带料连续拉伸模设计课件

10.1带料连续拉伸设计方法10.1.1整体带料连续拉伸在带料上进行无工艺切口的连续拉伸方法如图10.1(a)所示。当采用这种方法拉伸时，相邻两个拉伸部位之间的材料流动互相影响，使得材料变形困难，而且所能产生的变形主要是材料伸长。这样，极限拉伸系数就比单工序大，拉伸工序数相应增加，但用材料少。用这种方法加工的制件应满足以下条件：≥<<式中：——材料厚度；——制件内径；——制件凸缘直径；——制件高度。10.1带料连续拉伸设计方法10.1.1整体带料连续1带状毛坯上有工艺切口的连续拉伸方法如图10.1(b)所示。由于有了工艺切口，接近于单个凸缘件的拉伸；但相邻两个拉伸件间仍有部分材料相连，使之比单个凸缘件拉伸稍困难些。因此，极限拉伸系数略大于单件拉伸，但与带料连续拉伸相比，材料易于流动，拉伸后的制件质量较好，但也增加了材料的消耗。因此这种方法多用于难以拉伸的筒形、锥形、长方形等复杂零件的拉伸。用这种方法加工的制件应满足以下条件：＜ ＞＞10.1.2带料切口连续拉伸带状毛坯上有工艺切口的连续拉伸方法如图102(a)整体带料连续拉伸(b)带料切口连续拉伸图10.1带料连续拉伸(a)整体带料连续拉伸(b)带料切口连续拉伸310.2带料连续拉伸的计算10.2.1带料连续拉伸的工艺计算1.带料的宽度和步距尺寸的计算按表10-1所列公式确定，带料的宽度和步距尺寸。注：——带料送进步距；——带料宽度；——修边余量(见表10-2)；——毛坯的计算直径(与一般带凸缘筒形件毛坯计算相同)；——包括修边余量的毛坯直径；——侧面搭边宽度(见表10-3)；——相邻切口间搭边宽度或冲槽最小宽度；——工艺切口宽度(见表10-3)；——切口间跨度(见表10-3)；——切口圆角半径(见表10-3)。10.2带料连续拉伸的计算10.2.1带料连续拉伸的4表10-2带料连续拉伸的修边余量

