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河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文
摘 要
本次設(shè)計做的是汽車車身覆蓋件沖壓模設(shè)計中的第一序拉延模的設(shè)計。汽車模具在中國因為發(fā)展的時間比較短所以在很多方面現(xiàn)在比起一些機械工業(yè)發(fā)達的國家還有很大的差距。但我國近年來在汽車模具方面也取得不少的發(fā)展與進步。本次設(shè)計我做的是汽車蓋板的拉延模設(shè)計。在模具設(shè)計中主要是根據(jù)設(shè)計好的板件來用UG軟件進行三維造型設(shè)計來完成模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計然后進行模具加工調(diào)試來最終生產(chǎn)出合格的模具。在三維造型方面主要可以分為壓邊圈設(shè)計、上模設(shè)計、凸模設(shè)計和下模本體設(shè)計。在進行各部分設(shè)計時要嚴(yán)格按照模具結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范來進行設(shè)計。
在本次設(shè)計中我嚴(yán)格按照沖壓模設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來進行模具設(shè)計，其中有一部分技術(shù)規(guī)范屬于企業(yè)內(nèi)部規(guī)范。本設(shè)計經(jīng)過反復(fù)檢查沒有發(fā)現(xiàn)大的紕漏，完全符合模具設(shè)計的要求。
關(guān)鍵詞：汽車模具 UG 拉延模 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
Abstract
The design do is auto body panel stamping die design sequence in the first drawing die design. Automotive die in China due to the development of a comparatively short time it is in many ways than some mechanical industrial developed countries there is a great gap. However, in recent years, China has also made the car a lot of mold development and progress. The design of the car I did the cover drawing die design. In the die design are mainly based on panels designed to use the UG software design to complete the three-dimensional structure of the mold and then mold design to final production of qualified commissioning of the mold. Main aspects of three-dimensional modeling can be divided into the blank holder design, the mold design, design and lower die punch body design. During the design of various parts of the structure to be in strict accordance with design specifications to the mold design.
In this design I strictly in accordance with design standards for stamping die mold design, including technical specifications are part of the internal specification. After repeated checking of the design found no major flaws, in full compliance with the mold design.
Keywords: car mold drawing die design standards UG
II
目錄
前 言 1
1 設(shè)計前的準(zhǔn)備工作 5
1.1 技術(shù)協(xié)議 5
1.1.1模具的材料及熱處理 5
1.1.2、 模具結(jié)構(gòu) 5
1.1.3. 工藝、設(shè)計、制造要求 7
1.2 查看工法圖 8
1.3查驗對比 9
1.4結(jié)構(gòu)選擇 9
1.5材質(zhì)選擇 9
2處理數(shù)模及分模線 17
2.1片體縫合 17
2.2拉伸實體 17
2.3設(shè)計凸模退刀面 18
2.4設(shè)計凸模主筋 19
2.5壓邊圈退刀面的設(shè)計 19
2.6壓邊圈主筋的設(shè)計 20
2.7確定壓邊圈導(dǎo)向 20
2.8導(dǎo)滑面的設(shè)計 21
2.9導(dǎo)板數(shù)量的確定 21
3壓邊圈的設(shè)計 24
3.1壓邊圈強度 24
3.2壓邊圈壓力確定 25
3.2壓邊圈讓位及補強 26
3.3氣頂桿的設(shè)計 27
3.4壓邊圈鑲塊設(shè)計 28
3.5調(diào)壓墊塊與墩死墊塊的設(shè)計 28
3.6彈頂銷的設(shè)計 30
4上模的設(shè)計 31
4.1上模型面及主筋 31
4.2上模法蘭面和輔筋 31
4.3上模調(diào)壓凸臺的設(shè)計 31
4.4上模起吊和反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計 32
4.5壓板槽的設(shè)計 32
4.6導(dǎo)腿的設(shè)計 32
4.7安全平臺的設(shè)計 32
4.8設(shè)計中心鍵槽及壓板槽加強筋 33
4.9上模彈頂銷的設(shè)計 33
4.10設(shè)計減輕空、流水孔及排氣孔 33
4.11定位板地設(shè)計 34
5下模的設(shè)計 41
5.1下模座的設(shè)計 42
5.2設(shè)計墩死墊塊 42
5.3設(shè)計凸模安裝固定法蘭 43
5.4設(shè)計安全螺釘 43
5.5設(shè)計安全護板 44
5.6運輸連接的設(shè)計 44
5.7導(dǎo)柱導(dǎo)向設(shè)計 44
5.8下模導(dǎo)板窺視孔的設(shè)計 44
5.9設(shè)計完成 45
致 謝 46
參考文獻 47
ii
前 言
汽車模具最主要的組成部分就是覆蓋件模具。這類模具主要是冷沖模。廣義上的“汽車模具”是制造汽車上所有零件的模具總稱。例如，沖壓模具、注塑模具、鍛造模具、鑄造蠟?zāi)?、玻璃模具等?
