10帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)匯總

1、10 帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)本章內(nèi)容： 帶料級(jí)進(jìn)拉深設(shè)計(jì)計(jì)算方法， 包括拉深系數(shù)的 確定、拉深高度的確定、拉深的工序計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 壓料元件和彈料元件的設(shè)計(jì)計(jì)算及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本章難點(diǎn)：工藝計(jì)算和模具結(jié)構(gòu)。10.1帶料連續(xù)拉深設(shè)計(jì)方法帶料連續(xù)拉深一一在帶狀毛坯上，先在前邊每一工位上實(shí) 施一道拉深工序，拉深完后，再進(jìn)行沖孔、翻邊、彎曲或校 形等多種其他工序加工，最后是落料，從而得到所要求的制 件沖壓方法。生產(chǎn)率高，不能中間退火，適用于大批量及自 動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)。分為整體帶料連續(xù)拉深和帶料切口連續(xù)拉深。10.1.1整體帶料連續(xù)拉深特點(diǎn)：相鄰兩個(gè)拉深部位之間的材料流動(dòng)互相影響，材料 變形困難。用這種

2、方法加工的制件應(yīng)滿足以下條件:第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì) 263 -259t0.05dd凸V(1.1 1.2)dhVdt材料厚度；d制件內(nèi)徑；d凸 制件凸緣直徑;h 制件高度。中苗W屮屮屮 T I1(a)整體帶料連續(xù)拉深11111 Mu1J LpHI11L(b)帶料切口連續(xù)拉深圖 10.1 帶料連續(xù)拉深10.1.2帶料切口連續(xù)拉深特點(diǎn)：有工藝切口，接近于單個(gè)凸緣件的拉深；但相鄰兩 個(gè)拉深件間仍有部分材料相連。用這種方法加工的制件應(yīng)滿足以下條件：tV0.05dd凸1.2dhd-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-260應(yīng)用：加工外形尺寸50mm以內(nèi)、材料厚度2mm以內(nèi)的制件。黃銅H62、H68、低碳

3、鋼08F、10F、深拉深鋼和軟鋁合金 3A2110.2帶料連續(xù)拉深的計(jì)算10.2.1帶料連續(xù)拉深的工藝計(jì)算1.帶料的寬度和步距尺寸表 10-1 連續(xù)拉深的帶料寬度和步距計(jì)算公式拉深方法帶料寬度計(jì)算公式整體帶料連續(xù)拉深步距計(jì)算公式A =(0.850.9)D(但不得小于包括修邊余量在內(nèi)的凸緣直徑) )第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì) 263 -261A帶料送進(jìn)步距；B帶料寬度；6-修邊余量（見表 10- 2）;Di-毛坯的計(jì)算直徑（與 般帶凸緣筒形件毛坯計(jì)算相同）；D包括修邊余量的毛坯直徑；及n2-一側(cè)面搭邊寬度（見表 10-3）;n-相鄰切口間搭邊寬度或沖槽最小寬度（見表 10-3）；C工藝切口寬

4、度（見表 10- 3）；Ki及K2切口間跨度（見表 10- 3）;r切口圓角半徑（見表 10- 3）-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-262表 10-2 帶料連續(xù)拉深的修邊余量.（單位：mm）表 10-3 帶料連續(xù)拉深搭邊及切口參數(shù)推薦數(shù)值（單位: mm）參數(shù)符號(hào)材料厚度 t/mm 0.5 1.51.5/|興/葉1-1J H拜 冃./|工110.20.30.50.60.81.01.21.510 301.21.21.51.82.02.22.53.030 601.21.51.82.02.22.52.83.03.5602.02.22.53.03.54.04.5材料厚度 t/mm板料的計(jì)算直徑Di第 10

5、 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì) 263 -2631.51.7521.522.5n1.51.83r0.811.2KiKi俺(0.50.7)DK2K2止(0.250.35)DC(1.021.05)D-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-2642.拉深系數(shù)d總拉深系數(shù)-=m!m2mn表 10-4 帶料拉深的總拉深系數(shù)m材料強(qiáng)度極限bb/MPa相對(duì)伸長(zhǎng)率/%總拉深系數(shù)m不帶推件裝置帶推件裝置t =1.22t =1.22鋼08F30040028 400.40.320.16黃令同H62、H6830040028 400.350.290.24 0.2軟鋁80 11022 250.380.300.18表 10- 5 帶料切口連

6、續(xù)拉深首次拉深系數(shù)mi（材料：0810鋼）板料相對(duì)厚度凸緣相對(duì)直徑t/DX1000.06 0.20.20.50.51.01.01.51.51.1-1.30.600.590.580.560.531.3-1.50.570.560.550.530.511.5-1.80.530.520.510.500.491.8-2.00.470.460.450.440.432.02.20.430.430.420.420.41第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì) 263 -2652.2-2.50.380.380.380.380.372.5-2.80.350.350.350.350.342.87.00.330.330.330

