汽車內(nèi)外板模具設(shè)計說明

1、. . . . 2 汽車外板覆蓋件拉延模模具2.1 拉延模具概述拉延模是保證制成合格覆蓋件最主要的裝備。其作用是將平板狀毛料經(jīng)過拉延工序使之成型為立體空間工件。拉延模有正裝和倒裝兩種型式。正裝拉延模和凸模和壓料圈在上，凹模在下，它使用雙動壓力機，凸模安裝在滑塊上，壓料圈安裝在外滑塊上，成型時外滑塊首先下行，壓料圈將毛料緊緊壓在凹模面上，然后滑塊下行，凸模將毛料引伸到凹模腔，毛料在凸模、凹模和壓料圈的作用下進行大塑性變形。倒裝拉延模的凸模和壓料圈在下，凹模在上，它使用單動壓力機，凸模直接裝在下工作臺上，壓料圈則使用壓力機下面的頂出缸，通過頂桿獲得所需的壓料力。倒裝型式拉延模只有在頂出壓力能夠滿足

2、壓料需要的情況下方可采用。此次設(shè)計我所選的就是后面一種即倒裝型式拉延模。在設(shè)計的過程中，首先要明確拉延模模具的組成。（1） 成型零件凸模、凹模 （2） 壓邊圈 （3） 導向裝置（4） 調(diào)壓裝置 （5） 氣頂裝置（6） 模具起吊裝置拉延模的導向分為導向和外導向。外導向是指壓料圈和凹模之間的導向，導向是指壓料圈和凸模之間的導向。而常用的導向零件有導向板、導向塊、和背靠塊三種。由于導向裝置是置于壓邊圈側(cè)，所以此次設(shè)計將采用導向的導向板導向。導向板結(jié)構(gòu)尺寸如圖2-1所示。導向板材料為T8A，淬火硬度HRC5357。2.2 工藝性分析和初步確定方案2.2.1 工藝性分析工藝設(shè)計是在模具設(shè)計制造之前的技術(shù)

3、準備工作，其主要容有以下幾項：1） 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定工藝方案；2） 根據(jù)覆蓋件結(jié)構(gòu)形狀，分析成型可能性和確定工序數(shù)與模具品種；3） 根據(jù)裝配要求確定覆蓋件的驗收標準；4） 根據(jù)工廠條件決定模具使用的壓床；5） 根據(jù)制造要求確定協(xié)調(diào)方法；6） 提出模具設(shè)計技術(shù)條件，其中包括結(jié)構(gòu)要求、材料要求等。工藝設(shè)計容是貫徹執(zhí)行生產(chǎn)綱領(lǐng)的具體要求和體現(xiàn)，是生產(chǎn)綱領(lǐng)和模具設(shè)計制造之間的橋梁和紐帶。工藝設(shè)計要求方案正確、容可靠、符合實際和實施容易，不允許有任何大的漏洞。其責任分量很重，往往是成敗的關(guān)鍵。我所設(shè)計零件產(chǎn)量要求為：月產(chǎn)量為30000件（轎車），其屬于中批量生產(chǎn)。其生產(chǎn)特點是比較穩(wěn)定地長期生產(chǎn)，生產(chǎn)中形

4、狀改變時有發(fā)生。模具選擇除要求拉延模采用沖模外，其他工序如果影響質(zhì)量和勞動量大也要相應(yīng)選用沖模，模具壽命要求在5萬件到30萬件。模具選擇系統(tǒng)為1：2.5，亦即一個覆蓋件平均選擇2.5套沖模。拉延模常用HT200、HT250灰口鑄鐵制造，表面火焰淬火處理。本模具結(jié)構(gòu)采用導板導向，手工取件，固定或氣動定位毛料，壁厚中等，設(shè)計中得適當考慮其合理性。2.2.2 方案確定與工序（1）在給定的條件下，判斷出為中批生產(chǎn)。其工藝成型方案可有：方案一：倒裝拉延模成型：倒裝拉延模的凸模和壓料圈在下，凹模在上，它使用單動壓力機，凸模直接裝在下工作臺上，壓料圈則使用壓力機下面的頂出缸，通過頂桿獲得所需的壓料力。方案二

5、：正裝拉延模成型：正裝拉延模和凸模和壓料圈在上，凹模在下，它使用雙動壓力機，凸模安裝在滑塊上，壓料圈安裝在外滑塊上，成型時外滑塊首先下行，壓料圈將毛料緊緊壓在凹模面上，然后滑塊下行，凸模將毛料引伸到凹模腔，毛料在凸模、凹模和壓料圈的作用下進行大塑性變形。1） 拉深工藝設(shè)計 拉深工藝設(shè)計是汽車覆蓋件模具設(shè)計過程中非常關(guān)鍵的一步,它決定拉深工序的成敗和質(zhì)量。拉深工藝設(shè)計包括以下幾個步驟: 確定拉深方向、翻邊展開、設(shè)計工藝補充部分、設(shè)計壓料面、布置。2） 拉深方向確定確定拉深方向是首先要遇到的問題, 它不但決定能否拉深出滿意的拉深件, 而且影響到工藝補充部分的多少和壓料面的形狀。有些形狀復(fù)雜的拉深件

6、往往會由于拉深方向確定不當, 而拉深不出滿意的效果, 只好改變拉深方向, 這樣就需要修改拉深模。有些拉深模是很難或者無法修改的, 需要重新設(shè)計和制造拉深模, 同時還必須相應(yīng)地修改前后工序的模具, 所以拉深方向的確定必須慎重。拉深方向的確定應(yīng)遵循以下幾條原則: 保證凸模能進入凹模; 凸模開始拉深時與拉深毛坯的接觸面積要大； 壓料面應(yīng)盡量保證毛坯平放, 拉深深度應(yīng)均勻。但U G 軟件本身并沒有提供直接選定拉深方向的功能,為了保證凸模能進入凹模,在人機交互設(shè)計的情況下, 可以憑觀測, 先選定一個拉深方向, 然后利用analysis -face -slope 功能, 判斷所有曲面和該拉深方向的夾角,出

