第3章 頂蓋前橫梁拉延模設(shè)計(jì)

拉延模本體設(shè)計(jì)1整體結(jié)構(gòu)凸模(Punch)壓邊圈(Pad/Binder)凹模(Die)234整體結(jié)構(gòu)本項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)斷面圖頂蓋前橫梁拉延模X向斷面圖頂蓋前橫梁拉延模Y向斷面圖整體結(jié)構(gòu)本項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)實(shí)體圖下模=凸模+壓邊圈模具閉合凹模（上模）壓邊圈正面凸模壓邊圈背面凸模(Punch)拉延模凸模形式有整體式、分體式兩種。整體式

凸模與下模座是合二為一，整體鑄出來(lái)，材料為MoCr鑄鐵成本高，工藝簡(jiǎn)單分體式凸模與下模座分開(kāi)鑄造，凸模材料為MoCr鑄鐵等，下模座材料為HT300成本低，工藝復(fù)雜拉延模的工作部分是凸模、凹模和壓邊圈三大件，工作部分材料全用MoCr鑄鐵。另外GM241、GM246也是與MoCr鑄鐵相近的材料，GM246稍貴。工作部分就是型面部分，型面部分需要上數(shù)控機(jī)床加工3D型面。本項(xiàng)目是凸模與下模座共同鑄造的，材質(zhì)為MoCr鑄鐵。凸模(Punch)分模線是凸模和壓邊圈的分界線，它是封閉的。凸模外圍2D分模線與壓邊圈內(nèi)形2D分模線的間隙是1.5~2.0mm，大模具取2.0mm，中小模具取1.5mm。本項(xiàng)目取1.5mm。分模線（實(shí)際是面）通過(guò)數(shù)控機(jī)床2D加工出來(lái)，深度為40mm。凸模分模線設(shè)計(jì)步驟：1.下模座構(gòu)建，下模中不含型面的部分的設(shè)計(jì)2.凸模構(gòu)建，即凸模型面部分實(shí)體設(shè)計(jì)3.下模各部分合并凸模(Punch)合并壓邊圈(PAD)壓邊圈延模分模線把壓邊圈與凸模分開(kāi)，壓邊圈內(nèi)形加工部分與凸模外形加工間隙一般為1.5～2mm，其值與模具大小有關(guān)。工作時(shí)壓邊圈上下運(yùn)動(dòng)，在拉延開(kāi)始時(shí)壓緊板料，對(duì)拉延件的成形起著重要的作用。壓邊圈上的分模線壓邊圈(PAD)壓邊圈運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)耐磨板（或稱導(dǎo)板）進(jìn)行導(dǎo)向控制，一般情況下耐磨板裝在凸模上，在壓邊圈的相關(guān)部分作出導(dǎo)滑面，要求導(dǎo)向間隙在0.02mm以內(nèi)。導(dǎo)向行程必須大于壓邊圈向上運(yùn)動(dòng)的行程，即當(dāng)壓邊圈向上運(yùn)行到最高點(diǎn)時(shí)，耐磨板與導(dǎo)滑面至少保證接觸深度不少于50mm。壓邊圈(PAD)壓邊圈上部分1.上部中間是型面，需數(shù)控加工的工作部分，外輪廓二維尺寸比板料線外形輪廓單邊大10mm；2.四周是非加工面，直接鑄出不需加工；低于3D型面至少30mm可以簡(jiǎn)化為一個(gè)平面或多條折線組成的曲面；3.左右兩側(cè)是模具端頭。壓邊圈(PAD)視頻：壓邊圈本體構(gòu)建凹模(Die)拉延模凹模即為上模座。只有在沖壓板材為大于1.5mm的厚板或高強(qiáng)度鋼板時(shí)，拉延凹模與上模座分開(kāi)，拉延凹模做成鑲?cè)脘摷男问?。本?xiàng)目拉延模凹模為整體式，它的材料是MoCr鑄設(shè)計(jì)。最終凹模實(shí)體圖如下。

（a）

正面

（b）背面（左右翻轉(zhuǎn)）凹模(Die)型面部分比周邊非型面部分高出至少20mm，可以沿型面偏置一定數(shù)值得到非加工部分，也可以用幾段折線拉伸作出比型面低下去的非加工面。型面的范圍比板料線周邊大10mm。凹模(Die)設(shè)計(jì)步驟：1.構(gòu)建中間型面部分2.構(gòu)建四周非加工面3.挖空凹模4.挖空凹模5.合并處理凹模本體建模過(guò)程圖一凹模本體建模過(guò)程圖二凹模本體正面凹模本體正面凹模本體背面END拉延模頂桿布置設(shè)計(jì)