汽車車身上的的沖壓件大體上分為覆蓋件、梁架件和一般沖壓件。能夠明顯表示汽車形象特征的沖壓件是汽車覆蓋件。因此，更加特指的汽車模具可以說成是“汽車覆蓋件沖壓模具”。簡稱汽車覆蓋件沖模。例如，前車門外板修邊模、前車門內(nèi)板沖孔模等。
當(dāng)然汽車上的不只車身上有沖壓件。汽車上所有沖壓件的模具都稱為“汽車沖壓模具”。歸納起來就是：
1. 汽車模具是制造汽車上所有零件的模具總稱。
2. 汽車沖壓模具是沖制汽車上所有沖壓件的模具。
3. 汽車車身沖壓模具是沖制汽車車身上所有沖壓件的模具。
4. 汽車覆蓋件沖壓模具是沖制汽車車身上所有覆蓋件的模具。
現(xiàn)在我們這個板塊一說汽車模具好像都指的是汽車覆蓋件沖模。為了不和廣義的汽車沖?；煜?，在發(fā)帖時最好用汽車覆蓋件沖模不用汽車沖模。
沖壓模具的形式很多，沖模也依工作性質(zhì),模具構(gòu)造,模具材料三方面來分類。
一般可按以下幾個主要特征分類：
?。保鶕?jù)工藝性質(zhì)分類
a.沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。
b.彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
c.拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。
d.成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。
?。玻鶕?jù)工序組合程度分類
a.單工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。
b.復(fù)合模 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
c.級進模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
3、依產(chǎn)品的加工方法分類
依產(chǎn)品加工方法的不同，可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。
a. 沖剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。
b.彎曲模具：是將平整的毛胚彎成一個角度的形狀，視零件的形狀、精度及生產(chǎn)量的多寡，乃有多種不同形式的模具，如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。
c.抽制模具：抽制模具是將平面毛胚制成有底無縫容器。
d.成形模具：指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀，其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、圓緣成形沖模。
e.壓縮模具：是利用強大的壓力，使金屬毛胚流動變形，成為所需的形狀，其種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。
從20世紀(jì)以來，我國就開始重視模具行業(yè)的發(fā)展。提出政府要支持模具行業(yè)的發(fā)展，以帶動制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。我國制造業(yè)加工成本相對較低，模具加工業(yè)日趨成熟，技術(shù)水平不斷提高。人員素質(zhì)大幅提高，國內(nèi)投資環(huán)境越來越好，各種有利因素使越來越多國外企業(yè)選擇我國作為模具加工的基地。
目前，我國模具總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本和美國，其中，汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場，占整個模具市場份額的80％以上。以汽車行業(yè)為例，一種車型的轎車共需模具約4 000副，價值達2--3億元；單臺電冰箱需要模具生產(chǎn)的零件約150個，共需模具約350副，價值約400萬元。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)(統(tǒng)計范圍包括全部國有企業(yè)和年銷售收入500萬元以上的非國有企業(yè)，以下同)顯示，2008年1--5月，全國模具行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值已經(jīng)超過360億元，與2007年同期相比保持平穩(wěn)上升趨勢。
