模结构与一般拉深模的凸模结构差不多，也是固定在模板上，模板再与

10、上滑块或工作台联接。2.凹模结构由于覆盖件上的装饰棱线、装饰筋条、装饰凹坑、加强筋、装配凸包、凹坑等，一般都是在拉深模上一次成形，覆盖件的反成形形状也是在拉深模上成形，因此凹模结构除凹模压料面和凹模圆角外，在凹模里还装有局部形状成形用的凸模或凹模，它们也属于凹模结构的一部分。3.3拉深模工作零件的结构图3-11无活动顶出器的闭口式凹模的一般结构3.3拉深模工作零件的结构(1) 闭口式凹模结构这种凹模内腔底部不开通，常用于拉深形状不太复杂的覆盖件。图3-12带活动顶出器的闭口式凹模结构1凹模2压边圈3顶出器4凸模3.3拉深模工作零件的结构(2)通口式凹模结构这种凹模内腔是贯通的，其优越性表现在便

11、于制造。图3-13带有凹模芯的通口式凹模结构3.3拉深模工作零件的结构3.3.2凸、凹模及压边圈的结构尺寸拉深模的凸模、凹模、压边圈和固定座都采用铸件，要求既要减轻质量又要有足够的强度和刚度。因此，铸件上非重要部分应为空心形状，在影响强度和刚度的部位应设加强筋。图3 14所示是双动拉深模的结构尺寸图。为减少凸模轮廓面的加工量，轮廓面上部应有15mm毛坯面。压边圈内轮廓上部为减少加工量，也应留有向外15mm的毛坯面。凹模和压边圈上的压料面一般应保证75100mm。压料面宽度K值按拉深前毛坯的宽度再加大4080mm确定，其值一般为130240mm。3.3拉深模工作零件的结构图3-14拉深模结构尺寸

12、参数3.3拉深模工作零件的结构表3-1拉深模壁厚尺寸3.3拉深模工作零件的结构图3-15双动压力机上安装冲模所用垫板示意图3.4拉深模的导向零件表3-2大中型模具导向形式3.4.1单动拉深模的导向单动拉深模中经常采用的导向方式主要是导柱、导套导向，导板导向，导块导向，背靠块导向四种。1.导柱、导套导向导柱、导套导向不能承受较大的侧向力，常用于中小型模具的导向。3.4拉深模的导向零件2.导板导向导板导向常用于中型件的拉深、弯曲、翻边等成形模具的上、下模导向。导板材料通常为T8A，淬火硬度为5256HRC。中型单动拉深模导向所用的导板形式如图3 16所示。图3-16导板形式及导板结构1凹模2压边圈

13、3导板3.导块导向3.4拉深模的导向零件导块导向与导板导向的使用方式相同。当导块设置在模具对称中心线上时，导块应为三面导向(图3 17a)。如设置在模具的转角部位时，导块应为两面导向(图3 17b)。导块结构形式如图3 17c所示。图3-17导块设置方式及导块结构1下模座2压边圈3导块4.背靠块导向3.4拉深模的导向零件背靠块导向主要用于大型模具的导向。对于大型单动拉深模，凸、凹模的合模精度要求不太高，只用背靠块进行导向。而对大型复合模之类的模具，凸、凹模的合模精度要求比较高，模具的导向可采取背靠块与导柱并用的导向形式。(1)背靠块的数量与平面布置一般情况下，根据模具的平面尺寸决定所采用的背靠

14、块数量，如果采用导柱时，还要确定其数量及布置。1)模具宽度尺寸(前后方向)小于600mm时，采用两个箱式背靠块。图3-18背靠块的平向布置a)小型模具b)中型模具c)大型模具3.4拉深模的导向零件2)模具宽度尺寸为6001000mm时，采用两个箱式背靠块。3)模具宽度尺寸大于1000mm时，采用四个箱式背靠块。(2)背靠块的结构背靠块有箱式背靠块和角式背靠块两种。图3-19箱式背靠块与导柱并用的结构3.4拉深模的导向零件图3-20角式背靠块与导柱并用的结构1防磨板2角式背靠块3导柱3.4拉深模的导向零件图3-21防磨板1防磨板2窥视孔3.4拉深模的导向零件3.4.2双动拉深模的导向双动拉深模的