Pin

AssignDesign知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure設(shè)計(jì)指導(dǎo)DesignGuide三一二1.頂桿（Pin）的作用2.認(rèn)識(shí)沖壓設(shè)備工作臺(tái)（MachineTable）3.模具偏心（Dieoff-centre）4.頂桿孔（PinHole）布置的原則5.頂桿墊塊（PinBlock）知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint1.頂桿的作用頂桿的樣式知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint觀看頂桿運(yùn)動(dòng)了解其工作狀態(tài)隨著機(jī)床上工作臺(tái)的下降，模具合模，頂桿也隨之下降，并把機(jī)床的力傳遞給壓料板，從而拉延成功。知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint頂桿工作頂桿工作+導(dǎo)板2.認(rèn)識(shí)沖壓設(shè)備工作臺(tái)MachineTable（a）T型槽斷面圖（上下工作臺(tái)同）（b）下工作臺(tái)墊板上頂桿過(guò)孔斷面圖知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint3.模具偏心（Dieoff-centre）一般情況下，模具中心與機(jī)械中心是重合的，但在拉延模設(shè)計(jì)中有可能出現(xiàn)模具中心與機(jī)械中心不重合的情況，這就是偏心現(xiàn)象。拉延模設(shè)計(jì)時(shí)，頂桿孔應(yīng)盡量靠近分模線，為此會(huì)出現(xiàn)模具中心與機(jī)床中心不重合的情況。這種情況下，要注意壓板槽的位置要與機(jī)床中心一致，Y向可以偏心，X向一般不偏心，避免壓板槽布置出錯(cuò)。知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint4.頂桿孔布置的原則①頂桿在氣墊下死點(diǎn)時(shí)不應(yīng)高出下工作臺(tái)面；②頂桿接桿長(zhǎng)度小于200mm，可與壓邊圈一體鑄出。使用壽命≥30萬(wàn)次的模具，頂桿承接面不允許為鑄鐵基體材料，應(yīng)使用頂桿墊塊；③工作頂桿應(yīng)盡量全部使用；④頂桿位置盡量靠近分模線。因此有可能要偏心布置，即模具中心與機(jī)械中心不重合。知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint5.頂桿墊塊（PinBlock）安裝位置：裝于壓邊圈頂桿凸臺(tái)下作用：降低頂桿對(duì)壓邊圈頂桿凸臺(tái)的磨損頂桿墊塊樣式樣式2一個(gè)螺釘固定的圓形頂桿墊塊，中心用一個(gè)M12的內(nèi)六角螺釘固定。外徑D一般有50mm、60mm、70mm三個(gè)系列。樣式1兩個(gè)螺釘固定的圓形頂桿墊塊，它需用到2個(gè)M10內(nèi)六角螺釘，外徑D一般有￠60mm、￠70mm等。材料：45鋼，熱處理HRC40～45知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint步驟：1.機(jī)床中心與模具中心重合比對(duì)，確定二者的位置關(guān)系2.頂桿孔位的選擇與調(diào)整3.創(chuàng)建頂桿墊塊4.在下模座(凸模)上做出頂桿過(guò)孔5.壓邊圈上頂桿凸臺(tái)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure案例分析1.左圖為機(jī)臺(tái)中心與模具中心重合時(shí)頂桿布置圖，涂黑部分為選用的頂桿，圖中頂桿孔取為￠60mm，發(fā)現(xiàn)頂桿孔到分模線Y向上距離太遠(yuǎn)，不符合頂桿布置原則。右圖為機(jī)臺(tái)中心與模具中心偏心時(shí)頂桿的布置，經(jīng)過(guò)調(diào)整，本模具機(jī)床中心與模具中心在Y向相差60mm，即偏心60mm，并選用最靠近分模線的頂桿，見(jiàn)涂黑部分，這些頂桿孔到分模線的距離較近，符合頂桿布置的原則設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure下模座上頂桿孔與凸模實(shí)體圖機(jī)臺(tái)頂桿孔位置與下模座上頂桿布置2.實(shí)體圖上創(chuàng)建頂桿孔設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure3.在下模座(凸模)上做出頂桿孔大型、特大型模具