7、現(xiàn)負角的地方就有問題,應(yīng)重新選擇拉深方向, 直到所有的曲面都滿足要求為止。還有一些分析功能,比如求偏離(Deviation) 功能可以求曲線之間, 曲面之間, 曲線和曲面之間的距離, 利用這種功能可以估測拉深深度。3） 翻邊展開拉深方向確定后就要進行翻邊展開, 使覆蓋件不但能夠方便地拉深, 而且還要便于修邊, 又要為翻邊創(chuàng)造有利的條件。因此, 覆蓋件的展開就是將覆蓋件翻邊展開, 展開以后再加上工藝補充部分, 就構(gòu)成一個拉深件。首先利用Analysis -Deviation 或者Distance 功能求出翻邊的上下兩條邊界線的距離, 然后根據(jù)這個距離, 利用Offset in Face 或Ext

8、ract 等功能求出展開后的翻邊線。對于短的翻邊或者拐角處的翻邊, 還需要用到Bridg 等過渡功能來光滑過渡兩段曲線。4） 工藝補充部分設(shè)計為了實現(xiàn)拉深, 將覆蓋件上的翻邊展開, 窗口補滿, 再加上工藝補充部分構(gòu)成一個拉深件。有些覆蓋件上沒有翻邊, 就直接加上工藝補充部分。窗口補滿部分也是工藝補充部分, 工藝補充部分是拉深件不可缺少的部分, 拉深以后要將工藝補充部分修掉, 所以工藝補充部分也是工藝上必要的材料消耗。因此,在能夠拉深出滿意的拉深件的條件下, 盡可能減少工藝補充部分, 工藝補充部分的多少也是衡量覆蓋件設(shè)計和沖壓工藝先進與否的一個標志。首先,需要把零件的孔、洞等補齊。這需要用到曲面

9、的編輯功能或者利用曲面的延深。很多零件本身孔洞就是曲面編輯的結(jié)果, 這就需要還原。利用Edit -Free Form Feature -Boundary 功能能做到這一點。如果是曲面造型直接形成的孔洞, 就需要用曲面的延深功能。曲面的延深一般分為兩種: 線性延深與自然延深。所謂線性延深就是沿曲面的切線方向延深, 這種延深可以保證曲面的一階連續(xù), 且曲面生成最簡單。所謂自然延深就是按照曲面原來的解析表達式通過擴大曲面邊界來延深曲面。自然延深出來的曲面實際上就是原來曲面的一部分, 因此曲面的光順性、連續(xù)性都更為理想。在U G 軟件中沒有曲面自然延深的功能, 因此可以采取下述方法: 先做出曲面的截面

10、線, 再自然延深截面線, 利用截面線重新生成曲面, 這就間接實現(xiàn)了曲面的自然延深。U G 軟件提供了豐富的曲面構(gòu)造功能, 但在工藝補充部分中, 常用到的曲面構(gòu)造方法主要有: Ruled 、Through Curves 、Swept 、Extension 、Bridge 和Trimmed Sheet 。這些功能都集成在“Insert”“Free Form Feature”菜單中。另外,“Insert”中的“Feature Operation” 菜單中的“Face Blend” 和“Soft Blend”在構(gòu)造工藝補充部分時也經(jīng)常用到。5） 設(shè)計壓料面和布置拉深筋壓料面是工藝補充的一部分, 指凹模

11、圓角半徑以外的那一部分。壓邊圈將拉深毛坯壓緊在凹模壓料面上,凸模對拉深毛坯拉深,不但要使壓料面上的材料不皺, 更重要的是保證拉入凹模的材料不皺又不裂。壓料有兩種形式, 一種是壓料面就是覆蓋件本身的凸緣面, 這種壓料面的形狀是既定的。另一種是壓料面由工藝補充部分補充成, 對這種壓料面的要,壓邊圈將拉深毛坯壓緊在凹模上,壓料面不應(yīng)產(chǎn)生皺紋和裂痕, 以保證凸模對拉深毛坯的拉深,否則在拉深過程中會形成波紋和皺紋,甚至產(chǎn)生破裂,因此,壓料面形狀應(yīng)由平面、圓柱面、圓錐面等組成。確定拉深方向、工藝補充部分和壓料面形狀是決定能否拉深出滿意的拉深件的先決條件, 但是拉深筋能夠控制壓料面上整個拉深毛坯的流動, 根

12、據(jù)拉深件的需要增加或減少壓料面上各部位的進料阻力。因此, 拉深筋的位置、數(shù)量和形狀處理不當, 也不可能拉深出滿意的拉深件。在拉深模調(diào)整的最后階段除改變拉深毛坯局部形狀外, 主要是調(diào)整拉深筋槽的松緊來增加或減少壓料面上各部位的進料阻力,以獲得滿意的拉深件。拉深筋的位置、數(shù)目和長短是根據(jù)拉深件形狀特點、變形特點和拉深深度等因素確定的。在拉深件上設(shè)計拉深筋實際上就是在壓料面上布置拉深筋的位置和選定拉深筋的結(jié)構(gòu)形式,實際操作中,主要用到的是U G 軟件的曲線生成功能。比如在一個平“Curve”面上生成曲線,可以用“Insert”“Basic . 1995-2005 Tsinghua Tongfang

13、Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.Curves”就可以了。如果壓料面不是平面,則可能用到其它一些生成空間曲線的功能。在V18. 0 版本中,“Curve”“Insert”“Curves On Surface”功能可以直接在壓料面上做出表示拉深筋的曲線?？傊? 汽車覆蓋件的設(shè)計要考慮很多因素, 越有經(jīng)驗的設(shè)計人員對這些因素了解就越透徹, 從而可以快速設(shè)計出高質(zhì)量的汽車覆蓋件。我所設(shè)計的拉延件有4條拉延筋，其主要作用是：1）增大進料阻力，有利于使毛坯產(chǎn)生較大的塑性變形，提高沖壓件剛度，減小由于變形不足二產(chǎn)生的回彈、松弛、扭曲、波紋與收縮，防止拉深

