第2章拉延模结构设计过程

第2章拉延模结构设计过程第2.1节技术要求每一个项目都会与客户签定技术协义（或其它类似的文件），技术协义中包涵了客户对模具要求的所有相关信息，每一个项目开始前都应该认真阅读其技术协义。接到生产任务后，首先应该查看工法图，了解相关信息，包括件名、产品的材质、料厚、坯料尺寸、生产线以及本序所使用的机台、模具闭合高度等信息。根据产品材质的力学性能和料厚从技术协义（或其它与客户签定文件或自家设计标准—首先以客户要求为依据）中查寻模具是否采用壤块结构以及模具本体及壤块的材质，如果材质为锻件需采用壤块结构，铸件则为整体结构。生产线分为手工生产线和自动生产线，自动生产线又分为普通自动线和高速线，自动线上的模具要设计相应的感应装置即感应开关，感应开关有直流和交流之分，具体视生产线而定。手工生产线工序件在两台机床之间的传递是通过人工完成的，而自动生产线则是能过机器人或机械手来完成。高速线与普通自动线最本质的区别体现在生产速度上。通常情况下，拉延模安排在生产线的第一台机床上生产（有些需要落料的产品则不是），该机床根据生产线的不同有单动和双动之分，相应的模具结构也对应单动结构和双动结构。工法图上会指示出每一序的模具闭合高度，对应的机床有最大闭合高度和闭合高度调节量（可从机床参数中查取），机床的最大闭合高度减去闭合高度调节量为机床的最小闭合度。一般情况下手工线模具的闭合高度为参考值，结构设计人员可做适当调整，但必须在机床的最大闭合高度-20mm与最小闭合高度+20MM之间调整。自动线的模具工法除了指示闭合高度外还会指示模具的基准点高度，都必须按照工法指示值设计，不可调整，若结构设计无法满足则向工法设计人员反馈。查看完以上信息后检查工艺数模，对比工艺数模上的工艺内容是否与工法图指示的工艺内容一致，包括是否需要日期标记、件号标记、左/右件标记、到底标记及位置指示、CH孔位置、是否有切角、是否需要刺破刀等，若不一致应该向工法设计人员反馈确认。了解了以上一些基本信息后开始模具结构设计，下面为左A柱加强板拉延模的模具结构设计过程。第2.2节片体的检查一、处理数模及分模线分两种情况，一种是工法那边提供的是UG数模，另一种是工法那边提供的是CATIA数模。（1.）工法给的是UG工艺数模先要对数模（片体）进行缝合处理，以方便后面的实体裁减操作。数模由产品和工艺面组成，一般情况下OP10即第一序的数模约定放在第10层，相应的工序线放在第11层，后续以此类推，每一序的产品数模均放在16层。打开.part文件后，利用缩放功能放大检查数模的各个部位是否有明显的孔洞，如有需先将其逢补起来，如下图所示的圆孔和腰形孔，象这类形状较为规则的孔洞通过“N边曲面”可以逢合起来，（2.）工法给的是CATIA工艺数模如果工法给的是CATIA数模，则直接在CATIA里面最GYSM进行修补。第一步可以先用结合命令把片体缝合一下试试，如果提示红色，则对其进行修补，直到能结合到一起，然后用提取命令检查片体，直到没有问题（如果工法是在CATIA中做的片体，一般都是很好修补的）。由于方法跟（1）差不多，就不在重复讲述了。第2.3节凸模的设计分模线与片体处理好后，我们开始做凸模的设计。由GYSM可以看出，这个是开口拉延，做凸模时，我们要用线把分模线给封闭起来（这个可以是在草图之前，也可以是做草图的时候，下面是以草图封闭分模线为例）。首先，用参考元素中的平面建立一个基准面。点击完成草图，退出草图设计。然后右键单击几何体，定义为工作对象。点击基于草图特征里面的凸台命令。把凸模的型面做出来，实体拉伸出来后，不要先做退刀面，先把型面颜色涂上，不要等着最后在染颜色。操作方法是：首先选择结构树中的凸台，把图形属性里面的第一个颜色框改成型面的颜色蓝色，这时整个实体的表面都是蓝色。然后，选择非型面面，把颜色改成铸件颜色。再选择几何体，把颜色改成铸件的颜色。染好颜色后，开始做退刀面。然后点击确定，凸模退刀面就做了。