拉延模的设计文档格式.docx
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1、按下模铸造结构特点分:
分体,整体;
2、按压边圈与凸模的导向形式特点分:
内导向,外导向;
3、按制件形状特点分:
沿形,不沿形;
(何时出现?
如很少见可不介绍。
)
4、按凸模轮廓线封闭与否分:
开口,闭口;
……
详见拉延模设计规范
第三节、拉延模的设计要点
一、根据制件的大小、形状、受力情况确定采用哪种形式的结构
二、确定数模中心、压床中心、模具中心三者之间的关系,尽量使三心重合
三、确定压边圈的行程
四、确定气垫顶杆的数量、位置以及长度
……
1、充分分析工艺要求,了解制件的产品部分和工艺补充部分,确定拉延是否必须镦实,以及冲压方向、送料方向、料厚及方向等。
2、建立模具中心、数模中心、压床中心之间的关系,尽量使三心重合。
3、分析拉延所需行程,确定压边圈工作行程。
4、气垫顶杆布置。
5、其它结构设计。
第二章、单动拉延模的设计
第一节、单动拉延模的基本结构
基本结构简图
第二节、单动拉延模的行程计算
一、压料行程
1、定义:
当压料面为曲面时,从凹模接触板料到被凹模与压边圈固定住,上模在垂直方向运动的距离。
(当制件比较大或者拉延深度较深时)当压料面起伏较大时(如行李箱盖板),压料过程中如果不对板料加以约束,将会影响坯料定位。
(压料行程的确定对于板料的定位有着决定性作用。
2、计算方法:
根据模具的实际情况,按照理想状态估计压料行程再加上5-10的余量即可(加10~20较好,对行李箱盖还应在挡料机构上对坯料约束,如对坯料运动过程分析后,将挡料板做斜度,或做摆动结构等)。
二、拉延工作行程
1、 定义:
从压边圈与凹模压住板料开始直至拉延工序完成,上模在垂直方向运动的距离。
2、计算方法:
在UG中模拟将坯料向上移动直至制件的最低点,将得到的距离取整5或者整10再加上10~15 即可得到拉延工作行程。
第三节、单动拉延模气垫顶杆的选取
一、从工艺数模中调取数模中心和凸模轮廓线,从资料调取所需的甲方、乙方的压床平面图及相关参数
二、确定模具中心
模具中心一般取工件的压力中心,若工件的压力中心与几何中心相差太大,则倾向于取工件的几何中心,以便使模具结构布置符合对称性要求(看上去协调、紧凑)。
三、气垫顶杆的布置
在工具软件中将调取的数模中心、凸模轮廓线按数模中心与压床中心重合的关系对应到一起,遵循以下原则选择气垫顶杆:
1、气垫顶杆的布置应尽可能使气垫受力均匀,避免偏载,若偏载则偏载量必须小于或等于压床顶杆间距的一半(75mm)。
2、气垫顶杆应布置在凸模轮廓线以外,并尽量靠近(围绕)轮廓线均匀布置。
布置方法:
一种是从某一边的中间开始向两边布置,最后围成圈。
另一种是从角部开始向中间布置。
3、气垫顶杆的间距一般取150-300mm。
4、模座应做出相应的气垫顶杆的过孔(直径一般在Φ80~Φ100,最小Φ60。
60/80/100mm),压边圈上应有相对应的加强筋确保顶杆受力合理(能顶实),加强筋与顶杆的位置偏移应小于顶杆直径的1/3。
四、循以上的原则,尽量使数模中心、模具中心、压床中心三者重合,保证压床不偏载;
但必须偏载时,尽量沿Y向偏载,且偏载量必须小于或等于压床顶杆间距的一半(75mm)。
(注意:
偏载量必须是整0或整5)
第四节、单动拉延模压边圈的设计
一、确定有效压料面积
一般取工艺数模中的坯料线单边外扩(15-)20mm即可得到(实际)所需的有效压料面积。