14、成形是懸空部位的起皺和畸變。同時也能對拉延筋外側(cè)已經(jīng)起皺的板料在通過拉深筋時起到一定程度的矯正。2）通過改變拉深筋阻力的大小與分布，控制壓料面上各部位材料向凹模流動的速度和進料量調(diào)節(jié)拉深各變形區(qū)的拉力與氣分布。使各變形區(qū)按需要的變形方式，變形程度變形。3）可以在較大圍調(diào)節(jié)進料阻力的大小，相對減小壓料面對進料阻力的影響。由此可降低對壓料面的要求，提高模具壽命。4）由于拉深筋能產(chǎn)生相當大的阻力，可相對減小對壓邊力的要求，容易調(diào)節(jié)到成形所需的進料阻力分布，同時也降低了對模具剛度，設(shè)備噸位等的要求。6）零件成型可能性分析覆蓋件成形的可能性分析是一項艱苦細致的工作。由于覆蓋形狀十分復(fù)雜，其成形可能性計算

15、沒有固定的方法。下面僅介紹幾種最基本的分析方法。A）用基本沖壓工序的計算方法進行類比分析覆蓋件的形狀不論多么復(fù)雜，都可以將它分割成若干部分，然后將每個部分的成型單獨和沖壓的基本工序進行類比，然后找出成型最困難的部分，進行類似的工藝計算，看其是否能一次成型。 基本的沖壓工序有圓筒件拉深、凸緣圓筒件拉深、盒形件拉深、局部成型、彎曲成型、翻邊成型、脹型等。它們都可以作為分析覆蓋件相似部位的基礎(chǔ)，用各種不同方法進行近似估算。由于覆蓋件上的各部位是連在一起的，相互牽聯(lián)和制約，故不要把變形性質(zhì)不同的部分孤立地看待，要考慮不同部位的相互影響，才不會造成失誤。B）變形特點分析覆蓋件的成形工序，大都可以認為是一

16、種平面應(yīng)力狀態(tài)下進行的，垂直板料方向的應(yīng)力一般為零，或者數(shù)值很小，可以忽略不計。因此板料的變形方式，基本上可以分為以下兩大類。 a 以拉深為主的變形方式。在以拉深為主的變形方式下，板料的成型主要依靠板料纖維的深長和厚度的變薄來實現(xiàn)的。拉應(yīng)力成分越多，數(shù)值越大，板料纖維的和厚度變薄越嚴重。因此，在這種變形方式下，板料過度變薄甚至拉斷，主成為變形的主要障礙。 b 以壓縮為主的變形方式。在以壓為主的變形方式下，板料的成型主要依靠板料纖維的縮短和厚度的增加來實現(xiàn)的。壓應(yīng)力成分越多，數(shù)值越大，板料纖維的壓縮和厚度增加越嚴重。因此，在這種變形方式下，板料的失穩(wěn)和起皺應(yīng)成為變形的主要障礙。任何覆蓋件的成型，

17、都不外是拉深和壓縮兩種變形方式的組合，或以拉深為主，或以壓縮為主。由于板料在拉深或壓縮的過程中，具有失穩(wěn)起皺和變薄拉破的危險，因此工藝上必須明確，板料在一定變形方式下極限變形能力究竟有多大，該工件能否一次成型。 如果從變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的特點來看，概括起來，變形的主應(yīng)力狀態(tài)有如下四種類型，如圖2-3所示。（1）拉拉。變形區(qū)兩個主應(yīng)力均為拉應(yīng)力。 （2）拉壓。變形區(qū)兩個主應(yīng)力，一個為拉應(yīng)力，另一個為壓應(yīng)力，但絕對值，拉應(yīng)力大于壓應(yīng)力。 （3）壓拉。變形區(qū)兩個主應(yīng)力，一個為壓應(yīng)力，另一個為拉應(yīng)力，但絕對值，壓應(yīng)力大于拉應(yīng)力。 （4）壓壓。變形區(qū)兩個主應(yīng)力均為壓應(yīng)力。 同應(yīng)力狀態(tài)相對應(yīng)，應(yīng)變狀態(tài)有如

18、下四種類型，如圖2-4所示。（1）拉拉。板面兩個主應(yīng)變均為拉應(yīng)變，厚度方向變薄嚴重。 （2）拉壓。板兩個主應(yīng)變，一個為拉應(yīng)變，另一個為壓應(yīng)變，但絕對值拉應(yīng)變大于壓應(yīng)變，厚度方向變薄。 （3）壓拉。板兩個主應(yīng)變，一個為壓應(yīng)變，另一個為拉應(yīng)變，但絕對值壓應(yīng)變大于拉應(yīng)變，厚度方向變厚。 （4）壓壓。板兩個主應(yīng)變均為壓應(yīng)變，厚度方向變厚嚴重。一般情況下，板料成型時變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)圖與應(yīng)變狀態(tài)圖的對應(yīng)關(guān)系如圖2-5所示。圖中的拉拉與壓壓主應(yīng)力狀態(tài)圖都可能對應(yīng)兩種主應(yīng)變狀態(tài)圖，其余則一一對應(yīng)。 由此，我們可以概括地認識到板料的一般變形規(guī)律與成形性能?？偟恼f來，板料能否順利成型，首先取決于傳力區(qū)的承載能力，即