頂桿孔為￠90mm中型模具

頂桿孔￠80mm小型模具

頂桿孔為￠70mm頂蓋前橫梁模具為中型模具，下模座上頂桿過(guò)孔設(shè)定為￠80mm設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure4.壓邊圈上頂桿凸臺(tái)設(shè)計(jì)（1）確定壓邊圈頂桿凸臺(tái)高度。壓邊圈行程：壓邊圈從模具閉合（鐓底）狀態(tài)到向上頂?shù)阶罡唿c(diǎn)時(shí)的高度差。在模具中運(yùn)動(dòng)部件的行程在圖紙中簡(jiǎn)寫(xiě)為St，全稱為Stroke。拉延開(kāi)始?jí)哼吶數(shù)阶罡唿c(diǎn)時(shí)，應(yīng)保證所放坯料只接觸壓邊圈工作部分，不接觸凸模，頂桿行程應(yīng)保證壓邊圈的壓料面高于凸模即工件最高點(diǎn)5mm以上，這就是對(duì)壓邊圈行程的要求。設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure注意：頂?shù)阶罡唿c(diǎn)時(shí)要預(yù)留30mm的安全距離工作閉合狀態(tài)壓邊圈頂?shù)阶罡唿c(diǎn)狀態(tài)設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure（2）壓邊圈頂桿凸臺(tái)的實(shí)體設(shè)計(jì)此頂桿凸臺(tái)實(shí)體建模的方法有多種。這里只介紹一種方法，先用拉伸命令作右下角頂桿凸臺(tái)，然后用矩陣的方法得到其它凸臺(tái)。設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure頂桿布置示例：發(fā)動(dòng)機(jī)蓋下模座開(kāi)頂桿過(guò)孔的狀態(tài)下模座開(kāi)頂桿過(guò)孔后加上凸模的狀態(tài)設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure頂桿墊塊示例1：發(fā)動(dòng)機(jī)蓋墊塊設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedure頂桿墊塊示例2：頂蓋后橫梁墊塊設(shè)計(jì)步驟

DesignProcedureEND拉延模導(dǎo)向設(shè)計(jì)

GuideDesign知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure設(shè)計(jì)指導(dǎo)DesignGuide三一二1.導(dǎo)板（GuidePlate）2.壓邊圈（BlankHolder）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3.導(dǎo)向布置原則知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints1.導(dǎo)板（GuidePlate）在模具中用平面部分對(duì)模具進(jìn)行導(dǎo)向的零件稱導(dǎo)板。作用：導(dǎo)板能承受較大的側(cè)向力，同時(shí)方便加工和鉗工修配。導(dǎo)板的樣式：知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints導(dǎo)板在模具中的位置知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints導(dǎo)板在工作時(shí)的狀態(tài)

知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints導(dǎo)板的結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints代