隨著我國模具行業(yè)的產(chǎn)品細分化、專業(yè)化的發(fā)展，汽車模具行業(yè)迅速發(fā)展起來，但汽車模具是在最近幾年才發(fā)展成為一個行業(yè)。
我國汽車模具業(yè)的建立可以追溯到國內(nèi)汽車工業(yè)發(fā)展之初。諸如一汽、東風(fēng)等整車企業(yè)當(dāng)時都設(shè)有配套的模具廠。生產(chǎn)的模具僅僅為了企業(yè)能自給自足。隨著市場需求逐年增大。在原有大型國有企業(yè)基礎(chǔ)上，一些民營、合資甚至外商獨資企業(yè)也紛紛涌入這一市場，這也使得汽車模具行業(yè)競爭愈發(fā)激烈。
目前，具有一定規(guī)模的國內(nèi)汽車車身模具制造企業(yè)有100多家。其中產(chǎn)值超過1億元的就有20家。國內(nèi)大型數(shù)控機床數(shù)量已經(jīng)超過800臺，與德國、美國、日本的大型數(shù)控機床數(shù)量相近。
總的來說，中國技術(shù)含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹??；而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠不能適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，精密、復(fù)雜的沖模、轎車覆蓋件模等高檔模具仍有很大發(fā)展空間。中國汽車模具行業(yè)今后的發(fā)展方向應(yīng)該注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和定位。進一步提升模具的制造技術(shù)水平，占領(lǐng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高、技術(shù)含量高的高檔模具市場。
1 設(shè)計前的準(zhǔn)備工作
1.1 技術(shù)協(xié)議
每一個項目都會與客戶簽定技術(shù)協(xié)義（或其它類似的文件），技術(shù)協(xié)義中包涵了客戶對模具要求的所有相關(guān)信息。在進行模具設(shè)計之前必須仔細閱讀技術(shù)協(xié)議嚴(yán)格按照里面的要求來進行設(shè)計。
1.1.1模具的材料及熱處理
當(dāng)沖壓件的材料為高強度板（抗拉強度大于等于340MPa）或板厚>1.2mm時。壓邊圈采用HT300+Cr12MoV鑲件結(jié)構(gòu)；凹模采用基體部分HT300+壓料面及?？诓糠諧r12MoV+內(nèi)型面部分MoCr鑲件結(jié)構(gòu)；凹模也可采用基體部分MoCr+壓料面及?？诓糠諧r12MoV鑲件結(jié)構(gòu)；凹模采用基體部分HT300+型面壓料面Cr12MoV鑲件結(jié)構(gòu)；料厚小于等于1.2mm的凸模可采用(GGG70L),MoCr鑄鐵。表面淬火硬度不低于HRc50；凸模采用基體部分HT300+成型部分Cr12MoV結(jié)構(gòu)；凸模采用基體MoCr+變形劇烈部分Cr12MoV結(jié)構(gòu)（具體在圖紙會簽時確定）Cr12moV（SKD11韓國）。表面淬火硬度不低于HRc55~58。
1.1.2、 模具結(jié)構(gòu)
模具結(jié)構(gòu)形式，原則上按甲方提供的或甲方認(rèn)定的乙方提供的結(jié)構(gòu)設(shè)計。模具的閉合高度，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、操作要求、壓機參數(shù)而定。一個零件系列模具的閉合高度應(yīng)考慮一致性。中型模具 考慮聯(lián)合安裝式。(會簽時根據(jù)具體情況商定)。上下模之間要設(shè)置四塊等高的平衡墊塊。模具的標(biāo)準(zhǔn)件及結(jié)構(gòu)性外購件原則上選用三住、三協(xié)標(biāo)準(zhǔn)，超出范圍的標(biāo)準(zhǔn)均需甲方的認(rèn)可。（國內(nèi)模具供應(yīng)商標(biāo)準(zhǔn)件要選用上海三住、北京世貿(mào)、大連盤起的產(chǎn)品，氮氣缸要求選用美國Hysow或瑞典Kaller或天津大石機械的產(chǎn)品或韓國TOSS的產(chǎn)品，頂料汽缸要求選用SMC的產(chǎn)品）。氮氣缸選用原則為：氮氣缸達到最大壓縮量時應(yīng)留有5mm余量，注入基準(zhǔn)壓力為12MPa。平衡用氮氣缸的頂出力應(yīng)在相應(yīng)上?？傊亓康模?.5—2）倍以上。所有模具必須采用12.9級的螺釘（栓）。拉延模自動化生產(chǎn)線用模具壓料圈采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，上、下模互為導(dǎo)向體，壓料圈與凸?