7、.330.33表 10-6 帶料切口連續(xù)拉深后次拉深系數(shù)mi（材料:08 10鋼）毛坯相對(duì)厚度100拉深系數(shù)t/Dx0.06 0.20.2 0.50.5 1.01.0 1.51.5m20.800.790.780.760.75m30.820.810.800.790.78m40.850.830.820.810.80m50.870.860.850.840.82表 10-7 帶料切口連續(xù)拉深各次拉深系數(shù)的極限值材料拉深系數(shù)123456極限拉深系數(shù)黃銅軟鋼、鋁0.630.670.760.780.780.800.800.820.820.850.850.90第 io 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-265 -2663

8、.拉深高度帶料切口連續(xù)拉深的第一次拉深相對(duì)高度hi / di不應(yīng)超過表 7-12 所列數(shù)值。10.2.2帶料連續(xù)拉深的工序計(jì)算計(jì)算毛坯直徑D(D = Di+ )。(2) 核算總拉深系數(shù)m(大于表 10-4 所列數(shù)值) )。(3) 根據(jù)(t/D)X00、d凸/ d和h/d確定連續(xù)拉深的種類 及切口的型式。(4) 計(jì)算帶料寬度B和步距 A 及切口尺寸。(5) 確定各工序拉深系數(shù)，從而確定所需的拉深次數(shù)。(6) 計(jì)算各次拉深凸模和凹模的圓角半徑。第一次拉深：R凸-(35)t,R凹=(24)t。最后一次拉深：R凸廠0.78R凸(T,但不小于2t;R凹i=0.75R凹(i4),但不小于t。若工件的圓角半

9、徑凸“2t,r凹“t，則應(yīng)在保證拉深直徑的前提下，通過整形工序逐漸減小圓角半徑，每次整形工序第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-267-283 僅允許減少圓角半徑50%,最后達(dá)到工件圓角半徑的要求。中間工序的圓角半徑應(yīng)均勻地減小。設(shè)計(jì)拉深模時(shí)，凸，凹模 圓角半徑應(yīng)采用小的允許值，以便調(diào)整拉深模時(shí)按需要增大 凸凹模的圓角半徑。(7)繪制工序圖。10.3設(shè)計(jì)實(shí)例10.3.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1) 首次拉深和切口工序，最好有單獨(dú)的壓邊圈，以防帶 料起皺，影響后續(xù)工序。(2) 各凹模最好單獨(dú)鑲拼，或?qū)⒎蛛x工序( (切口、沖孔、落 料)與變形工序( (拉延、整形) )的凹模分段鑲嵌，便于維修、刃 磨和更換。(3)

10、拉深工序次數(shù)較多時(shí)，為了便于調(diào)整模具，宜在首次 拉深工序后留一空步，作后備拉深之用。(4) 在沖孔工序中，模具定位圈( (凹模)的高度應(yīng)等于制件的 拉深高度。若制件的拉深高度小于凹模的高度，在沖孔時(shí)同時(shí)對(duì)制件產(chǎn)生拉深作用，可能拉裂，也會(huì)對(duì)制件的高度產(chǎn)生 影響。-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-26810.3.2設(shè)計(jì)實(shí)例沖制如圖 102所示一空心鉚釘制件，材料 08 鋼，采用帶 料連續(xù)沖制。其工序?yàn)闆_步距缺口、工位間切口、拉深、沖 孔、翻邊、落料，模具類型為具有四導(dǎo)向的步距側(cè)刃連續(xù)模。該冷沖模為拉深、沖孔、翻邊、落料連續(xù)模(a)制件圖( (b)沖孔結(jié)束時(shí)的工序圖圖 10.2 空心鉚釘制件1.沖壓工藝

11、設(shè)計(jì)1)計(jì)算拉深毛坯直徑和選擇帶料寬度及步距(1) 沖壓類型的選擇計(jì)算：t =0.5 v0.05d =0.05漢10.4 =0.52g =251.2d =1.2匯10.4 =12.48凸h =23.9 Ad =10.4一單 23近.010.4iiA 屮：J一uC4iI1IL4新一第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-269-283 因此，選擇帶料切口連續(xù)拉深(2) 帶料寬度和步距尺寸的計(jì)算：-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-270按體積相等關(guān)系得拉深毛坯直徑D =38mm。步距尺寸A和帶料寬度B的計(jì)算按表 10-1 所列公式確定A = Dn= (38 2)mm =40mmB =(1.021.05)D 2