19、傳力區(qū)是否有足夠的抗拉強度。其次根據(jù)變形方式，分析變形區(qū)變形的主要障礙。在以拉深為主的變形方式下，變形區(qū)均勻變形的程度將決定其變形程度的大小。如果變形不均勻，或只集中某一局部變形，就會因集中應(yīng)變而出現(xiàn)縮頸，變形不能繼續(xù)進行。對此，工藝上往往采取增加凹模圓角半徑或改善潤滑的方法使其變形均勻化。在以壓縮為主的變形方式下，變形區(qū)的抗失穩(wěn)起皺能力將決定其變形程度的大小。對此，工藝上采取適當增加壓料力的辦法，以提高壓料面的質(zhì)量。降低凹模和壓料圈的壓料面表面粗糙度，增加摩擦等措施，可以改善變形條件19。 根據(jù)上述方法，對覆蓋件局部形狀予以判斷分析，可以粗略地掌握覆蓋件的變形特點。但不可不否認，由于形狀的邊

20、界條件不同，這種判斷往往是不夠確切的。因此，判斷工件是否能夠成型，最好的辦法還是參考以前加工過的工件，用類似的方法進行判斷，如果應(yīng)用坐標網(wǎng)格應(yīng)變分析法，將試驗數(shù)據(jù)和工件尺寸形狀對照分析，可以得出更有價值的結(jié)果。c 成形度值判斷法判斷零件成形難易程度對不規(guī)則形狀拉延件的成形，還可以用成形度值進行估算和判斷。成形度： （l/l0-1）100%式中 l0成型前毛坯長度； l成型后工件長度。 在拉延件最深或認為危險的部位，取間隔50100mm的縱向斷面，計算各斷面的成型度值（見圖2-6），利用表2-3的數(shù)據(jù)進行成型分析和判斷。值是單軸方向的值。當必須考慮兩軸方向時，根據(jù)拉深、壓縮情況，即根據(jù)屬于兩向脹

21、型還是兩向壓縮變形，值多少有些變化。一般大型拉延件是通過拉深和脹型的復(fù)合成型來實現(xiàn)的，既有外部壓料面材料的流入，又有凹模洞口材料的深長，所以必須應(yīng)用值對覆蓋件成型性進行判斷，同時還要考慮具體成型條件，對判斷值要作修正（見表2-4），進行綜合性估測。表2-4 成型難易判斷值max修正值（2）最終方案確定：比較方案一與二,方案一成型結(jié)構(gòu)簡單且造價低，易于生產(chǎn)。方案二成型復(fù)雜，不利于生產(chǎn)。所以方案最終選擇方案一，即倒裝拉延模成型。（3）零件成形工序：剪料（制坯料）拉延國家原材料尺寸的規(guī)格有：500mm1500mm、900mm1800mm等，考慮到我所設(shè)計的拉延件需要的坯料尺寸為440mm1460mm

22、，制取方案可以有：1）通過設(shè)計落料模具獲得零件坯料尺寸，2）通過選擇國家標準規(guī)格的剪板機對國家原材料500mm1500mm去除寬度方向上的60mm和長度方向上的40mm就可以獲得所需坯料尺寸。按照合理性、經(jīng)濟性原則，最終我選擇了方案2）。剪切分為平刃剪切、斜刃剪切等，按照各自的特點，我選擇了斜刃剪切，其特點為：斜刃剪切可大大減小剪切力，斜刃剪板機下刃口呈水平狀態(tài)，上刃口呈一定角度的傾斜狀態(tài)，在上下刃口間進行剪切。由于剪刃是傾斜的，剪切時刃口與材料的接觸長度比板料寬度小得多。這種剪板機行程大、剪力小、工作穩(wěn)定，適用于剪切厚度小，寬度大的板料。斜刃剪切只能剪切直線20。斜刃剪切力：剪切毛刺高度允許

23、值：0.05mm。最后參考實用沖壓工藝與模具設(shè)計手冊我選擇的剪板機型號為：Q12-42500（鍛壓機床廠）剪切板厚最大/最小/mm 4/0.5 剪切板最大寬度/mm 2500 電動機功率 /kw 7.5 形成次數(shù)/次/min 45成形工藝卡片如附錄一。2.3 選擇壓力機壓力機分為單動壓力機和雙動壓力機。形狀簡單、深度淺的覆蓋件一般采用單動壓力機來成型；形狀復(fù)雜、深度深的覆蓋件必須采用雙動壓力機成型，這是因為單動壓力機的壓料力是靠機床下面的油缸獲得的，油缸的壓力和行程都比雙動壓力機小得多，它不能提供較大壓料力和大行程的復(fù)雜深拉延件所需的成型力。其次，單動壓力機所用拉延模的壓料圈比較薄，剛性相對弱

24、，也不能適應(yīng)復(fù)雜深拉延件的成型。此模形狀簡單，深度淺的覆蓋件應(yīng)采用單動壓力機21。力的計算：公式：壓力機公稱壓力F （A為壓邊圈的面積，P為單位壓邊力取2.53.0）（L為坯料長度，t 為坯料厚度，為材料抗拉強度，為拉伸系數(shù)） 則F4370KN 所以為了保證壓力我選用壓力機設(shè)備型號為JA36800T，此機床的氣頂桿最高行程為90mm2.4模具工作原理模架都已經(jīng)安裝在機床上，壓邊圈在機床的氣頂桿的作用下先達到了最高行程90mm，且調(diào)試完畢保證了閉合高度。在機床提供動力源的基礎(chǔ)上，上模架隨著機床向下運動，上模架上的凹模在導向?qū)О宓幕鋵虻淖饔孟孪扰c壓邊圈接觸，將零件坯料壓置在壓邊圈上，通過壓邊圈

25、上的擋料板來零件坯料進行定位，壓邊圈與上模架接觸后，其將與上模架一起向下運動，直至坯料在凸模和凹模的作用下形成所需零件。在此過程中導向分別有壓邊圈與凸模之間的導向、上模架與壓邊圈之間的導向。為保證零件成型后壓邊圈能回到最大行程，所以在壓邊圈上布置了16個氣頂桿，其選擇前提為：在給定壓邊圈的壓邊力為90T的基礎(chǔ)上，選定標準件中4T的氣頂桿，所以所需其頂桿個數(shù)N=90T/4T=15，為了保證強度和其頂桿的對稱性，我選擇了16個氣頂桿。壓邊圈與凸模之間的導向板選擇原則是：行程是導板高度的2/3，即是行程3/2=90mm1.5=135mm，在給定標準件中沒有高度為135mm的導板，所以為保證強度有接近