號(hào)WLab類別MWP-38X75

3875

_45

BMWP-38X10010050MWP-38X12512575MWP-38X150150100MWP-38X200200150MWP-48X75

4875

_45MWP-48X10010050MWP-48X12512575MWP-48X150150100MWP-48X200200150MWP-58X75

5875

_45MWP-58X10010050MWP-58X150150100MWP-75X75

7575

_45MWP-75X10010050MWP-75X12512575MWP-75X150150100MWP-75X200200150MWP-100X100

100100

5050

AMWP-100X12512575MWP-100X150150100MWP-100X200200150MWP-100X250250200MWP-125X125

125125

5075MWP-125X150150100MWP-125X200200150MWP-125X250250200MWP-150X150

150150

100100MWP-150X200200150MWP-150X250250200MWP-150X300300250MWP-200X200

200200

150150MWP-200X250250200MWP-200X300300250內(nèi)導(dǎo)結(jié)構(gòu)MWP標(biāo)準(zhǔn)系列的導(dǎo)板尺寸規(guī)格知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints2.壓邊圈（BlankHolder）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)內(nèi)導(dǎo)結(jié)構(gòu)：導(dǎo)板裝在凸模分模線外面，與壓邊圈內(nèi)導(dǎo)滑面滑配，當(dāng)把壓邊圈裝上去后，內(nèi)導(dǎo)是無(wú)法從外面看得見(jiàn)的例一知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints壓邊圈與下模的導(dǎo)向裝在壓邊圈內(nèi)部，在分模線外側(cè)附近例二凸模與壓邊圈合上后，從外面看不到二者的導(dǎo)向壓邊圈凸模壓邊圈上導(dǎo)滑面知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints外導(dǎo)結(jié)構(gòu)：壓邊圈與下模的導(dǎo)向裝在壓邊圈外側(cè)四角處，故又稱四角外導(dǎo)結(jié)構(gòu)示例采用外導(dǎo)形式的輪罩拉延模下模部分采用外導(dǎo)形式的前風(fēng)窗上橫梁拉延模下模部分知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints采用外導(dǎo)形式的某模具壓邊圈（左）及下模（右）示例知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints導(dǎo)向結(jié)構(gòu)選擇依據(jù)1、大多數(shù)情況下，壓邊圈與下模的導(dǎo)向采用內(nèi)導(dǎo)結(jié)構(gòu)。對(duì)中小型零件來(lái)說(shuō)，使用內(nèi)導(dǎo)結(jié)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)會(huì)較為緊湊，可減少模具尺寸2、下列特殊情況采用外導(dǎo)結(jié)構(gòu)（1）細(xì)長(zhǎng)件拉延凸模布置導(dǎo)板時(shí)，導(dǎo)板位置較為緊湊，同時(shí)在一定程度上削弱了凸模的強(qiáng)度，此時(shí)應(yīng)考慮四角外導(dǎo)導(dǎo)向。（2）分模線形狀復(fù)雜，導(dǎo)板不好布置，壓邊圈易出現(xiàn)局部懸空時(shí)，應(yīng)考慮四角導(dǎo)向，如翼子板、輪罩外板等零件的拉延模。（3）制件落差大，壓邊圈行程大，而模具閉合高度有限制時(shí)，也應(yīng)使用四角導(dǎo)向，這在一定程度可降低模具閉合高度，滿足對(duì)方技術(shù)要求。（4）如大型零件采用外導(dǎo)結(jié)構(gòu)形式，可縮短模具寸時(shí)，減少模具重量時(shí)，這時(shí)可考慮采用四角外導(dǎo)結(jié)構(gòu)形式。知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints3.導(dǎo)向布置原則內(nèi)導(dǎo)板的導(dǎo)板安裝面應(yīng)在分模線之外10mm左右。內(nèi)導(dǎo)板安裝面必須與模具中心線X軸或Y軸線平行，便于加工。正確錯(cuò)誤知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints模具大小決定導(dǎo)板的數(shù)量示例：大型模具，應(yīng)在同一方向上布置三塊導(dǎo)板長(zhǎng)度和寬度尺寸適中的模具，在同一方向上布置兩塊導(dǎo)板細(xì)長(zhǎng)模具時(shí)，應(yīng)在X向上各布置兩塊導(dǎo)板，Y向上各布置兩塊模具較小時(shí)，只能在同一方向上布置一塊導(dǎo)板知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints步驟：（1）確定導(dǎo)板的規(guī)格和數(shù)量。（2）確定導(dǎo)板安裝面的位置。（3）在下模（凸模）上做出導(dǎo)板安裝面及背托（4）做出壓邊圈對(duì)內(nèi)導(dǎo)板的避讓，并壓邊圈內(nèi)做出導(dǎo)滑面。設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure頂蓋前橫梁拉延模為細(xì)長(zhǎng)類模具，采用6塊導(dǎo)板的形式設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure壓邊圈內(nèi)導(dǎo)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)DesignGuide思考題：1.說(shuō)出幾種常見(jiàn)小型導(dǎo)板的尺寸規(guī)格。2.說(shuō)出壓邊圈內(nèi)導(dǎo)向布置原則。3.說(shuō)說(shuō)壓邊圈內(nèi)導(dǎo)向的設(shè)計(jì)過(guò)程。拓展練習(xí)：試完成下面兩種類型分模線，導(dǎo)板的布置END拉延模筋條布置設(shè)計(jì)

RibAssignDesign知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure設(shè)計(jì)指導(dǎo)DesignGuide三一二1.筋條（Rib）的作用及分類2.筋條的尺寸設(shè)計(jì)3.筋條的布置原則一、知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints1.筋條（Rib）的作用及分類a、筋條的作用覆蓋件模具主體部分一般鑄出，其工作部分和功能面應(yīng)鑄出形狀，其余部分是可以掏空的，中間用各種筋條把鑄件連起來(lái)，類似框架結(jié)構(gòu)。筋條一、知識(shí)點(diǎn)KnowledgePointsb、筋條的分類覆蓋件模具的工作曲面部分稱為型面，它是需要上數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的復(fù)雜曲面，由于型面所對(duì)應(yīng)的數(shù)模需用三維模型才能表達(dá)，也常稱為3D型面。型面壁厚大于其它筋條的厚度。在工作中起著重要作用并承受較大載荷的筋條稱為主筋，其余筋條稱為副筋。主筋的厚度一般大于副筋厚度。A—型面B—主筋

