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1、,10.1 带料连续拉伸设计方法,10.1.1 整体带料连续拉伸,在带料上进行无工艺切口的连续拉伸方法如图10.1(a)所示。当采用这种方法拉伸时，相邻两个拉伸部位之间的材料流动互相影响，使得材料变形困难，而且所能产生的变形主要是材料伸长。这样，极限拉伸系数就比单工序大，拉伸工序数相应增加，但用材料少。用这种方法加工的制件应满足以下条件：式中：材料厚度；制件内径；制件凸缘直径；制件高度。,带状毛坯上有工艺切口的连续拉伸方法如图10.1(b)所示。由于有了工艺切口，接近于单个凸缘件的拉伸；但相邻两个拉伸件间仍有部分材料相连，使之比单个凸缘件拉伸稍困难些。因此，极限拉伸系数略大于单件拉伸，但与带料
2、连续拉伸相比，材料易于流动，拉伸后的制件质量较好，但也增加了材料的消耗。因此这种方法多用于难以拉伸的筒形、锥形、长方形等复杂零件的拉伸。用这种方法加工的制件应满足以下条件：,10.1.2 带料切口连续拉伸,(a)整体带料连续拉伸,(b)带料切口连续拉伸图10.1 带料连续拉伸,10.2 带料连续拉伸的计算,10.2.1 带料连续拉伸的工艺计算,1.带料的宽度和步距尺寸的计算按表10-1所列公式确定，带料的宽度和步距尺寸。注：带料送进步距；带料宽度；修边余量(见表10-2)；毛坯的计算直径(与一般带凸缘筒形件毛坯计算相同)；包括修边余量的毛坯直径；侧面搭边宽度(见表10-3)；相邻切口间搭边宽度
3、或冲槽最小宽度；工艺切口宽度(见表10-3)；切口间跨度(见表10-3)；切口圆角半径(见表10-3)。,表10-2 带料连续拉伸的修边余量,表10-3 带料连续拉伸搭边及切口参数推荐数值,2.拉伸系数的确定(1)总拉伸系数：带料连续拉伸，不能进行中间退火，所以在采用这种拉伸方法时，首先要计算出总的拉伸系 数，检查是否满足总极限拉伸系数的要求，见表10-4。总拉伸系数为式中：拉伸件的直径mm；板料直径mm；各次拉伸系数。,总,表10-4 带料拉伸的总拉伸系数,(2)带料切口连续拉伸首次拉伸系数的确定见表10-5。,表10-5 带料切口连续拉伸首次拉伸系数(材料：08、10钢),(3)带料切口连
4、续拉伸后次拉伸系数的确定见表10-6、表10-7。,表10-6 带料切口连续拉伸后次拉伸系数(材料：08、10钢),3拉伸高度的确定 带料切口连续拉伸的第一次拉伸相对高度 不应超过表7-12所列数值。(1)计算毛坯直径。(2)核算总拉伸系数(大于表10-4所列数值)。(3)根据、和 确定连续拉伸的种类及切口的型式。(4)计算带料宽度 和 步距及切口尺寸。(5)确定各工序拉伸系数，从而确定所需的拉伸次数。(6)计算各次拉伸凸模和凹模的圆角半径。第一次拉伸：，。最后一次拉伸：，但不小于;，但不小于。(7)绘制工序图。,10.2.2 带料连续拉伸的工序计算,10.3 带料连续拉伸模设计注意事项及设计
5、实例,10.3.1 带料连续拉伸模设计注意事项,(1)首次拉伸和切口工序，最好有单独的压边圈，以防带料起皱，影响后续工序。(2)各凹模最好单独镶拼，或将分离工序(切口、冲孔、落料)与变形工序(拉延、整形)的凹模分段镶嵌，便于维修、刃磨和更换。(3)拉伸工序次数较多时，为了便于调整模具，宜在首次拉伸工序后留一空步，作后备拉伸之用。(4)在冲孔工序中，模具定位圈(凹模)的高度应等于制件的拉伸高度。若制件的拉伸高度小于凹模的高度，在冲孔时同时对制件产生拉伸作用，可能拉裂，也会对制件的高度产生影响。,10.3.2 设计实例,拉伸、冲孔、翻边、落料连续模设计。该冷冲模为拉伸、冲孔、翻边、落料连续模，其功
6、能为冲制，如图10.2所示一空心铆钉制件，材料08钢，采用带料连续冲制。其工序为冲步距缺口、工位间切口、拉伸、冲孔、翻边、落料，模具类型为具有四导向的步距侧刃连续模。,(a)制件图(b)冲孔结束时的工序图图10.2 空心铆钉制件,1.冲压工艺设计1)计算拉伸毛坯直径和选择带料宽度及步距(1)冲压类型的选择计算：因此，选择带料切口连续拉伸。(2)带料宽度和步距尺寸的计算。按体积相等关系得拉伸毛坯直径。步距尺寸和带料宽度的计算按表10-1所列公式确定。考虑到拉伸后带料两方向收缩的影响，得出排样尺寸：步距，料原始宽度60mm，步距冲裁后50mm，拉伸后料宽42mm，其工艺排样如图10.3所示,图10