26、135mm的要求，我選擇了150mm150mm的導板。2.5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.1 凸模的設(shè)計簡單的模具設(shè)計可以根據(jù)設(shè)計指導書去對模具進行尺寸設(shè)計和選擇，而我所設(shè)計的是比較復(fù)雜的零件對應(yīng)的模具設(shè)計，而對于所給定的零件，我只能運用模具設(shè)計的靈魂即分模線結(jié)合UG2.0三維軟件對模具進行設(shè)計，凸模的外輪廓就是我所設(shè)計拉延件的外輪廓，為了保證凸模外輪廓尺寸，沿壓料面有一段40mm60mm的直壁必須加工，直壁往上呈45，縮進10mm40mm為非加工面。凸模圓角，t為我的制件毛坯厚度。成型后的凸模如圖2-7。其設(shè)計成形思路如下：（1）將分模線投影，在投影曲線對話框中，復(fù)制方法選擇復(fù)制，平面子功能中

27、選擇主平面為ZC方向確認后回到投影曲線對話框中確定，在分模線上會顯示出投影后的分模線。用投影后的分模線，拉伸出實體起始距離為200，終止距離為-200，模體做出后，打開分模面，用分模面對實體進行分割，分割后將分模面上半部分實體刪除，將分模面關(guān)閉。（消參）。既做出凸模本體。（2）CTRL +B將凸模本體隱藏，用分模線的投影線向偏置10，制作刃口，用兩條偏置線拉伸出中空實體，大小依然為200，-200。做出中空實體后將分模面打開，對中空體進行分割，分割開后將分模面以上的實體刪除，刪除后，關(guān)閉分模面，CTRL+T平移剩余的中空體，向下移動40。移動后，CTRL+SHIFT+U顯示出隱藏的凸模本體，用

28、凸模本體和中空體進行布爾減運算，既做出刃口。（消參）。（3）CTRL+B將當前實體隱藏，將偏置10的分模線再向偏置50，做隨行筋，隨行筋的厚度要求至少保證50。用拉伸50的分模線拉伸出實體，數(shù)值為200，-200，打開分模面，對實體進行分割，分割后刪除分模面以上的部分，將剩余的實體CTRL+T向下移動60，移動后，CTRL+SHIFT+U顯示出隱藏的凸模本體，再用布爾減命令用凸模本體減去移動60的實體，既做出隨行筋。（消參）。凸模制作完成。設(shè)置凸模實體為61層，并關(guān)閉61層，刪除除分模線的投影線以外的其它偏置線。2.5.2 壓邊圈的設(shè)計壓邊圈輪廓是套在凸模外輪廓外面的，沿壓料面有一段100mm

29、60mm的直臂必須加工直壁往上是45斜度，大出40mm100mm為非加工面。壓邊圈輪廓與凸模外輪廓之間的間隙和凹模圓角半徑的大小有關(guān)，間隙大于凹模圓角半徑，則影響壓料效果，最好的位置是在凹模圓角半徑的切點處，所以壓邊圈輪廓和凸模圓角輪廓之間的間隙比凹模圓角半徑稍大，我所設(shè)計的壓邊圈壓邊面本身就是覆蓋件的法蘭邊，所以凹模圓角半徑為6mm，則壓邊圈輪廓與凸模外輪廓之間的間隙取3mm。其成型步驟如下：（1）將分模面的層打開，顯示出分模面，用縫合命令對分模面進行縫合，在縫合對話框中，縫合公差最大不能超過0.5。先選中分模面的任意一塊，鼠標中鍵確認，在選中整個面，選擇應(yīng)用，系統(tǒng)將會發(fā)出錯誤報告提示錯誤點

30、，如有錯誤點，CTRL+Z返回上一步重新調(diào)整縫合公差或其他設(shè)置，縫合好后就可以制作模本體。（消參）。（2） 將分模線的投影線向外偏置3，再將胚料線的投影線向外偏置15，用偏置3和偏置15的兩條偏置線拉伸出中空實體，打開分模面，對中空實體進行分割，分割后，將分模面的上半部分實體刪除。（3） 將分模面CTRL+T向下移動60，再對中空實體進行分割，分割后刪除分模面以下的部分，保留兩次分割后中間部分實體。（4） 將分模面CTRL+T向上移動60回原位，并關(guān)閉分模面。既做出壓邊圈本體并將本體CTRL+B隱藏。（5）將已經(jīng)偏置3的偏置線再向外偏置10制作刃口，用偏置3和偏置13的的兩條偏置線拉伸出中空實

31、體。打開分模面，將中空實體分割，分割后刪除分模面以上的中空實體，將剩余的中空實體向下CTRL+T移動40，再將隱藏的壓邊圈本體CTRL+SHIFT+U顯示出來，用壓邊圈本體對中空實體進行布爾減運算，即作出刃口。（消參）。（6） 用已經(jīng)偏置13的偏置線再向外偏置50，用偏置13和偏置50的兩條偏置線拉伸出中空實體，制作隨行筋，打開分模面，將中空實體進行分割，分割后刪除分模面以上的部分。（7）CTRL+SHIFT+U顯示出隱藏的壓邊圈本體部分，再用壓邊圈本體和隨行筋本體進行布爾加運算，即做出壓邊圈（消參），如圖2-8，將壓邊圈設(shè)置層為51層。2.5.3 凹模設(shè)計凹模的作用是通過凹模壓料面和凹模圓角