非加工面筋條C—副筋一、知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints2.筋條的尺寸設(shè)計(jì)沖壓生產(chǎn)綱領(lǐng)越大，對(duì)模具使用壽命要求較高，壁厚會(huì)適當(dāng)加大；對(duì)于厚板或高強(qiáng)度板來(lái)說(shuō)，拉延成形力大，壁厚會(huì)適當(dāng)加大。型面壁厚大，意味著模具材料成本大。不同的項(xiàng)目壁厚要求不同，型面壁厚常取50mm、55mm或60mm。常規(guī)模具產(chǎn)量鑄件結(jié)構(gòu)尺寸mm量年產(chǎn)量（件）ABCDEFG大量＞15萬(wàn)60405240403040中量＞5-15萬(wàn)55405240303040小量＜5萬(wàn)50405240303030一、知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints一、知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints大型模具（車門板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、后背門內(nèi)外板）產(chǎn)量鑄件結(jié)構(gòu)尺寸mm量年產(chǎn)量（件）ABCDEFG大量＞15萬(wàn)65505240403040中量＞5-15萬(wàn)60455245303040小量＜5萬(wàn)50405240303040一、知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints一、知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints3.筋條的布置原則型面筋條在工作部分下方分布非加工面筋條延著分模線布置一圈主筋在模具外周布置其余部分布置為副筋，每個(gè)副筋間距不大于300mm一、知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoints

筋條設(shè)計(jì)分為三部分，即下模筋條的設(shè)計(jì)、壓邊圈筋條的設(shè)計(jì)、凹模筋條的設(shè)計(jì)1.下模筋條的設(shè)計(jì)在下模底面加上筋條，這些筋條屬于副筋，厚度為30mm。筋條間距一般小于300mm通過(guò)先創(chuàng)建草圖再拉伸的方式設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)前的狀態(tài)布置中完成筋條設(shè)計(jì)的下模實(shí)體二、設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure

2.凸模筋條設(shè)計(jì)凸模筋條是指分模線以內(nèi)的筋條，這些筋條的上部是型面，完成筋條設(shè)計(jì)的凸模實(shí)體二、設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure3.壓邊圈筋條的設(shè)計(jì)在壓邊圈前后側(cè)加上筋條。這些筋條屬于內(nèi)部的副筋，厚度為30mm，有一部分要與平衡塊的位置相對(duì)應(yīng)a)以XZ平面作為草圖平面，創(chuàng)建草圖。二、設(shè)計(jì)步驟DesignProcedureb)對(duì)中間三根直線拉伸c)對(duì)另兩根直線（內(nèi)導(dǎo)板附近）進(jìn)行第一次拉伸，裁剪體加到壓邊圈本體中完成筋條設(shè)計(jì)的壓邊圈實(shí)體筋條與平衡塊對(duì)齊二、設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure4.凹模筋條的設(shè)計(jì)筋條設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是在凹模背面加上筋條，這些筋條屬于副筋，厚度為30mm。筋間距一般小于300mm，可通過(guò)先創(chuàng)建草圖再拉伸的方法設(shè)計(jì)。凹模筋條設(shè)計(jì)前的狀態(tài)二、設(shè)計(jì)步驟DesignProcedurea）拉伸、裁剪筋條用草圖拉伸，選擇意圖為特征曲線，得到14處厚度為30mm長(zhǎng)方體，即凹模筋條待裁剪的凹模筋條二、設(shè)計(jì)步驟DesignProcedureb）筋條加到凹模本體中去用求和命令把把這些修剪后的筋條加到凹模本體中，目標(biāo)體選凹模本體，工具體選已修剪的14條筋。注意：如果筋條長(zhǎng)度不合適，可以雙擊草圖修改，對(duì)直線拖動(dòng)到所需位置。得到的結(jié)果如圖所示。待裁剪的凹模筋條二、設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure筋條設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)DesignGuideEND拉延模平衡塊布置設(shè)計(jì)

Pressure

PadAssignDesign知識(shí)點(diǎn)KnowledgePoint設(shè)計(jì)步驟DesignProcedure設(shè)