12、n2=(1.03 38 2 1.5)mm =42mm考慮到拉深后帶料兩方向收縮的影響，得出 排樣尺寸:步距 40mm,料原始寬度 60mm，步距沖裁后 50mm，拉圖 10.3 工藝排樣圖2)計(jì)算拉深次數(shù)及各半成品尺寸由于是帶狀毛坯，制件拉深系數(shù)m =10.9/38 =0.287，查表 10- 4得總拉深系數(shù)08鋼為 0.16,可行。(1)選取各次m相對(duì)厚度 t/D = 0.5/38 = 0.0132 = 1.32%，查表 10- 5、10- 6 得出相應(yīng)的各次及限拉深系數(shù)m極0.56,m極2=0.76,深后料寬 42mm,落料34040* 40“沖孔第工次拉伸第一次拉伸42翻邊第卩U次拉伸第

13、二次拉伸沖裁切口側(cè)刃沖裁第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-271-283 m極3=0.79,m極4=0.81。總拉深系數(shù)為mm2m3m4= 0.56 0.76 0.79 0.81：0.272。 由-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-27238 0.272 T0.3366 dlO.4可知，總拉深次數(shù)可暫定為四次。(2) 各次拉深直徑di(內(nèi)徑) )= 38漢0.56mm = 20.3mmd2二20.3 0.76mm = 16.2mm，d3=16.2 7.79mm = 12.8mmd4= 1 2 . 8 0.81mm10.：35mjm10.4mm取。d4= 10.4mm(3) 各次拉深凹模圓角半徑R =

14、5t = 5漢0.5mm = 2.5mm，R凹2= 2.3mm，R凹3二2.1mm，R4二2mm。(4) 各次拉深凸模圓角半徑分別為：冷1=5t=2.5mm ，R凸2= 2.1mm ，R凸 3= 1.8 mm ，R凸4=1.5mm。(5) 各次拉深高度分別為：h=11mm ,h2= 15.1mm ,h3=18.2mm,h4= 23.9mm。(6) 首次拉深相對(duì)直徑d凸/ d二25/ 20.3 = 1.23，相對(duì)高度第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-273-283 hjd1=11/20.3 = 0.540.56(最小值) )，符合要求。-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-274圖 10.4 工序圖3)計(jì)

15、算沖壓力(1) 步距側(cè)刃沖裁力Fi。沖裁長(zhǎng)度Li=89.9mm，材料強(qiáng)度極限6 =360MPa， 厚度=0.5mm， 步距側(cè)刃沖裁力Fi=1.3 89.9 0.5 360N =1.3 16182N =21036.6N， 取21.03kN。(2)切口力F2。 周長(zhǎng)L2= 104.7mm， 切口沖裁力F2=1.3 104.7 0.5 360N =24499.8N，取24.50kN。繪制工序圖25203如&2-厘tr：釦0.4尹r161110.4第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-275-283 (3) 沖鉚釘孔力F3。周長(zhǎng)L3=14.14mm，鉚釘沖裁力F3=1.3 14.14 0.5 360

16、 =3308.1N,取 3.31kN。-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-276(4) 翻邊力P。翻邊系數(shù)m =do/ D =4.5/10.4 = 0.43 m極=0.42。 翻邊 咼度h =3.1mm。P =1.1ntCs(D do) =1.1n0.5 200 (10.4 4.5)N =2039N, 取2.04kN。(5) 落料力F4。F4=1.3漢23漢n0.5匯360N =16908N, 取16.9kN4)計(jì)算拉深力、拉深壓邊力、沖裁卸料力、翻邊卸料力(1) 拉深力。卩拉=K妙匕第一次拉深F拉1=1X n沢20.3 X0.5X450N =14349N，取14.3kN第二次拉深F拉2=1 n16

17、.2 0.5 450N =11451N，取11.5kN第三次拉深F拉3=1冗疋12.8漢0.5X450N =9047N，取9.05kN第四次拉深F拉4=1 n10.4 0.5 450N =7351N。取7.35kN(2) 拉深壓邊力F1= n4D2(+2漢R凹)漢q =n4漢(382(20.3 +2匯2.52)漢2 =1262N, 取1.262kN。F2=n4叫(20.3*2況2.5)2(16.2 +2匯2.3)x2 =325N,取0.325kN。F3=n4X(16.2+2X2.3)2(12.8+2漢2.1)、2 =225N,取0.225kN。F4二n/(12.82 2.1)2-(10.4 2

18、2.Q)2=128N,取0.128kN(3) 沖裁卸料力第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-277-283 F =0.05 (16.18 18.84 2.54)kN =7.746kN。-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-278上式中,16.18kN 為步距側(cè)刃沖裁力，18.84kN 為切口沖裁力，2.54kN 為鉚釘孔沖裁力。(4)翻邊卸料力。F翻=0.05 2.04kN =0.12kN。5)壓力中心位置表 10-8 由合力矩定理求得壓力中心力/kN落料力翻邊力鉚釘孔沖裁力拉深力 4拉深力 3拉深力 2拉深力 1切口沖裁力步距側(cè)刃 沖裁 力 2步距側(cè)刃沖裁力 116.92.043.317.359.051