32、進行拉延。凹模的輪廓就是我所設(shè)計拉延件的輪廓。而凹模的圓角可用下面公式算出：式中t為拉延件毛坯厚度。凹模只有本體和隨行筋，沒有工藝切口。所以其設(shè)計步驟如下:1. 將胚料線投影，并將胚料線的投影線向外偏置15，用偏置15的胚料線拉伸出實體，數(shù)值為200，-200，打開分模面將實體進行分割，分割后將分模面以下的實體部分刪除。2. 再將分模面向上CTRL+T移動60，移動后再用分模面對實體分割，分割后將分模面上半部分的實體刪除，保留兩次分割剩余的中間實體部分，（消參）再將分模面CTRL+T向下移動60，回到原來的位置，關(guān)閉分模面，顯示出的就是凹模本體，并將凹模本體CTRL+B隱藏。3. 將分模線向外

33、各偏置25，做隨行筋，用偏置+-25的兩條偏置線拉伸出中空實體，打開分模面，用分模面分割中空實體，分割后，將分模面以下的實體部分刪除，將隱藏的凹模本體CTRL+SHIFT+U顯示出來，將本體和隨行筋進行布爾加運算，使凹模本體和隨行筋加為一個體。（消參）。將實體設(shè)置層為71層。并將71層關(guān)閉，刪除其他曲線。如圖2-9。2.6 模架的選擇與安裝調(diào)試2.6.1 拉延模模板的概念 模板是結(jié)構(gòu)標準化的具體體現(xiàn)，那么模板中的每一個標準化結(jié)構(gòu)都可以看作是一個模塊。將各個模塊建模，然后利用UG的裝配功能把模塊拼裝，便完成模板。模具作為一種特定結(jié)構(gòu)的機械產(chǎn)品，進行模塊化設(shè)計時，既與傳統(tǒng)模塊化機械產(chǎn)品設(shè)計有許多共

34、同之處，又具有自身的特殊性。模塊的正確劃分是模板制作的關(guān)鍵，要兼顧兩個方面：一是模具的結(jié)構(gòu)，二是是否有利于實現(xiàn)參數(shù)化。模架模塊是指結(jié)構(gòu)相對規(guī)則的上下模架部分，主要起定位和支撐等作用?？紤]到模具要固定在機床上，專用型面模塊的外形直接受型面的控制，所以將壓形模板分成6個模塊：上模架、下模架、上模型體、下模型體、機床和型面。這樣劃分的優(yōu)點有：將上、下模劃分為模架和型體，因為模架是少變化和穩(wěn)定的，結(jié)構(gòu)相對規(guī)則，易于實現(xiàn)參數(shù)化；而型體外形則是多變的，不規(guī)則，不易于實現(xiàn)參數(shù)化；當型體由于突變失效時，不至于牽連基座?；谏鲜鰠?shù)化模板技術(shù)在汽車覆蓋件壓形模板設(shè)計中應(yīng)用方法的分析，根據(jù)對壓形模板的模塊劃分，對

35、各個模塊在UG中建模，然后裝配成為壓形模板。模板的結(jié)構(gòu)圖如下圖2-10所示圖2-10 拉延模模架結(jié)構(gòu)圖2.6.2 模板的參數(shù)說明與尺寸要求由于本次設(shè)計的是導向的單動拉延模具設(shè)計，所以在標準模架中調(diào)用了導向的模架。其設(shè)計基本要：設(shè)計總體要滿足零件拉延工藝卡片的要求，達到閉合高度800mm，再在此基礎(chǔ)上對模架進行調(diào)整以滿足零件成型要求，模具與模架的絕對坐標必須重合。其調(diào)整圖如下：拉延模模架分為上、中、下三層模架，在模體裝配之前還要按照任務(wù)書對模板進行調(diào)節(jié)。2.6.3模板（模架）的調(diào)節(jié)原始的模板的尺寸有時候與模體尺寸不相對應(yīng)，因此需要調(diào)節(jié)有如下要求：（1）導腿寬度應(yīng)大于上模板寬度的1/3； （2）調(diào)

36、節(jié)模板高度時，只有導腿有變化，其他部件沒有變化；（3）無論調(diào)節(jié)哪個部件的變化，下模板與中模板之間的距離都是一定的；（4）調(diào)節(jié)完畢后，把上、中、下三層模架全部抽取，以便后續(xù)的編輯。2.6.4 拉延模模體的裝入上模架與凹模本體合在一起作為凹模，中模架與壓邊圈本體合在一起作為壓邊圈，下模架與凸模本體連接在一起作為凸模。要求如下：（1）裝入時，必須讓模體幾何中心保持在原點，因此，在調(diào)整模具位置時，只能移動模板，不能移動模體的中心線；（2）裝入時，凸模體壓邊面應(yīng)超出中模架10mm以上；（3）裝入時，凹模體必須與上模架緊緊相貼，不得有空隙；（4）模體在模板當中盡量兩邊對稱，使拉延模體在模板的中央。2.7氣

37、頂孔的布置與氣頂桿的選擇原則2.7.1 氣頂孔的選擇機床作為一個標準件分為上機床和下機床，凸模固定在下機床上，凹模固定在上機床上。機床上排列無數(shù)個小圓孔，之間的距離為150mm，圓孔里邊有一定長度的氣頂桿，每一個氣頂桿頂出的力為4T。在沖壓工藝卡給定壓邊圈的壓邊力為60T的基礎(chǔ)上，選定標準件中4T的氣頂桿，所以所需其頂桿個數(shù)N=60T/4T=15，為了保證強度和其頂桿的對稱性，我選擇了16個氣頂桿。還有幾列安裝槽和定位槽。裝入時，機床的幾何中心先設(shè)置在原點，把下機床裝在下模架的下方，上機床放在上模架的上方。2.7.2 氣頂孔的選擇要求1）沖壓力是從機床里的氣頂孔力給出的，在沖壓過程中，壓邊力必