；閷?dǎo)向體。模具盡可能考慮送料高度合理一致。自動化沖壓生產(chǎn)線用模具應(yīng)考慮機械人送料高度（參見模具設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)-《一般設(shè)計》）。模具定位采用四點快速定位。 上下模四周鑄出“V”型中心線槽。兩側(cè)鑄出方向“→”箭頭示前方。鑄件加強筋間距≤300mm（封閉間距≤600mm），型面厚度≥50mm，筋厚按甲方標(biāo)準(zhǔn)。本體為實型鑄鐵， 應(yīng)保證鑄件的強度、剛度和外觀質(zhì)量。鑄件的相關(guān)部位壁厚按甲方標(biāo)準(zhǔn)鑄造.鑄件本體帶聯(lián)體驗棒（模具交付時至少保留兩個驗棒,驗棒規(guī)格為￠30×200mm），聯(lián)體位置適當(dāng)，不能有干涉或隱含干涉。模具安裝采用U型槽，數(shù)量為：模具長度L ≥ 1500mm時， 上下模6－8個U行槽; L<1500 mm時， 上下模各4—6個U行槽， U型槽厚度H＝60mm（底板厚度H=50mm、壓板臺高度h=10mm）.壓板槽距模具端頭小于500mm.模具要求定位準(zhǔn)確，不易松動，操作方便、安全。拉伸件應(yīng)考慮后續(xù)工位定位問題。拉延、成形類模具，要求有合模到底的壓印標(biāo)記，標(biāo)記深度為0.3mm以內(nèi)。
拉延模應(yīng)在適當(dāng)位置合理設(shè)置￠6的排氣孔，并加防塵軟管。
模具要設(shè)置安全平臺。大型模具安全平臺尺寸為200mm×200mm；中型模具安全平臺尺寸不小于150mm×150mm；小型模具安全平臺尺寸為100mm×100mm。上下模安全平臺之間高度為120mm或170mm。（壓機安全棒高度800mm）廢料對角線長度不大于500mm，如超出范圍須與甲方協(xié)商確定。小型模具修邊廢料，要能滑出模具外。 中、大型模具要求滑出壓機臺外。采用折疊式廢料滑板使廢料排出壓機臺外。一級廢料滑板的設(shè)置不得超出模具的外輪廓線。廢料滑板的料厚t取2mm-2.5mm。（具體會簽時確認(rèn)）廢料滑道的傾斜角度需大于等于25度，如果傾斜角度小于25度，廢料滑板必須采用網(wǎng)紋板（濾油網(wǎng)板）。非自動化線沖孔類模具廢料原則用廢料盒接存，盡量集中接存，廢料在模體內(nèi)滑動要順暢，不得泄露在壓機工作臺上。廢料盒盡量少；廢料盒抽出方向設(shè)置在模具前后向、方便取放倒廢料，定位要可靠，且能夠自鎖。（具體會簽時確認(rèn)）模具采用鑄入式或鑄造式起重臂或插銷式吊耳，插銷式起重吊耳應(yīng)配有自鎖功能起重棒。對于重量大于5噸的模具必須采用插銷式吊耳形式。鑄入式起重棒設(shè)置在模具左右方向。退料（壓料）板原則上采用導(dǎo)板或?qū)е鶎?dǎo)向、側(cè)銷限位結(jié)構(gòu)，要求設(shè)有安全塊或安全螺釘。板料厚度小于1.2mm的沖裁工序的壓料器要在適當(dāng)位置設(shè)置錐形限位塊（四點）－（六點）,且錐形限位塊必須等高，板料厚度大于等于1.2mm的沖裁工序是否采用錐形限位塊在模具圖紙會簽時確定。壓料面在有效的范圍以外全部空開深度H=1mm。壓料、退料裝置要設(shè)有緩沖裝置。壓料器溢出凹腔部位以下50mm需要布設(shè)斑馬線標(biāo)識,并在相應(yīng)位置設(shè)置參照標(biāo)記。
1.1.3. 工藝、設(shè)計、制造要求
模具設(shè)計、制造及預(yù)驗收在乙方工廠進行。乙方依據(jù)雙方確認(rèn)的沖壓工藝為基礎(chǔ)，制定工藝方案，繪制DL圖并經(jīng)甲方工藝確認(rèn)后，方能進行模具設(shè)計。會簽后發(fā)生的模具套數(shù)增減需由甲方工藝人員確認(rèn)，增減費用另行商議。甲方不對沖壓工藝及模具結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不良后果負(fù)責(zé)。 沖壓工藝過程圖、模具設(shè)計圖，應(yīng)滿足甲方生產(chǎn)方式和壓力機技術(shù)參數(shù)要求。模具在設(shè)計上必須考慮鑄造工藝性、加工工藝性、和維修過程中的方便性。 模具設(shè)計完成后需經(jīng)甲方會簽確認(rèn)，會簽后雙方簽署《會簽紀(jì)要》依此來進行下一步工作。甲方產(chǎn)品發(fā)生設(shè)變，給乙方提供說明文件包括：設(shè)變內(nèi)容說明與設(shè)變后數(shù)模；乙方接到設(shè)變后，以書面形式進行可行性及風(fēng)險分析，并提供產(chǎn)品變更的費用及制造周期，經(jīng)甲方確認(rèn)后方可實施，如果乙方提出產(chǎn)品設(shè)計變更要求，乙方向甲方提出書面的設(shè)變申請（工藝分析報告），以甲方確認(rèn)為準(zhǔn)。