表10-3带料连续拉伸搭边及切口参数推荐数值

表10-2带料连续拉伸的修边余量表10-3带料连续52.拉伸系数的确定(1)总拉伸系数：带料连续拉伸，不能进行中间退火，所以在采用这种拉伸方法时，首先要计算出总的拉伸系数，检查是否满足总极限拉伸系数的要求，见表10-4。总拉伸系数为式中：——拉伸件的直径mm；——板料直径mm；——各次拉伸系数。总表10-4带料拉伸的总拉伸系数2.拉伸系数的确定总6(2)带料切口连续拉伸首次拉伸系数的确定见表10-5。表10-5带料切口连续拉伸首次拉伸系数(材料：08、10钢)(3)带料切口连续拉伸后次拉伸系数的确定见表10-6、表10-7。表10-6带料切口连续拉伸后次拉伸系数(材料：08、10钢)(2)带料切口连续拉伸首次拉伸系数的确定见表10-5。表73．拉伸高度的确定带料切口连续拉伸的第一次拉伸相对高度不应超过表7-12所列数值。(1)计算毛坯直径。(2)核算总拉伸系数(大于表10-4所列数值)。(3)根据、和确定连续拉伸的种类及切口的型式。(4)计算带料宽度和步距及切口尺寸。(5)确定各工序拉伸系数，从而确定所需的拉伸次数。(6)计算各次拉伸凸模和凹模的圆角半径。第一次拉伸：，。最后一次拉伸：，但不小于;，但不小于。(7)绘制工序图。10.2.2带料连续拉伸的工序计算3．拉伸高度的确定10.2.2带料连续拉伸的工序计算810.3带料连续拉伸模设计注意事项及设计实例10.3.1带料连续拉伸模设计注意事项(1)首次拉伸和切口工序，最好有单独的压边圈，以防带料起皱，影响后续工序。(2)各凹模最好单独镶拼，或将分离工序(切口、冲孔、落料)与变形工序(拉延、整形)的凹模分段镶嵌，便于维修、刃磨和更换。(3)拉伸工序次数较多时，为了便于调整模具，宜在首次拉伸工序后留一空步，作后备拉伸之用。(4)在冲孔工序中，模具定位圈(凹模)的高度应等于制件的拉伸高度。若制件的拉伸高度小于凹模的高度，在冲孔时同时对制件产生拉伸作用，可能拉裂，也会对制件的高度产生影响。10.3带料连续拉伸模设计注意事项及设计实例10.3.1910.3.2设计实例拉伸、冲孔、翻边、落料连续模设计。该冷冲模为拉伸、冲孔、翻边、落料连续模，其功能为冲制，如图10.2所示一空心铆钉制件，材料08钢，采用带料连续冲制。其工序为冲步距缺口、工位间切口、拉伸、冲孔、翻边、落料，模具类型为具有四导向的步距侧刃连续模。(a)制件图(b)冲孔结束时的工序图图10.2空心铆钉制件10.3.2设计实例拉伸、冲孔、翻边、落料连续101.冲压工艺设计1)计算拉伸毛坯直径和选择带料宽度及步距(1)冲压类型的选择计算：因此，选择带料切口连续拉伸。(2)带料宽度和步距尺寸的计算。按体积相等关系得拉伸毛坯直径。步距尺寸和带料宽度的计算按表10-1所列公式确定。考虑到拉伸后带料两方向收缩的影响，得出排样尺寸：步距，料原始宽度60mm，步距冲裁后50mm，拉伸后料宽42mm，其工艺排样如图10.3所示1.冲压工艺设计11图10.3工艺排样2)计算拉伸次数及各半成品尺寸由于是带状毛坯，制件拉伸系数，查表10-4得总拉伸系数钢为0.16，可行。(1)选取各次。相对厚度，查表10-5、10-6得出相应的各次及限拉伸系数总拉伸系数为由，可知，总拉伸次数可暂定为四次。(2)各次拉伸直径(内径)分别为：取：图10.3工艺排样2)计算拉伸次数及各半成品尺寸12(3)各次拉伸凹模圆角半径分别为：