19、1.514.324.519.86 1.17拉深拉深拉深拉深壓邊壓邊壓邊壓邊力 4力 3力 2力 10.128 0.2250.325 1.262力臂/mm04080120160200240300372392第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-279-283 力矢巨/kN mm-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-2800181.6 26.48 89735 7350 7388 458.6合力： 送F =109.97kN，合力矩： 送M =23785kN mm,壓力中心位置：X =216mm,Y =0,如圖 10 5 所示。圖 10.5 計(jì)算合力作用點(diǎn)2.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及凸、凹刃口尺寸計(jì)算凸模結(jié)構(gòu)采用常規(guī)過盈裝配

20、式。凹模結(jié)構(gòu)采用分體式，將側(cè)刃沖裁凹模、切口凹模，拉深 凹模，沖孔翻邊凹模、落料凹模分開，以便于制造、裝配、 調(diào)整和維修。所有凹模鑲嵌在凹模邊框中。1）各拉深凸、凹模結(jié)構(gòu)及尺寸凸凹模結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 10.6、圖 10.7 所示。2）沖孔、翻邊、落料凸凹模尺寸計(jì)算下面將主要的三對(duì)凸凹模刃口尺寸進(jìn)行計(jì)算第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-281-283 沖翻邊底孔$4.5初:d凸=（4.5十0.75 *0.1）qo2o=4575qo2o,/-0.020-0.020。凹=（4.575十0.04）J=4.571孑 。沖翻邊底孔023衛(wèi).3:D凹=（230.75 4.3）嚴(yán)5=22.775穢25,d凸=（2

21、2.775 0.04）_Q.O2O=22735衛(wèi)020。第四次拉深： 如1.4:D凹=（11.40.8乂0.2）I =11.24了4，/ 0 0d凸二（11.24一1）_0.03=10.24_0.03。3）凸模、凹模固定板尺寸形狀凸模固定板采用過盈配合將凸模逐個(gè)地固定在板上。凹模 固定板是邊框形式，它將5 塊凹模鑲塊鑲拼固定在一起。凸模固定板如圖 10.8 所示，凹模固定板如圖 10.9 所示。圖 10.6 凸模結(jié)構(gòu)及尺寸第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-282650-275 圖 10.7 凹模結(jié)構(gòu)及尺寸.4(035：1)017015.84.297,：40332 弐山 2372+0.02132+

22、0.0217210.022】2 二豳 2 立+0一 02落料凹棧沖扎閘模拉伸凹撓 3 拉神凹模 1側(cè)刃凹挾刖 2 蘭00 (j)母 j)母 00iEEE第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-283-283 圖 10.8 凸模固定板-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-284圖 10.9 凹模固定板3. 設(shè)計(jì)計(jì)算壓料元件、彈料元件針對(duì)沖裁切口、拉深、沖孔、翻邊和落料等不同功能，將 壓料、彈料分成 3 塊，分別為沖孔落料卸料板、拉深壓邊圈 和沖裁切口卸料板。如圖 10.10 所示。AA(0.26:1)650第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-285-283 圖 10.10 壓邊圈及彈簧裝置1)拉深壓邊圈壓料彈簧尺寸

23、選取及計(jì)算eeeee e e eeeO o。o o o Oeeee e e s eeftn:nsvri|=一=三一沖裁切門卸料根-260 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-286彈簧尺寸包括簧絲直徑、彈簧直徑和彈簧圈數(shù)。這些參數(shù) 有的是選取的，有的是計(jì)算的。(1)計(jì)算彈簧直徑D取簧絲直徑 d=3.5mm，按彈簧材料強(qiáng)度計(jì)算D， =極限=600/ 2N mm，8PD 4 1940/ 48 1940/ 4 D323nd3n3.52n3.53由 彈 簧 強(qiáng) 度計(jì) 算 公 式 得4Pnd第 10 章帶料連續(xù)拉深模設(shè)計(jì)-287-283 4 1940/4300廠Dn3.5mm = 9.91mm,8x1940/ 4nx 3.53D =10mm。(2)計(jì)算彈簧圈數(shù)n。由彈簧變形量及剛度條件得，壓邊力F =1940N2)沖裁切口卸料板彈簧尺寸選取及計(jì)算計(jì)算彈簧圈數(shù)3)沖孔落料卸料板彈簧尺寸選取及計(jì)算(1)選取簧絲直徑d和彈簧直徑D。選取d =3mm，計(jì)算彈簧圈數(shù)n。沖孔落料卸料力為64 Ph =-