把退刀面涂上相应的加工颜色，不同的颜色代表不同的材质或者不同的加符号，图纸里的颜色都必须按照设计标准设定！在这里顺便把凸模的起吊翻转螺纹孔做出来，第2.4节压边圈的设计先以凸模的底面做个平面，以新平面为基准面，创建草图，选中分模线和拉延边界线，投影到草图上，修剪不用的曲线，完成后如下图所示：以草图拉伸实体，类型直到曲面，限制选择数模。以实体底面为草图基准，创建草图，如下图所示：拉伸实体，把压边圈连成一个整体。由于两边的高度不一样，两个草图可以分开选择。也可以通过多凸台拉伸接着做压边圈的退刀面。压边圈的退刀面做法与凸模相同，需要注意的是压边圈的退刀面要向远离凸模的一侧偏置3MM（如果压边圈上有产品，则偏置1mm）然后再做10MM的退刀面。方法与做凸模的退刀面一样。压边圈退刀面做好后做主筋，方法与凸模相同。确定了导向形式后再来确定导滑面的宽度和高度。压边圈在X/Y方向上的导滑面的宽度分别由压边圈在相应方向上的尺寸来确定，按设计标准取凸模尺寸的0.2-0.25倍。高度则由该件的拉延行程来确定，按照设计标准，压边圈在顶起状态下，压边圈导滑面与对应凸模上导板在高度上的搭接量为70MM（小件50MM）以上。在空间允许的情况下小件也尽可能的做70MM以上。双动拉延模为大件100MM小件80MM。拉延行程是把压边圈向+Z方向移动一直到压边圈的面高出凸模最高点5-10MM时所移动的距离，亦是模具工作时压边圈的行程，在工法图中由工法设计人员给出。确定导板数量以及导板在平面上的们置。导板的数量按照设计标准确定，如下图：图2-29导滑板的设计标准（a）导板在平面上的位置原则上按照标准布置，导板中心距边缘1/6L—1/4L之间，模具两侧相对的导板搭接量在50MM以上.不能按照上述数值布时导板应尺量向两侧布置，距离尽量远。由于采用箱式外导，所以，布置导板的时候，直接把空间留出来就可以了。若是采用内导结构，由于导板是凸出的，所以压边圈相应位置要做让位处理，导板在Z向的位置要要满足下左图所示要求，且各处导板在高度上位置要相同，导滑面长度也要相同，以保证压边圈同时导向。左图表示模具闭合时即压边圈在最低点时压边圈与导板背托上端的让位要有最小30MM的距离。布置压边圈的调压垫块和气顶杆。首先设计压边圈气顶杆接柱。设计标准规定，气顶杆接柱高度小于等于100MM时为￠70的圆柱，大于100MM时为下端￠70上端￠80的锥形柱。气顶杆接柱的高度要接合机床的气顶杆顶出度度、压边圈的行程和压边圈下底面的位置来确定。此件是路虎项目，该线气垫顶出高度有170、220、290三个档，设结构计员可自已选择，本件选择290，因为顶杆的顶出高度越高压边圈的顶杆高度就越短。机床的气垫顶出高度290减去压边圈的行程100+50=150等于140，即为压边圈气顶杆接柱下端面到机床工作台面（模具的下模下底面）的距离。下模下底面相对于模具绝对坐标原点在Z方向的值为模具的仿形高，工法图中查得此件该序的仿形高为660。由以上数据可确定压边圈气顶杆接柱下端面在绝对坐标系下的Z坐标值。压边圈下端面（除去气顶杆接柱）的确定，先要考虑压边圈的厚度（Z向尺寸）单动为200MM，还要考虑下模座的强度，压边圈下端面—40=下模座厚度此处考虑下模座厚度取200，由以上数据可计算出压边圈气顶杆接柱高度为100，需要采用锥形的。设计调压垫块和压边圈的辅筋。在压边圈上与调压垫块对应的是墩死垫块，调压垫块和墩死垫块对应模具的上模和下模都必须要有到模具上、下底面的立筋，第2.5节上模的设计上模型面及主筋上模型面与凸模一样，都是随型50MM，操作方式也是一样的。即先建个草图，把拉延边界线投影到草图上，完成草图，用凸台拉伸直到曲面。如下图所示：再建一个草图，用凹槽把型面50mm皮厚做出来。完成草图，凹槽拉伸直到曲面（粗略偏移50的偏题）即可。然后做上模主筋，方法与凸模一样，上模主筋是由分模线向两边各偏置25MM（即二分之一主筋厚度）得到，如下图所示：设置上模法兰面和辅筋。