38、須小于所有氣頂孔承受的力，即氣頂孔的選擇數(shù)量乘以4（噸）要大于它的壓邊力；2）氣頂孔的選擇數(shù)量乘以4（噸）要大于上模受的力；3）盡量使選擇的氣頂孔兩邊個數(shù)一樣，且兩邊放置均勻，以便受力均勻；4）調(diào)整機床，使氣頂孔與分模線越近越好，但不能與刃口相切；5）調(diào)整機床，使兩側(cè)的氣頂孔盡量與隨形筋的距離保持一致；6）在調(diào)整機床時，機床移動的距離不得大于75mm。最后，用UG中的抽取功能抽取所選擇的孔，抽取的功能是能夠?qū)λM行后序的編輯與操作。用抽取的孔在下模架上開孔，前提是下模架是抽取的，孔直徑為90mm，為的是讓氣頂柱穿過下模架，頂?shù)綁哼吶ι?。為了更有力的頂住壓邊圈，在壓邊圈與氣頂桿之間做個氣頂柱，使

39、氣頂柱與壓邊圈合并為一個體。之后用20mm厚的墊片（標準件）裝配到氣頂住上。2.7.3 氣頂柱尺寸的要求氣頂柱直徑一般取70mm。模架都已經(jīng)安裝在機床上，壓邊圈在機床的氣頂桿的作用下先達到了最高行程200mm，且調(diào)試完畢保證了閉合高度。為了達到?jīng)_壓工藝卡中的壓邊圈最大行程為90mm。有以下公式：氣頂柱底部（包含墊片）與下模架底部之間的距離 =氣頂桿的最大行程壓邊圈最大行程=200mm90mm =110mm2.8 起重方式的選擇高速自動線模具采用吊耳起重棒形式（TS標準），多工位和手動線采用整體鑄出式起重棒（宮津標準MYS-E287），整體式起重棒布置在模具的左右兩側(cè)。此模架起重方式選擇吊耳而不

40、能選擇起重棒。因為設(shè)計要求選用JA36800機床，用起重棒強度不夠，容易引起斷裂，使用時間難以達到廠家要求。故選用吊耳。起吊裝置在模具加工、組裝和安裝、卸模、搬運等情況下使用，它是模具使用安全的重要部分。起吊裝置的種類如圖2-13。我選用的吊耳是（a）插銷吊鉤（用于上下模架的起吊）和（b）鑄嵌式吊鉤（用于壓邊圈的起吊放置）。2.9 導向裝置2.9.1 導板的選擇拉延模的導向分為導向和外導向。外導向是指壓料圈和凹模之間的導向，即導板在壓料圈之外；導向是指壓料圈和凸模之間的導向。即導板在壓料圈之。而常用的導向零件有導向板、導向塊、和背靠塊三種。由于導向裝置是置于壓邊圈側(cè)，所以此次設(shè)計將采用導向的導

41、向板導向，也稱導板導向。導向板廣泛用于中小型拉延模，其長、寬尺寸依據(jù)模具大小和受力的方向等進行調(diào)整。導向板結(jié)構(gòu)尺寸如圖2-14所示。導向板材料為T8A，淬火硬度HRC5357。裝配導板時，導板是一個標準件，此標準件分為三層，中間層是導板，兩邊分別是滑配面和擋墻面2.9.2 凸模上的導板安裝（1）凸模上的導板選擇原則是：行程是導板高度的2/3，即是導板高度=行程3/2=90mm1.5=125mm，在給定標準件中沒有高度為125mm的導板，所以為保證強度有接近125mm的要求，我選擇了高度為150mm的導板。導板是安裝在凸模與壓邊圈之間，安裝時我選用的是以下寬度的尺寸：1） 在凸模的兩側(cè)（窄面），

42、安裝1501502的導板；2） 在凸模的前后（寬面），安裝1501504的導板；（2）導板的安裝有如下要求：1） 先把凸模的隨形筋延伸到下模架上；2） 由于裝配導板是個標準件，在編輯導板的尺寸時，用UG里工具中的部件族，它的作用是改變此標準件尺寸，若再安裝另一尺寸的導板，就必須再復(fù)制一個標準件，進行編輯；3） 導板上的任意一點到原點的距離應(yīng)都是整5整10，為了是加工的方便；4） 導板和擋墻靠在凸摸表面上，滑配面靠在壓邊圈側(cè)；5） 擋墻的上表面應(yīng)露出凸模刃口水平距離3mm左右，為了是加工的方便；6） 導板的上表面到刃口的垂直距離不得小于25mm，且每一個導板與刃口的垂直距離都保持一致；凸模的每一

43、個面應(yīng)安裝2個導板，導板最好安裝在靠近凸模四個角，為了使導板的滑行更穩(wěn)固；2.9.3 壓邊圈上的導板安裝壓邊圈上放置的是滑配面，安裝步驟如下：1）先把壓邊圈的隨形筋延伸到中模板的下層板上；2）先把壓邊圈抽取，因為裝入的拉延模摸體相當于一個標準件，只能抽取后才能對它進行編輯，再抽取每一個滑配面；3）藏各個導板 ，只留下抽取得滑配面，拉伸靠壓邊圈里的滑配表面，向相反方向各拉伸50mm；4）把壓邊圈以里的各個實體的四個側(cè)面各偏置25mm,為的是給導板留空余；5）然后做布爾減，露出滑配面，在凹的兩側(cè)作圓角為20mm；6）再把壓邊圈的外表面的每個實體做倒角為10mm；2.9.4凸模與壓邊圈的導向凸模和壓