mmmm(4)各次拉伸凸模圆角半径分别为：

mmmmmmmm(5)各次拉伸高度分别为(6)首次拉伸相对直径，相对高度(最小值)，符合要求。(7)绘制工序图如图10.4所示图10.4工序图(3)各次拉伸凹模圆角半径分别为：图10.4工序图133)计算冲压力步距侧刃冲裁力。冲裁长度，材料强度极限，厚度，步距侧刃冲裁力，取。(2)切口力。周长，切口冲裁力，取。(3)冲铆钉孔力。周长，铆钉冲裁力，。(4)翻边力。翻边系数。翻边高度取(5)落料力。，取3)计算冲压力144)计算拉伸力、拉伸压边力、冲裁卸料力、翻边卸料力(1)拉伸力。第一次拉伸，取第二次拉伸，取第三次拉伸，取第四次拉伸。取(2)拉伸压边力通常压边目的是防止起皱。但除此之外，这里的压边圈还有其他作用。在当前拉伸情况下，从第二次拉伸开始到最后的拉伸，压边圈的作用并不只是防止起皱，而且还辅助拉伸，起到防止拉破的作用。在此的计算只是借用压边公式进行近似计算。4)计算拉伸力、拉伸压边力、冲裁卸料力、翻边卸料力15(3)冲裁卸料力。上式中，16.18kN为步距侧刃冲裁力，18.84kN为切口冲裁力，2.54kN为铆钉孔冲裁力。(4)翻边卸料力。5)压力中心位置由合力矩定理求得压力中心位置，见表10-8。表10-8由合力矩定理求得压力中心(3)冲裁卸料力。表10-8由合力矩定理求得压力中心162.模具结构设计及凸、凹刃口尺寸计算凸模结构采用常规过盈装配式。凹模结构采用分体式，将侧刃冲裁凹模、切口凹模，拉伸凹模，冲孔翻边凹模、落料凹模分开，以便于制造、装配、调整和维修。所有凹模镶嵌在凹模边框中。1)各拉伸凸、凹模结构及尺寸凸凹模结构及尺寸如图10.6、图10.7所示。2)冲孔、翻边、落料凸凹模尺寸计算下面将主要的三对凸凹模刃口尺寸进行计算图10.5计算合力作用点2.模具结构设计及凸、凹刃口尺寸计算图10.5计算合力17冲翻边底孔冲翻边底孔第四次拉伸3)凸模、凹模固定板尺寸形状凸模固定板采用过盈配合将凸模逐个地固定在板上。凹模固定板是边框形式，它将5块凹模镶块镶拼固定在一起。凸模固定板如图10.8所示，凹模固定板如图10.9所示。带料连续拉伸模设计课件18图10.6凸模结构及尺寸图10.6凸模结构及尺寸19图10.7凹模结构及尺寸图10.7凹模结构及尺寸20图10.8凸模固定板图10.8凸模固定板21图10.9凹模固定板图10.9凹模固定板223.设计计算压料元件、弹料元件针对冲裁切口、拉伸、冲孔、翻边和落料等不同功能，将压料、弹料分成3块，分别为冲孔落料卸料板、拉伸压边圈和冲裁切口卸料板。如图10.10所示。图10.10压边圈及弹簧装置3.设计计算压料元件、弹料元件图10.10压边圈及弹簧231)拉伸压边圈压料弹簧尺寸选取及计算弹簧尺寸包括簧丝直径、弹簧直径和弹簧圈数。这些参数有的是选取的，有的是计算的。计算弹簧直径取簧丝直径d=3.5mm，按弹簧材料强度计算，取簧丝直径d=3.5mm，按弹簧材料强度计算D，，由弹簧强度计算公式得取1)拉伸压边圈压料弹簧尺寸选取及计算24(2)计算弹簧圈数。由弹簧变形量及刚度条件得，，取由，得压边力考虑到预紧，取10圈。2)冲裁切口卸料板弹簧尺寸选取及计算(1)选取簧丝直径d和弹簧直径D。选取D=4mm，D=12mm。(2)计算弹簧圈数n。(2)计算弹簧圈数。由弹簧变形量及刚度条件得，25考虑到预紧，取8圈。3)冲孔落料卸料板弹簧尺寸选取及计算(1)选取簧丝直径的d和弹簧直径D。选取d=3mm，D=12mm。(2)计算弹簧圈数n。冲孔落料卸料力为,考虑到预紧，取16圈。压边圈及弹簧装置如图10.10所示。4)弹料元件弹料元件及相应的结构图如图10.11所示。带料连续拉伸模设计课件265)选择模架及导向采用4滑动导向模架。6)画出模具装配图凡是装配以后所形成的同轴孔，一律装配起来同时钻孔，而不是作为单个零件分别钻孔。原则上螺孔制作在强度最高的模具零件上，比如凹模等。紧固螺钉(除个别情况外)都用内六角沉头螺钉。定位销钉上模、下模各用四个形成四边形，对称位置排列，尽量拉大距离。模具结构图、轴侧图和爆炸图如图10.12、图10.13、图10.14所示。5)选择模架及导向27图10.11弹料元件及结构图图10.11弹料元件及结构图28图10.12模具结构图图10.12模具结构图29图10.13模具结构轴测图