制造中如有模具修改必須同時修改模具圖。設(shè)計和制造依據(jù)雙方確認(rèn)的有關(guān)模具設(shè)計、制造、驗收以及沖壓件檢查的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。模具要設(shè)置方便排除清洗模具時污水的槽或孔。模具的剛度、強度和質(zhì)量要求以連續(xù)生產(chǎn)一批次沖壓件不出現(xiàn)質(zhì)量缺陷為準(zhǔn)（300件）。外表面件壓印不得留在A面上。
1.2 查看工法圖
拿到設(shè)計題目時，首先應(yīng)該查看工法圖，了解相關(guān)信息，包括件名、產(chǎn)品的材質(zhì)、料厚、坯料尺寸、生產(chǎn)線以及本序所使用的機臺、模具閉合高度等信息。
根據(jù)產(chǎn)品材質(zhì)的力學(xué)性能和料厚從技術(shù)協(xié)義中查尋模具是否采用壤塊結(jié)構(gòu)以及模具本體及壤塊的材質(zhì)，如就果材質(zhì)為鍛件需采用壤塊結(jié)構(gòu)，鑄件則為整體結(jié)構(gòu)。
生產(chǎn)線分為手工生產(chǎn)線和自動生產(chǎn)線，自動生產(chǎn)線又分為普通自動線和高速線，自動線上的模具要設(shè)計相應(yīng)的感應(yīng)裝置即感應(yīng)開關(guān)，感應(yīng)開關(guān)有直流和交流之分，具體視生產(chǎn)線而定。手工生產(chǎn)線工序件在兩臺機床之間的傳遞是通過人工完成的，而自動生產(chǎn)線則是能過機器人或機械手來完成。高速線與普通自動線最本質(zhì)的區(qū)別體現(xiàn)在生產(chǎn)速度上。
通常情況下，拉廷模安排在生產(chǎn)線的第一臺機床上生產(chǎn)（有些需要落料的產(chǎn)品則不是），該機床根據(jù)生產(chǎn)線的不同有單動和雙動之分，相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)也對應(yīng)單動結(jié)構(gòu)和雙動結(jié)構(gòu)。
工法圖上會指示出每一序的模具閉合高度，對應(yīng)的機床有最大閉合高度和閉合高度調(diào)節(jié)量（可從機床參數(shù)中查取），機床的最大閉合高度減去閉合高度調(diào)節(jié)量為機床的最小閉合度。一般情況下手工線模具的閉合高度為參考值，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可做適當(dāng)調(diào)整，但必須在機床的最大閉合高度-20MM與最小閉合高度+20MM之間調(diào)整。自動線的模具工法除了指示閉合高度外還會指示模具的基準(zhǔn)點高度，都必須按照工法指示值設(shè)計，不可調(diào)整，若結(jié)設(shè)計無法滿足則向工法設(shè)計人員反饋。
1.3查驗對比
查看完以上信息后檢查工藝數(shù)模，對比工藝數(shù)模上的工藝內(nèi)容是否與工法圖指示的工藝內(nèi)容一致，包括是否需要日期標(biāo)記、件號標(biāo)記、左右件標(biāo)記、到底標(biāo)記及位置指示、CH孔位置、是否有切角、是否需要刺破刀等，若不一致應(yīng)該向工法設(shè)計人員反饋確認(rèn)。
1.4結(jié)構(gòu)選擇
拉延模的設(shè)計主要有單動和多動結(jié)構(gòu)，根據(jù)客戶技術(shù)協(xié)議要求和工廠機床本設(shè)計采用單動結(jié)構(gòu)。單動結(jié)構(gòu)如下圖1-1所示：
圖1-1 單動結(jié)構(gòu)圖
1.5材質(zhì)選擇
材質(zhì)的選擇優(yōu)先依客戶技術(shù)協(xié)議為準(zhǔn)，材質(zhì)選擇要求見表1-2所示：
表1-2 材質(zhì)選擇表
t<1.5
1.5≦t & δs<340MPa
1.5≦t & 340MPa≦δs
凸模（Punch）
GGG70L
MoCr
MoCr
Cr12MoV
凹模（Die）
GGG70L
MoCr
Cr12MoV
Cr12MoV
壓邊圈（Blank holder）
GGG70L
MoCr
Cr12MoV
Cr12MoV
下模本體（Lwr shoe）
HT300
HT300
HT300
上模本體（Upr shoe）
HT300
HT300
HT300
本設(shè)計凸模、凹模、壓邊圈的重量均大于1.5T所以選擇Cr12Mov。下模本體和上模本體也均大于1.5T選擇HT300。