15、导向主要有凸模与压边圈导向、凹模与压边圈导向、压边圈与凸模和凹模都导向等方式。1.凸模与压边圈导向凸模与压边圈导向的双动拉深模中，凹模与压边圈之间没有导向，所以这种模具仅适用于断面形状比较平坦的浅拉深件。(1)防磨板的宽度导向面应选在被导向滑动零件轮廓的直线或最平滑的部位，一般取48处，且前后左右对称分布。图3-22防磨板形式与安装方式a)防磨板b)防磨板装在压边圈上c)防磨板装在凸模上3.4拉深模的导向零件(2)防磨板的长度防磨板的长度只能长，不能短。表3-3最小预先导向量(单位：mm)(3)防磨板材料防磨板材料一般用优质工具钢如T8A，其硬度为5256HRC。2.凹模与压边圈导向凹模与压边

16、圈导向的双动拉深模多用于拉深断面形状复杂、模具型面极易产生侧向力的情况。3.压边圈与凸模、凹模都导向凸模与压边圈、压边圈与凹模之间都设有导向的双动拉深模，导向精度高，目前国内普遍采用这种双动拉深模。3.5拉深模的压边零件3.5.1单动拉深模的压边单动拉深模所采用的压边方式主要有弹簧或橡皮压边形式和气垫或液压垫压边形式两种。1.弹簧或橡皮压边3.5拉深模的压边零件弹簧和橡皮的弹性曲线都是直线，其弹力随压下行程的增大而增大，因而在用弹簧或橡皮进行压边时，压边力是随拉深行程而变化的。随着凸(凹)模行程向下，压边力也逐渐增大。但从冲压过程对压边力的要求来看，冲压开始时，法兰上的毛坯面积大，需要较大的压

17、边力防止起皱；随着冲压过程的进行，法兰上的毛坯面积逐渐减小，所需的防止起皱的压边力也较小。因此，利用弹簧或橡皮作压边产生的压边力的变化规律与冲压工艺要求正好相反，压边防皱的效果不好。因此，弹簧或橡皮压边一般只用于形状简单的浅拉深件。2.气垫或液压垫压边3.5拉深模的压边零件气垫、液压垫的动力来源是气缸或液压缸的压力，通过托杆作用于压边圈上。当所使用的压缩空气的气压或液压的压力比较稳定时，压边力的大小基本上可以保持不变，并可以在拉深加工生产前根据冲压工艺对压边力的要求调节压缩空气或液压缸压力的大小。图3 23b所示是这种压边方式的单动拉深冲模示意图。图3-23单动拉深模压边形式a)弹簧压边形式b

18、)气垫压边形式1凹模2压边圈3凸模4弹簧5托杆6拉深制件3.5拉深模的压边零件3.5.2双动拉深模的压边双动拉深模的压边是刚性的，它的动力来源是压力机外滑块，因而其压边力稳定可靠。在进行形状复杂的汽车覆盖件拉深模调试时，可以针对试冲出现的问题，通过调节外滑块的调节螺母(有的压力机是通过调节外滑块的压力缸压力)方便地调节压料面上不同部位的压边力的大小，以适合拉深成形中毛坯变形和流动的需要。3.6拉深模的出件和退件装置3.6.1出件装置图3-24顶件器结构示意图1凹模2顶件器3压料板螺钉5拉深件6压簧7筒3.6拉深模的出件和退件装置1.顶件器顶件器结构如图3 24所示。一套拉深模上的顶件器一般为35个，相互间距离应尽量大。顶起拉深件时要平稳且不产生移位。顶件器顶面和工件形状一致，最好设在平整型面处，拉深时顶件器处的材料不产生流动，或流动甚小。如图3 23所示，筒7可从下方螺纹旋入。2.爪式出件器爪式出件器(图3 25)用在对称拉深件的拉深模上，装在左右件对合的工艺补充位置。3.6拉深模的