上模法兰面的设计方法与压边圈相同，辅筋的厚度参考模具式样书，间距应小于等于300，设计上模调压凸台。上模调压凸台与压边圈上的调压垫块对应，上模要设计到底面的立筋。设计上模起吊和翻转。下图四个角上的是起吊、翻转用插入式吊耳（起吊及翻转形式的选择请查阅相关设计标准）。设计压板槽。压板槽的作用是通过螺栓或自动装夹装置将模具固定机床的工作台或滑块上。压板槽的尺寸要符合客户要求，位置要与所使用机床的T型槽对应（自动生产线要与自动夹装置对应）。设计上模弹顶销。为了防止生产时制件卡在凹模上，有必要在上模设计弹顶销。上模弹顶销要设计在工艺面上或者产品的非A面上（上模放不放弹顶销这个根据板件的形状判断）。设计减轻孔、流水孔及排气孔。为节约模具成本，在满足设计标准及不影响模具强度的前提下，应最大限度的减轻模具重量。上模要设计流水孔，使模具清洗或者生产调试时产生的油液能够从模具型腔中顺利流出。模具生产时，上模和压边圈闭合，在压边圈、上模和坯料之间形成封闭的空间，随着上模下行，封闭空间的容积会越来越小，里面的空气压缩，产生很大的负压力，使板料不能按要求成型，也浪费了压机的额定功率。从下死点开始，板料与压边圈和上模一起上升，板料贴在凸模上，有可能使板件变形，也可能由于产生真空，板件吸附在凹模型腔内。冲压速度越快上述现象就越明显，为了防止上述不良现象的发生，要在凸模和凹模表面开通气孔，通气孔一般设置在型面相对凹面的凹R角根部。为了防止粉尘落入模具型腔中，上模通气孔要使用防尘软管。材料导正架（定位板）的设计。材料导正架安装在压边圈上，由于要在上模上做让位，所以放在上模设计完之后设计。定位板的作用是确定板料在型面上的位置。拉延模定位板的有效定位高度最小30MM，即材料导正架的直边部分的上端到对应型面的距离最小30MM。自动线上的模具要设计感应器开关、集线盒感应电路过孔等。第2.6节下模的设计设计下模座。在模具吊运的过程中，下模座承受着整套模具的重量，下模座的强度非常重要。由3.0可知，下模座的厚度取290MM，下模座的辅筋除了要考虑气顶杆外（全顶出的有气顶杆的地方就要让位），其它的与上模相同，下模座上要与压边圈的气顶杆接柱对应设计￠100的过孔。此处由于是厢式导向，所以，下模上要有导腿，设计标准规定，当模具两端高度大于200时，要设计加工用装夹槽。此处由于模具长宽尺寸较大，高度也较小，故不设计装夹槽。设计墩死垫块。前面已经提到墩死垫块和压边圈上的调压垫块对应且下面要对应有到模具底面的立筋。另外，墩死垫块还要分两种情况考虑：制件的修边线在压边圈上。如下图所示：此时墩死垫块与压边圈的间隙为0，墩死垫块选用淬火型（三协DBH）。因为压边圈上有修边线时不墩死制件不能成型到位。二、除上述情况外，压边圈不墩死，则墩死垫块与压边圈设计2MM间隙，墩死垫块选用淬火型（三协DBH）。如下图示：此件由于产品不在压边圈上，即压边圈上有形状，所以压边圈留2mm间隙，墩死垫块选用淬火型（三协DBH）。如下图所示：注：为了考虑某种特殊情况下压边圈安全平台处的受力，在下模上设计四处垫块（具体参考相关标准）。如下图（下图为凸模内导的模具截图）：设计凸模安装固定法兰。凸模与下模座要用螺钉固定，凸模要用键定位，有明键和暗键两种形式，主要依据模具生产厂家的机加工精度选择，此处选择明键，设计原则单动模的情况。1）压边圈限位器行程为压力源行程+20mm。2）一般用安全螺钉。3）安全螺钉安装在模具导向范围内。表2-5按模具长边长度为基准，确定直径及数量4）安全螺钉按表2-5确定。5）同一模具安全螺钉长度及直径相同。6）在下死点状态时，操作员应能从外侧观察安全螺钉工作伏态。7）安全螺钉安装位置，也可用于模具翻转时的连接螺钉。一般正常导向（内导）都要设计安全护板。安全护板的作用是防止物体从模具中飞溅出来，保护操作者及模具。如下图所示。以上所有工作完成后，按标准出二维图、做明细表、进行自检（按自检表进行），