選用沖壓模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)的批量，若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料；還應(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì)，不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同。對于沖壓模具，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高，碳化物的數(shù)量越多，則耐磨性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性 的劣優(yōu)依次 為碳素工具鋼 — 合金工具鋼 — 基體鋼 — 高碳高鉻鋼 — 高速鋼 — 鋼結(jié) 硬質(zhì)合金 — 硬質(zhì)合金。
此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響。
1.傳統(tǒng)模具用鋼 長期以來，國內(nèi)薄板沖裁模用鋼為 T10A 、 CrWMn 、 9Mn2V 、 Cr12 和 Cr12MoV 等。
其中 T10A 為碳素工具鋼，有一定強度和韌性。但耐磨性不高，淬火容易變形及開裂，淬透性差，只適用于工件形狀簡單、尺寸小、數(shù)量少的沖壓模具。
T10A 碳素工具鋼的熱處理工藝為： 760~810 ℃水或油 淬， 160~180 ℃ 回火，硬度 59~62HRC 。CrWMn 、 9Mn2V 是高碳低合金鋼種，淬火操作簡便，淬透性優(yōu)于碳素工具鋼，變形易控制。但耐磨性和韌性仍較低，應(yīng)用于中等批量、工件形狀較復(fù)雜的沖裁模具。 CrWMn 鋼的熱處理工藝為：淬火溫度 820~840 ℃ 油冷 ，回火溫度 200 ℃，硬度 60~62HRC 。 9Mn2V 鋼的熱處理工藝為：淬火溫度 780~820 ℃ 油冷 ，回火溫度 150~200 ℃，空冷，硬度 60~62HRC 。注意 回火溫度在 200~300 ℃范圍有回火脆性和顯著體積膨脹，應(yīng)予避開。
Cr12 和 Cr12MoV 為高碳高鉻鋼，耐磨性較高，淬火時變形很小，淬透性好，可用于大批量生產(chǎn)的模具，如硅鋼片沖壓模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性，易產(chǎn)生碳化物偏析，沖裁時容易出現(xiàn)崩 刃 或斷裂。其中， Cr12 含碳量較高，碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴(yán)重，脆性更大一些。
Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求，當(dāng)模具要求比較小的變形和一定韌性時，可采用低溫淬火、回火（ Cr12 為 950~980 ℃淬火， 150~200 ℃回火； Cr12MoV 為 1020~1050 ℃淬火， 180~200 ℃回火 ）。若要提高模具的使用溫度，改善其淬透性和紅硬性，可采用高溫淬火、回火 （ Cr12 為 1000~1100 ℃淬火， 480~500 ℃回火； Cr12MoV 為 1110~1140 ℃淬火， 500~520 ℃回火 ）。
高鉻鋼在 275~375 ℃區(qū)域有回火脆性，應(yīng)予避免。
2.常用模具新鋼種
為了彌補傳統(tǒng)模具鋼種性能的不足，國內(nèi)開發(fā)或引進了以下性能較好的沖壓模具用鋼：
（ 1 ） Cr12Mo1V1 （代號 D2 ）鋼 為仿美國 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)中的 D2 鋼引進 的鋼種，屬 Cr12 型鋼。由于 D2 鋼中 Mo 、 V 含量增加，細化了晶粒，改善了碳化物的分布狀況，因此 D2 鋼的強韌性（沖擊韌度、抗彎強度、撓度）比 Cr12MoV 鋼有所提高，耐磨性和抗回火穩(wěn)定性也比 Cr12MoV 更高?？捎蒙罾涮幚?，提高硬度并改善尺寸穩(wěn)定性。用 D2 鋼制作的沖裁模具壽命要高于 Cr12MoV 鋼模具。D2 鋼的鍛造性能和熱塑成形性比 Cr12MoV 鋼略差，機械加工性能和熱處理工藝與 Cr12 型鋼相似。