但应注意有效压料面边界距拉延筋中心的最小距离不应小于40,最大距离一般不应大于100。
当压料面为曲面,且曲面落差较大时,应注意按坯料预弯后的边界扩大有效压料面,以免压料面过大而增加研合工作量。
二、根据凸模轮廓线的形状确定压边圈与凸模的导向方式
1、内导向:
适用范围、导板的选取、安装
1)定义:
在压边圈内轮廓线以下布置与凸模的导向称内导向。
2)适用范围:
适合制件较宽、形状较规则,凸模轮廓线变化较小以及压边圈侧向力较小的情况。
3)导板的选取、安装:
a、首先要满足导板高度(h)≥拉延工作行程(st)+50~80mm,其次导板宽度应与所在导滑边总长相协调。
具体参见《模具设计规范》
b、导板在凸模上安装高度(H)≥75mm,以方便数控加工。
c、导板在凸模上的安装在保证铸造壁厚的情况下,尽量不要超出或缩进凸模边界太多,且压边圈上的相应导滑面在保证正常导滑的情况下,尽量做出相应的避让,一般避让20mm以上以免与下模干涉。
d、在导板规格或模具闭合高度的限制下,压边圈上的导滑面可以向下做一定的延长,若延长超过30mm时,下模就需要做出相应的避让。
见图:
e、导滑面应在凸模轮廓线以外约10,最少5以上。
f、压边圈内导滑面上方的轮廓为曲面时,有时导滑面要凹入铸件墙,这时导滑面距上方的墙在高度上应有足够的余量(一般应30以上),以免与导板干涉。
2、四角导向(外导向)避免与上下模导向名称混淆:
适用范围、导板的选取、安装
1)定义:
压边圈外部与下模座铸起的立柱(通常在模具的四角处)导向称外导向。
2)适用范围:
适用制件的形状太不规则导致压边圈不便于使用内导向(如细长梁类件)的情况,或者拉延行程很大造成压边圈不便于使用内导向的情况。
3)导板的选取、安装:
a、首要满足导板高度(h)≥拉延工作行程(st)+50mm,其次导板宽度应与所在导滑边总长相协调。
b、
3、对于一模双腔一个压边圈的设计,一模双腔二个压边圈的设计
三、制件定位装置的设计
1、定位方式:
上节已经确定了压料面积,即压边圈上的压料面边界。
一般采用8点定位的方式,即选用8个定位标准件将方形板料的四边,每边定位2点以保证板料在拉延过程中不会窜动。
(其他形状的板料参照8点定位)
2、定位标准件的选取与布置原则:
定位标准件一般有三类:
1)定位标准件的选取
定位标准件一般有三类:
a、板状定位装置,此为最常用定位标准件,分前后、左右2种标准。
b、柱状定位装置,此种定位标准件较之板状标准件其安装面积较小,适用于压边圈上空间不足的情况。
c、带导轮的定位装置,此种定位装置是在普通定位标准件上安装了一个橡胶导轮,主要用于外板件的定位,防止制件被划伤。
d、气动翻转的定位装置,适用于大型外板类拉延的出料方向的板料定位。
2)定位标准件的布置原则
同一方向上的2个定位标准件的间距应尽可能的大,确保定位的平衡,其定位面或点应与工艺坯料线相齐;
定位标准件的定位部分高度至少要超出板料20mm以上。
具体见图
3、对于大型零件定位的特殊要求,非标挡料块
当压料面形状不规则变化较大,板料无法水平放置且容易窜动,此时就需要根据模具的实际情况对定位标准件做必要的改造。
如:
行李箱盖的拉延板料定位,可以采用倾斜定位,也可采用采用水平定位,这2种定位方式所采用的定位装置就有所区别:
见图
四、上、下调整垫块的设计
1、上调整垫块的设计
1)作用:
调整凸、凹模间隙控制走料,保证拉延出合格的制件。
2)布置原则:
a、压边圈沿形时,上调整垫块高度随压料面的起伏作相应改变,若手工取件或气缸侧推自动取件时,出件方向的垫块上平面应低于压料面。
b、垫块间距最好是300-500mm,且下面应有立筋支撑。
c、为了便于加工,垫块的安装面边界距离压料面边缘应大于或等于30mm。
d、
2、下调整垫块的设计
当模具需要墩实时,下调整垫块用来承受机床加载在模具上的压力。
a、垫块间距最好是300-500mm,且下面应有立筋支撑。
b、模具需要墩实时,下调整垫块应尽量多,尽量靠近凸模轮廓线布置。
c、
3、墩实与不墩实的条件
当制件的修边线位于凸模轮廓线以内时,模具不用墩实,即模具闭合时下调整垫块与压边圈之间空开5mm;
反之,则需要墩实。
注意:
有些情况下,第2序的修边线并不完全被凸模轮廓线包围,但是产品件的轮廓位于凸模轮廓线以内,这是模具也不需要墩实。
4、调整垫块的选取
一般常用垫块的规格为:
Ф60和Ф80,参考许用压力为:
20吨和40吨,具体根据模具的大小、压床的公称压力来确定选用规格,模具墩实时最好使垫块的叠加承载力达到压床公称压力的80%。
五、行程限位装置的设计
1、退料螺钉的选用
1)根据拉延工作行程来选择螺钉,保证螺钉长度比拉延工作行程大15-20mm。
2)当螺钉长度不够时,可以选用相应规格的加长器与之配合使用。
2、布置原则
1)尽量往压边圈的外围处布置,一般在四角对称布置。
2)下模座起安装面,压边圈加工过孔和避让孔。
六、压边圈的结构尺寸(长宽高)的确定
1、确定压边圈的高度:
保证与上、下模导滑面的长度,保证合理的导板避让空间,保证足够的铸件强度后,即可得到大致的压边圈高度。
2、确定压边圈的长宽:
在调整垫块、定位板、卸料螺钉、气垫顶杆等都合理的布置完成后,结合与上模的导向部分尺寸,即可确定压边圈的大致长宽。
3、合理的减轻:
为了节约成本、提高强度、美观模具,需要对压边圈进行合理的减轻,使之成为一个协调、牢固的框架结构,减轻原则如下:
1)一般对压边圈采用前后侧掏、左右下掏的减轻方法。
(相对送料方向)见图
2)保证所有调整垫块下都有立筋,保证所有气顶接柱上都有立筋,立筋与垫块或接柱的位置偏移应小于顶杆直径的1/3。
若不能保证有立筋,也可做单个柱状加强筋来保证强度。
3)减轻的结构尺寸、筋厚等尺寸请参见《模具设计规范》。
4)在与下模干涉或可能干涉处要尽量做出避让,一般避让20mm以上,但必须保证合理的壁厚。
5)
七、切角拉延
1、定义
板料拉延成型时,因局部材料流动困难、易破裂,需要去除局余料,为了节约一套落料模,而把此项冲裁工序结合到拉延工序上称切角拉延。
2、切刀的设计
1)据料厚确定镶块的材料,根据修边线的长度确定镶块的分界。
2)下切边镶块按安装在压边圈上,上、下切边镶块刃入量为6-8mm,根据工艺分析确定何时开始刃入。
3)注意镶块的防侧,加键或者起靠墙。
3、废料的处理,根据甲方要求确定废料的处理方式:
1)存料空间的设计:
甲方若要求废料回收,则在切角处设计一尺寸大于废料的凹槽状结构,深度要保证大概能存住15-20片废料。
2)溜料空间的设计:
甲方若无特殊要求时,一般采用斜溜方式将废料排出模具外,这时就需再压边圈上做出≥15°
的斜面。
4、导向的变化
1)当料厚t≤1.2mm时,压边圈与上模之间必须加导柱导向。
2)当料厚t >
1.2mm时,可不加导柱导向。
八、拉延筋处弹顶销的设计
为了方便取件,在拉延筋中设置顶销合件:
1)
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