44、邊圈的導向是用48對導板導向，導板數(shù)量根據(jù)模具大小與具體結(jié)構(gòu)選定。導板應(yīng)放置在凸模外輪廓的直線或形狀平滑的部位。導向面應(yīng)在壓料圈輪廓與凸模外輪廓之間空隙的1/2處。拉延開始時導向面的接觸（包括30。斜面部分）應(yīng)不小于50mm，如圖2-15（a）所示，拉延結(jié)束時，凸模導板不脫離壓邊圈導板，如圖2-15（b）所示。導板無論安裝在凸?；驂哼吶μ帲浒惭b面應(yīng)充分考慮到易于鑄造保證尺寸，便于機械加工。圖2-16（a）所示的凸模導板結(jié)構(gòu)，鑄件中的空隙大，機械加工面積最小，是合理的結(jié)構(gòu)形式20。圖2-17為壓邊圈導板示意圖。壓邊圈上的導板安裝面需要加工，考慮到機床加工條件、加工深度不易大于250mm，為了降

45、低加工面的深度，可將30。斜面放在凸模導板上，這樣凸模導板尺寸加長，相應(yīng)地可將壓邊圈導板長度縮短，如圖所示。 2.9.5 凹模與壓邊圈的導向常用的壓邊圈和凹模之間的導向，是在壓邊圈和凹模上鑄出凸臺和凹槽，并在其上安裝導板以起導向作用，導向間隙為0.03mm。凸臺和凹槽的放置位置根據(jù)需要決定。圖2-18（a）所示的凸臺放在凹模上，其優(yōu)點是工人操作時看得清楚且較安全，缺點是調(diào)整沖模時防礙打磨壓料面和壓料筋槽。圖2-18（b）所示的凸臺放在壓料圈上，此時打磨壓邊面和壓料筋槽比較容易，放料和取件方便，多用于壓邊面形狀復(fù)雜的情況。凸臺和凹槽上安裝導板有利于調(diào)整導向間隙，導向面可考慮一面裝導板，另一面精加

46、工，磨損時可在導板背后加墊調(diào)整，導板安裝要考慮制孔的方便性。凹槽于導向面之間的距離A壓邊面長度加上2040mm；距離B決定于壓邊面的寬度，一般取壓邊面寬度的1/31/2。凹槽應(yīng)對稱分布。2.10 筋的布置與壁厚選擇拉延模的凸模、凹模、壓料圈和凸模固定座與模架等都采用鑄件毛坯。鑄件既要盡量輕，又要有足夠的強度和剛度。因此可將鑄件的非重要部分挖空，并在影響強度和剛度的部位增加立筋。筋的厚度一般取40mm，在凸摸和下模架的中空底部、凹模和上模架的中空頂部都要立筋，筋的間距一般為300mm左右。筋的布置應(yīng)避免十字交叉，最好是丁字交叉如圖2-19所示。壁厚盡可能均勻，避免急聚變化的斜面。壁厚過薄，澆鑄時

47、熔融金屬的流動變壞。壁厚和薄壁接合部位要設(shè)置過渡區(qū)。 拉延模的凸模、凹模、壓料圈和凸模固定座與模架等都采用鑄件毛坯16。鑄件既要盡量輕，又要有足夠的強度和剛度。因此可將鑄件的非重要部分挖空，并在影響強度和剛度的部位增加立筋22。模具鑄件壁厚與模具的尺寸、生產(chǎn)批量和受力情況有關(guān)。合理選用鑄件壁厚不僅可以節(jié)約材料，也有利于提高鑄件質(zhì)量。鑄件的壁厚和結(jié)構(gòu)參數(shù)沒有同一的標準，各國各廠推薦的數(shù)據(jù)不盡一樣，這里推薦在小批量和大批量生產(chǎn)時鑄件各部分壁厚的參考數(shù)據(jù)分別見圖2-20（ab）和表2-5（ab）表2-5（b） 大批量生產(chǎn)時拉延模鑄件壁厚數(shù)據(jù)壓料面處的寬度安拉延前毛配的壓料寬度加大4080mm，約在1

48、30240mm圍。本套模具壁厚即隨形筋厚為50mm。2.11 定位裝置2.11.1 凸模與下模架之間的定位凸模與下模架之間的定位，一般用三個鍵固定就可以了，即左右兩側(cè)和前后其中一側(cè)，其尺寸為：長為80mm、寬為32mm、高為25mm,且有一面的倒角為3mm。在鍵的中央有一個沉頭孔，其尺寸為：沉頭深度為12mm，沉頭直徑為18mm，孔直徑為11mm。安裝鍵時有如下要求：1）沉頭孔朝上，倒角與沉頭孔同面。2）鍵的頂部與凸模上的槽留有5mm的間隙。3）為了防止定位鍵作用的力對薄壁有影響，往往在鍵旁薄的地方加厚在布置鍵槽時有如下要求：1) 在下模架上挖槽3mm，為了使凸模與下模架連接的更穩(wěn)固，在凸模上

49、截取10mm高，與下模架合并一起，即下模架上挖槽13mm；2) 在凸模上挖槽17mm；3） 槽的一端最好設(shè)成半圓形，以便加工方便；4） 槽的長度要長于鍵長度15mm左右，以便給出它的活動量；2.11.2 上下模架與機床的定位 上下模架與機床的定位，要用四個定位鍵，此鍵是交叉十字的通鍵，以便能夠承受更大的力，即要在上下模架的筋上設(shè)置槽，其尺寸為：高20mm，寬32mm。2.12 定位孔的布置為了更準確的加工模具，需在各個模架上安裝定位孔，其結(jié)構(gòu)為兩邊是半圓結(jié)構(gòu)，定位孔的圓心與某一個半圓的圓心一致，其尺寸為：兩半圓的圓心距為60mm，寬為50mm，定位孔直徑為15mm，高為10mm定位孔的布置要求如下：1）安裝定位孔時，小孔的圓心必須與模體的中心線對齊；2）每一個模架上安裝3個定位孔即可，其中左右兩側(cè)兩個，在Y軸的負方向（送料方向）上一個；3）安裝定位孔時，要與各模架的邊緣相切，其中在上模架安裝時，應(yīng)與導腿邊緣相切。2.13. 固定裝置2.13.1 法蘭臺的制作凸模與下模架之間的固定，是由法蘭臺固定的，這里只制作大概