模具计算

研究到工件圆角位置必须要进行两次拉深，材料有向侧向挤流因素，所以计算毛坯尺寸时建议将展开圆角半径R 加大10%--20%。

两次拉深的相互关系应符合以下几点。

①两次拉深的脚步圆角半径中心不同。

②第二次拉深可不带压边圈，所以工序间的壁间距和角间距不宜过大。通常取值为 壁间距 b=(4--5t)=4mm

角间距 x ≤0.4b=0.5--2.5mm=1.6mm

③第二次拉深高度增量一般约为：∆H =b-0.43(r p1-r p2)

式中 r p1—第一次拉深后的底部圆角半径；r p2—第二次拉深后的底部圆角半径。 从上式看出，若b=0.43(r p1-r p2) ,则∆H=0，即两次拉深高度没有变化。

Rp1=13.3mm Rp2=4mm

（3）核算角部的拉深系数 对于低盒形件，由于圆角部分对直边部分的影响相对较小，圆角处的变形量大，故变形程度用圆角处的假想拉深系数表示为：

R r =

m

式中 r —角部的圆角半径；

R —毛坯圆角部分的假想半径。由表取m1=0.31 12.015/3m R r m <===

所以不能一次拉深成形。

2.2拉深力计算

低的矩形盒（一次工序拉深） 拉深力计算公式：F=（2A+2B-1.72r)t σb k 4

A 和

B —工件长和宽；

r —工件角部半径；

t —工件材料厚度；

σb —工件抗拉强度；

k 4—低矩形件的系数取0.7。

F=（2×400＋2×200－1.72×15)×0.8×520×0.7=342kN

落料刃口尺寸：A=447mm 、B=256mm 、R=15mm

工件尺寸公差：0.097mm, 0.081mm, 0.030mm

凸凹模间隙：0.035mm ,0.040mm, 0.020mm

落料凹模计算：凹模厚度48mm 凹模壁厚72mm

凹模板尺寸550*360mm

拉伸凹凸模

图 6-2

6.2.2 凸凹模的设计

凸凹模是复合模具中常见的结构，在本设计中绝大部分是凸凹模，所以凸凹模的设计是本设计中的重中之重，凸凹模内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。壁厚的取舍是凸凹模能否承受正常工作的关键，要取的合适。

通过查表 2.96(冲压模具设计与制造刘建忠主编)其复合模的的凸、凹模最小壁厚δ=5 ㎜,所设计零件满足要求。 6.2.3 卸料零件的设计

由于本工件的厚度较厚卸料力较大且对工件表面没有特殊要求所以选用刚性卸料板由表 7­5 查的其厚度为 15mm查得卸料板孔与凸模的单边间隙 Z1/2=0.5。由四个 M8 螺钉固定于凹模上完成卸料。 6.2.4 定位零件的设计

在本模具中采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。导料销一个位于条料的一侧。从右向左送料时，装在左侧。导料销在本模具中直接通过垫块安装在凹模板上。在装配图中很容易看到。

挡料销同样起定位的作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料的送进距离。在本模具中试用固定挡料销，其结构简单、制造容易，在中销模具中广泛应用作定距；本模具为台阶式工作部分与固定部分直径相差大，压入凹模后不削弱模具的凹模强度。 6.2.5 打料装置的设计

在本模具中采用打杆推动连接推杆来完成打料动作，打杆穿过模柄凸露在模具的外面，当完成一次冲裁时压力机滑块回程，打杆与压力机的打料横杆相碰，打杆推动连接推弹性压料装置设置在单动压力机的拉深模中。

弹性压料装置可分为弹簧式、橡胶式和气垫式三种。弹簧式和橡胶式压料装置通常只用于浅拉深，压料装置结构简单，在中小型压力机上使用较为方便。气垫式压料装置压料效果好，压料力基本上不随工作行程而变化，但这种压料装置结构复杂杆将卡在凸凹模的凹模孔内的工件打下。

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据分析，拉深时所需的压边力，在拉深开始阶段要求较大，而随着拉深深度的加大，压边力随之减小，才会有利于拉深的进行，对于薄料的拉深尤为重要。因而选择气垫装置和平面形压料圈。

2、采用压边圈的作用

拉深过程中，坯料凸缘内受到切向压应力的作用(如下图所示)、常会失去稳定性而产生起皱现象。在拉深工序中，起皱是造成废品的重要原因之一。因此，防止出现起皱现象是拉深工艺中的一个重要问题。

影响起皱现象的因素很多，例如，坯料的厚度直接影响到材料的稳定性。所以，坯料的相对厚度值t/D越大（D为坯料的直径)，坯料的稳定性就越好，这时压应力的作用只能使材料在切线方向产生压缩变形(变厚)，而不至于起皱。坯料越薄，则越容易产生起皱现象。在拉深过程中，轻微的皱隅出现以后，坯料仍可能被拉人凹模，而在直筒的上端形成褶痕。如出现严重皱褶，坯料不可能被拉人凹模里，则在凹模圆角处产生破裂。

防止起皱现象的可靠途径是提高坯料在拉深过程中的稳定性。其有效措施是在拉深时采用压边圈将坯料压住。压边圈的作用是，将坯料约束在压边圈与凹模平面之间，坯料虽受有切向压应力的作用，但它在厚度方向上不能自由起伏，从而提高了坯料在流动时的稳定性。另外，压边力的作用，使坯料与凹模平面间、坯料与压边圈之间产生了摩擦力，这两部分摩擦力，都与坯料流动方向相反，其中有一部分抵消了切向压应力的作用，使材料的切向压应力不会超过对纵向弯曲

的抗力，从而避免了起皱现象的产生。

由此可见，在拉深工艺中，正确地选择压边圈的形式，确定所需压边力的大小是很重要的。