（ 2 ） Cr6WV 鋼 為高 耐磨微 變形高碳中鉻鋼，碳、鉻含量均低于 Cr12 型鋼，碳化物的分布狀態(tài)較 Cr12MoV 均勻，具有良好的淬透性。熱處理變形小，機械加工性能較好?？箯潖姸取_擊韌度優(yōu)于 Cr12MoV ， 只是耐磨性略低于 Cr12 型鋼。用于承受較大沖擊力的高硬度、高耐磨板料沖裁模，其效果好于 Cr12 型鋼。鋼的常用熱處理工藝為：淬火溫度9701 ~ 000℃，一般可熱油或硝鹽分級淬火冷卻，尺寸不大的部件可采取空冷。淬火后應(yīng)立即回火，回火溫度160210 ~ ℃，硬度 58 ~ 62HRC。
（ 3 ） Cr4W2MoV 鋼 也是高 耐磨微 變形高碳中鉻鋼，替代 Cr12 型鋼而研制的鋼種，碳化物均勻性好，耐磨性高于 Cr12MoV ，適于制作形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高的沖壓模具，可用于硅鋼片沖裁模。Cr4W2MoV 鋼的熱處理工藝：要求強度、韌性較高時，采用低溫淬火、低溫回火工藝：淬火溫度 960~980 ℃，回火溫度 280~320 ℃，硬度 60~62HRC 。要求熱硬性和耐磨性較高時，采用高溫淬火、高溫回火工藝：淬火溫度 1020~1040 ℃，回火溫度 50 0~540 ℃，硬度 60~62HRC 。
（ 4 ） 7CrSiMnMoV( 代號 CH-1) 鋼 為 空淬微變形低合金鋼、火焰淬火鋼，可以利用火焰進行局部淬火，淬硬模具刃口部分。淬火溫度（ 800~1000 ℃ ），具有良好的淬透性和 淬硬性 （可達 60 HRC 以上），強度和韌性較高，崩 刃 后能補焊。可代替 CrWMn 、 Cr12MoV 鋼，制作形狀復(fù)雜的沖裁模。 CH-1 鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度 900~920 ℃， 油冷 ， 190~200 ℃ 回火 1~3 小時，硬度 58~62 HRC 。
（ 5 ） 6CrNiSiMnMoV( 代號 GD) 鋼 為高韌性低合金鋼，淬透性好，空淬變形小，耐磨性較高。其強韌性顯著高于CrWMn 和 Cr12MoV 鋼，不易崩刃或斷裂。尤其適用于細長、薄片狀 凸模及 大型、形狀復(fù)雜、薄壁凸凹模。GD 鋼的推薦熱處理工藝：淬火溫度 870~930 ℃（ 900 ℃ 最佳 ），鹽浴爐加熱（ 45s/mm ）， 油冷或 空冷、風(fēng)冷 ， 175~230 ℃ 回火 2 小時，硬度 58~62 HRC 。由于空冷即可淬硬 ，也可采用火焰加熱淬火。
（ 6 ） 9Cr6W3Mo2V2( 代號 GM) 鋼 為高耐磨高強 韌 合金鋼，各項工藝性能良好，其耐磨性、強韌性、加工性能均優(yōu)于 Cr12 型鋼，能夠用于高速壓力機沖壓下的多工位 級進模等 精密模具，是較理想的耐磨、精密沖壓模具用鋼。GM 鋼的熱處理工藝：淬火溫度 1080~1120 ℃，硬度 64~66HRC 。 回火溫度 540~560 ℃，回火二次。
（ 7 ） Cr8MoWV3Si ( 代號 ER5) 鋼 屬高耐磨高強 韌合金鋼，具有較好的電火花加工性能，強度、韌性、耐磨性都優(yōu)于 Cr12 型鋼，適用于大型精密沖壓模具。用于硅鋼片沖裁模，一次 刃 磨壽命為 21 萬次，總壽命高達 360 萬次，是目前合金鋼沖模沖裁硅鋼片的較高壽命水平。
ER5 鋼的推薦熱處理工藝：對高耐磨性、高強韌性的模具，采用 1150 ℃ 淬火， 520~530 ℃ 回火 3 次； 對重載服役條件下的模具，采用 1120~1130 ℃ 淬火， 550 ℃ 回火 3 次。
3 ．硬質(zhì)合金及鋼結(jié)硬質(zhì)合金
當(dāng)工件的批量極大時，可以考慮選用硬度和耐磨性比各類模具鋼種更高的硬質(zhì)合金 或鋼結(jié)硬質(zhì)合金 。用作模具材料的硬質(zhì)合金為 鎢鈷類 ，隨著含鈷量的 增加，韌性及抗彎強度提高而硬度降低。對于承受沖擊力較小的模具，可以選用 含鈷量較低 的 YG10X ；承受沖擊力中等或較大的模具，可以選用 含鈷量較高 的 YG15 或 YG20 。硬質(zhì)合金的缺點為韌性較差、難以加工，作為模具的工作部件可以設(shè)計為鑲拼結(jié)構(gòu)。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的性能介于硬質(zhì)合金和高速鋼之間，能夠機械加工和熱處理，可以用于制作復(fù)雜的高壽命模具。用作沖裁模 的鋼結(jié)硬質(zhì)合金 有 DT 、 GT35 、 TLMW50 、 GW50 等。
厚板沖壓模具