图10.13模具结构轴测图30图10.14模具分解图图10.14模具分解图3110.1带料连续拉伸设计方法10.1.1整体带料连续拉伸在带料上进行无工艺切口的连续拉伸方法如图10.1(a)所示。当采用这种方法拉伸时，相邻两个拉伸部位之间的材料流动互相影响，使得材料变形困难，而且所能产生的变形主要是材料伸长。这样，极限拉伸系数就比单工序大，拉伸工序数相应增加，但用材料少。用这种方法加工的制件应满足以下条件：≥<<式中：——材料厚度；——制件内径；——制件凸缘直径；——制件高度。10.1带料连续拉伸设计方法10.1.1整体带料连续32带状毛坯上有工艺切口的连续拉伸方法如图10.1(b)所示。由于有了工艺切口，接近于单个凸缘件的拉伸；但相邻两个拉伸件间仍有部分材料相连，使之比单个凸缘件拉伸稍困难些。因此，极限拉伸系数略大于单件拉伸，但与带料连续拉伸相比，材料易于流动，拉伸后的制件质量较好，但也增加了材料的消耗。因此这种方法多用于难以拉伸的筒形、锥形、长方形等复杂零件的拉伸。用这种方法加工的制件应满足以下条件：＜ ＞＞10.1.2带料切口连续拉伸带状毛坯上有工艺切口的连续拉伸方法如图1033(a)整体带料连续拉伸(b)带料切口连续拉伸图10.1带料连续拉伸(a)整体带料连续拉伸(b)带料切口连续拉伸3410.2带料连续拉伸的计算10.2.1带料连续拉伸的工艺计算1.带料的宽度和步距尺寸的计算按表10-1所列公式确定，带料的宽度和步距尺寸。注：——带料送进步距；——带料宽度；——修边余量(见表10-2)；——毛坯的计算直径(与一般带凸缘筒形件毛坯计算相同)；——包括修边余量的毛坯直径；——侧面搭边宽度(见表10-3)；——相邻切口间搭边宽度或冲槽最小宽度；——工艺切口宽度(见表10-3)；——切口间跨度(见表10-3)；——切口圆角半径(见表10-3)。10.2带料连续拉伸的计算10.2.1带料连续拉伸的35表10-2带料连续拉伸的修边余量

表10-3带料连续拉伸搭边及切口参数推荐数值

表10-2带料连续拉伸的修边余量表10-3带料连续362.拉伸系数的确定(1)总拉伸系数：带料连续拉伸，不能进行中间退火，所以在采用这种拉伸方法时，首先要计算出总的拉伸系数，检查是否满足总极限拉伸系数的要求，见表10-4。总拉伸系数为式中：——拉伸件的直径mm；——板料直径mm；——各次拉伸系数。总表10-4带料拉伸的总拉伸系数2.拉伸系数的确定总37(2)带料切口连续拉伸首次拉伸系数的确定见表10-5。表10-5带料切口连续拉伸首次拉伸系数(材料：08、10钢)(3)带料切口连续拉伸后次拉伸系数的确定见表10-6、表10-7。表10-6带料切口连续拉伸后次拉伸系数(材料：08、10钢)(2)带料切口连续拉伸首次拉伸系数的确定见表10-5。表383．拉伸高度的确定带料切口连续拉伸的第一次拉伸相对高度不应超过表7-12所列数值。(1)计算毛坯直径。(2)核算总拉伸系数(大于表10-4所列数值)。(3)根据、和确定连续拉伸的种类及切口的型式。(4)计算带料宽度和步距及切口尺寸。(5)确定各工序拉伸系数，从而确定所需的拉伸次数。(6)计算各次拉伸凸模和凹模的圆角半径。第一次拉伸：，。最后一次拉伸：，但不小于;，但不小于。(7)绘制工序图。10.2.2带料连续拉伸的工序计算3．拉伸高度的确定10.2.2带料连续拉伸的工序计算3910.3带料连续拉伸模设计注意事项及设计实例10.3.1带料连续拉伸模设计注意事项(1)首次拉伸和切口工序，最好有单独的压边圈，以防带料起皱，影响后续工序。(2)各凹模最好单独镶拼，或将分离工序(切口、冲孔、落料)与变形工序(拉延、整形)的凹模分段镶嵌，便于维修、刃磨和更换。(3)拉伸工序次数较多时，为了便于调整模具，宜在首次拉伸工序后留一空步，作后备拉伸之用。(4)在冲孔工序中，模具定位圈(凹模)的高度应等于制件的拉伸高度。若制件的拉伸高度小于凹模的高度，在冲孔时同时对制件产生拉伸作用，可能拉裂，也会对制件的高度产生影响。10.3带料连续拉伸模设计注意事项及设计实例10.3.14010.3.2设计实例拉伸、冲孔、翻边、落料连续模设计。该冷冲模为拉伸、冲孔、翻边、落料连续模，其功能为冲制，如图10.2所示一空心铆钉制件，材料08钢，采用带料连续冲制。其工序为冲步距缺口、工位间切口、拉伸、冲孔、翻边、落料，模具类型为具有四导向的步距侧刃连续模。(a)制件图(b)冲孔结束时的工序图图10.2空心铆钉制件10.3.2设计实例拉伸、冲孔、翻边、落料连续411.冲压工艺设计1)计算拉伸毛坯直径和选择带料宽度及步距(1)冲压类型的选择计算：因此，选择带料切口连续拉伸。(2)带料宽度和步距尺寸的计算。按体积相等关系得拉伸毛坯直径。步距尺寸和带料宽度的计算按表10-1所列公式确定。考虑到拉伸后带料两方向收缩的影响，得出排样尺寸：步距，料原始宽度60mm，步距冲裁后50mm，拉伸后料宽42mm，其工艺排样如图10.3所示1.冲压工艺设计42图10.3工艺排样2)计算拉伸次数及各半成品尺寸由于是带状毛坯，制件拉伸系数，查表10-4得总拉伸系数钢为0.16，可行。(1)选取各次。相对厚度，查表10-5、10-6得出相应的各次及限拉伸系数总拉伸系数为由，可知，总拉伸次数可暂定为四次。(2)各次拉伸直径(内径)分别为：取：图10.3工艺排样2)计算拉伸次数及各半成品尺寸43(3)各次拉伸凹模圆角半径分别为：