7、.3 工艺排样,2)计算拉伸次数及各半成品尺寸由于是带状毛坯，制件拉伸系数，查表10-4得总拉伸系数钢为0.16，可行。(1)选取各次。相对厚度，查表10-5、10-6得出相应的各次及限拉伸系数 总拉伸系数为 由，可知，总拉伸次数可暂定为四次。(2)各次拉伸直径(内径)分别为：取：,(3)各次拉伸凹模圆角半径分别为：mm mm(4)各次拉伸凸模圆角半径分别为：mm mm mm mm(5)各次拉伸高度分别为(6)首次拉伸相对直径，相对高度(最小值)，符合要求。(7)绘制工序图如图10.4所示,图10.4 工序图,3)计算冲压力步距侧刃冲裁力。冲裁长度，材料强度极限，厚度，步距侧刃冲裁力，取。(2
8、)切口力。周长，切口冲裁力，取。(3)冲铆钉孔力。周长，铆钉冲裁力，。(4)翻边力。翻边系数。翻边高度 取(5)落料力。，取,4)计算拉伸力、拉伸压边力、冲裁卸料力、翻边卸料力(1)拉伸力。第一次拉伸，取第二次拉伸，取第三次拉伸，取第四次拉伸。取(2)拉伸压边力通常压边目的是防止起皱。但除此之外，这里的压边圈还有其他作用。在当前拉伸情况下，从第二次拉伸开始到最后的拉伸，压边圈的作用并不只是防止起皱，而且还辅助拉伸，起到防止拉破的作用。在此的计算只是借用压边公式进行近似计算。,(3)冲裁卸料力。上式中，16.18kN为步距侧刃冲裁力，18.84kN为切口冲裁力，2.54kN为铆钉孔冲裁力。(4)
9、翻边卸料力。5)压力中心位置由合力矩定理求得压力中心位置，见表10-8。,表10-8 由合力矩定理求得压力中心,2.模具结构设计及凸、凹刃口尺寸计算 凸模结构采用常规过盈装配式。凹模结构采用分体式，将侧刃冲裁凹模、切口凹模，拉伸凹模，冲孔翻边凹模、落料凹模分开，以便于制造、装配、调整和维修。所有凹模镶嵌在凹模边框中。1)各拉伸凸、凹模结构及尺寸凸凹模结构及尺寸如图10.6、图10.7所示。2)冲孔、翻边、落料凸凹模尺寸计算 下面将主要的三对凸凹模刃口尺寸进行计算,图10.5 计算合力作用点,冲翻边底孔 冲翻边底孔 第四次拉伸 3)凸模、凹模固定板尺寸形状 凸模固定板采用过盈配合将凸模逐个地固定
10、在板上。凹模固定板是边框形式，它将5块凹模镶块镶拼固定在一起。凸模固定板如图10.8所示，凹模固定板如图10.9所示。,图10.6 凸模结构及尺寸,图10.7 凹模结构及尺寸,图10.8 凸模固定板,图10.9 凹模固定板,3.设计计算压料元件、弹料元件 针对冲裁切口、拉伸、冲孔、翻边和落料等不同功能，将压料、弹料分成3块，分别为冲孔落料卸料板、拉伸压边圈和冲裁切口卸料板。如图10.10所示。,图10.10 压边圈及弹簧装置,1)拉伸压边圈压料弹簧尺寸选取及计算 弹簧尺寸包括簧丝直径、弹簧直径和弹簧圈数。这些参数有的是选取的，有的是计算的。计算弹簧直径 取簧丝直径d=3.5mm，按弹簧材料强度
11、计算，取簧丝直径d=3.5mm，按弹簧材料强度计算D，由弹簧强度计算公式得 取,(2)计算弹簧圈数。由弹簧变形量及刚度条件得，取由，得 压边力考虑到预紧，取10圈。2)冲裁切口卸料板弹簧尺寸选取及计算(1)选取簧丝直径d和弹簧直径D。选取D=4mm，D=12mm。(2)计算弹簧圈数n。,考虑到预紧，取8圈。3)冲孔落料卸料板弹簧尺寸选取及计算(1)选取簧丝直径的d和弹簧直径D。选取d=3mm，D=12mm。(2)计算弹簧圈数n。冲孔落料卸料力为,考虑到预紧，取16圈。压边圈及弹簧装置如图10.10所示。4)弹料元件弹料元件及相应的结构图如图10.11所示。,5)选择模架及导向 采用4滑动导向模架。6)画出模具装配图 凡是装配以后所形成的同轴孔，一律装配起来同时钻孔，而不是作为单个零件分别钻孔。原则上螺孔制作在强度最高的模具零件上，比如凹模等。紧固螺钉(除个别情况外)都用内六角沉头螺钉。定位销钉上模、下模各用四个形成四边形，对称位置排列，尽量拉大距离。模具结构图、轴侧图和爆炸图如图10.12、图10.13、图10.14所示。,图10.11 弹料元件及结构图,图10.12 模具结构图,图10.13 模具结构轴测图,图10.14 模具分解图,