mmmm(4)各次拉伸凸模圆角半径分别为：

mmmmmmmm(5)各次拉伸高度分别为(6)首次拉伸相对直径，相对高度(最小值)，符合要求。(7)绘制工序图如图10.4所示图10.4工序图(3)各次拉伸凹模圆角半径分别为：图10.4工序图443)计算冲压力步距侧刃冲裁力。冲裁长度，材料强度极限，厚度，步距侧刃冲裁力，取。(2)切口力。周长，切口冲裁力，取。(3)冲铆钉孔力。周长，铆钉冲裁力，。(4)翻边力。翻边系数。翻边高度取(5)落料力。，取3)计算冲压力454)计算拉伸力、拉伸压边力、冲裁卸料力、翻边卸料力(1)拉伸力。第一次拉伸，取第二次拉伸，取第三次拉伸，取第四次拉伸。取(2)拉伸压边力通常压边目的是防止起皱。但除此之外，这里的压边圈还有其他作用。在当前拉伸情况下，从第二次拉伸开始到最后的拉伸，压边圈的作用并不只是防止起皱，而且还辅助拉伸，起到防止拉破的作用。在此的计算只是借用压边公式进行近似计算。4)计算拉伸力、拉伸压边力、冲裁卸料力、翻边卸料力46(3)冲裁卸料力。上式中，16.18kN为步距侧刃冲裁力，18.84kN为切口冲裁力，2.54kN为铆钉孔冲裁力。(4)翻边卸料力。5)压力中心位置由合力矩定理求得压力中心位置，见表10-8。表10-8由合力矩定理求得压力中心(3)冲裁卸料力。表10-8由合力矩定理求得压力中心472.模具结构设计及凸、凹刃口尺寸计算凸模结构采用常规过盈装配式。凹模结构采用分体式，将侧刃冲裁凹模、切口凹模，拉伸凹模，冲孔翻边凹模、落料凹模分开，以便于制造、装配、调整和维修。所有凹模镶嵌在凹模边框中。1)各拉伸凸、凹模结构及尺寸凸凹模结构及尺寸如图10.6、图10.7所示。2)冲孔、翻边、落料凸凹模尺寸计算下面将主要的三对凸凹模刃口尺寸进行计算图10.5计算合力作用点2.模具结构设计及凸、凹刃口尺寸计算图10.5计算合力48冲翻边底孔冲翻边底孔第四次拉伸3)凸模、凹模固定板尺寸形状凸模固定板采用过盈配合将凸模逐个地固定在板上。凹模固定板是边框形式，它将5块凹模镶块镶拼固定在一起。凸模固定板如图10.8所示，凹模固定