厚板沖裁模承受的沖壓力高于薄板沖模，為重載沖裁模，易磨損、崩 刃 和斷裂，所以要求模具材料應(yīng)具有高的耐磨性和強韌性。傳統(tǒng)模具用鋼 傳統(tǒng)的重載沖裁模具鋼種主要有 T8A 、 Cr12MoV 、 W18Cr4V 、 W6Mo5 Cr4V2 等。其中 T8A 為碳素工具鋼，雖然淬透性、韌性比 T10A 鋼有所改善，但易殘存網(wǎng)狀碳化物、熱硬性差，只能用于工件批量較小的中厚沖裁模。 T8A 工具鋼的熱處理工藝為： 790~820 ℃水或油 淬， 160~180 ℃ 回火，硬度 58~61HRC 。W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2為高速工具鋼，具有很高的硬度、抗壓強度和耐磨性，但韌性較低，工作時有可能產(chǎn)生崩 刃或斷裂，而且價格較貴。建議采用低溫淬火、快速加溫淬火等工藝措施來改善其韌性。對于工件批量較大的厚板沖壓模，可以用W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2鋼做 凸 模，Cr12MoV 鋼做凹模 。W18Cr4V 鋼的推薦熱處理工藝： 1220~1250 ℃ 淬火； 550~570 ℃ 回火 3 次。
W6Mo5Cr4V2 鋼的推薦熱處理工藝： 1160~1200 ℃ 淬火 ： 550~570 ℃ 回火 3 次。
4. 常用模具新鋼種
為了克服高速工具鋼的缺點，提高使用壽命，重載沖壓模具可選用 降碳降釩 高速鋼6 W6Mo5 Cr4V（6W6）和以高速鋼成分為基礎(chǔ)，添加少量的其它元素構(gòu)成的高強韌性模具鋼 — 基體鋼，如 65Nb鋼、LD鋼、012AL鋼、CG-2 鋼等等 。
（ 1）6 W6Mo5 Cr4V (6W6)鋼為高強韌性高速鋼，由于降低了碳化物的含量和分布均勻性，使其在保持硬度和耐磨性的同時，抗彎強度、沖擊韌性和塑性都有顯著提高，雖然耐磨性略低，仍可用低溫 氮碳共滲提高 表面硬度和耐磨性。其熱處理工藝和高速鋼W6Mo5Cr4V2相似。
（ 2 ） 6Cr4W3Mo2VNb (65Nb) 鋼 65Nb 鋼取自 W6Mo5CrV2 鋼正常淬火后的基本成分，碳含量比高速鋼低， 碳質(zhì)量 分?jǐn)?shù) 的中限為 0.65% ，故名 65Nb 。各合金元素在鋼中的作用和在高速鋼中相似， 另加入 3% 的 Nb 可形成高穩(wěn)定性的碳化物 NbC ，能有效阻止奧氏體晶粒長大，改善鋼的力學(xué)性能和工藝性能。這種鋼具有較好的耐磨性和較強的高溫韌性，可以代替 Cr12MoV 、 W18Cr4V 鋼，用于重載沖裁模和冷擠壓模、 冷鐓模 。65Nb 鋼鍛造和退火工藝性能良好，熱處理溫度范圍寬，淬火溫度可以在 1080~1180 ℃，回火溫度在 520~600 ℃之間選擇。 當(dāng)采用比 W6Mo5CrV2 鋼正常 淬火溫度低的溫度淬火后，其組織 為在碳含量 較低的馬氏體基體上均勻 分布有細粒狀未溶碳化物。通過熱處理參數(shù)的調(diào)整，可以得到不同的強度、韌性、耐磨性配合，以適合不同模具的性能要求。 65Nb 鋼的熱處理工藝： 1080~1180 ℃鹽浴爐加熱（ 15~20s/mm ）油 淬， 520~560 ℃ 回火 2 次，硬度 57~63 HRC 。
（ 3 ） 7Cr7Mo2V2Si (LD) 鋼 LD 鋼含碳、 含鈷量高于 65Nb ，含釩量也較高。 釩可細化 晶粒，提高耐磨性。因此其抗壓、抗彎強度和耐磨性均高于 65Nb 由于具有良好的強韌性和耐磨性，因而適于制造各種重載模具。LD 鋼的推薦熱處理工藝： 850 ℃預(yù)熱， 1100~1150 ℃ 淬火； 油冷后 530~570 ℃ 回火 2~3 次，每次 1~2 小時，硬度 57~63 HRC 。
（ 4 ） 5Cr4Mo3SiMnVAL (012AL) 鋼 012AL 鋼中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.3~0.7% 的鋁，目的是為了細化晶粒，提高鋼的沖擊韌性和熱加工塑性，加 Si 則為了強化基體。 012AL 鋼強韌性高，綜合性能好，通用性強，是冷、熱兼用型模具鋼。其抗彎強度及撓度高于 W18Cr4V 高速鋼，代替高速鋼作模具時很少發(fā)生折斷現(xiàn)象。可以用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。012AL 鋼的推薦熱處理工藝： 1090~1120 ℃鹽浴爐加熱（ 30s/mm ）油 淬， 510 ℃ 回火 2 次， 每次油冷 2 小時 ，硬度 60~62 HRC 。
（ 5 ） 6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2) 鋼 CG-2 鋼在成分中加 Ni ，強化了基體，改善了韌性和高溫性能。同時增加 Mo 減少 W ，以降低碳化物的偏析。 CG-2 鋼具有高的強度和強韌性，在熱處理到高硬度時仍能維持良好的韌性，較好地解決了高硬度與韌性的合理配合。但鍛造塑性較差，退火后硬度偏高。亦可用作中厚板料沖裁模具和 各類冷 、熱作模具。CG-2 鋼的熱處理工藝：淬火溫度 1100~1140 ℃加熱（ 20s/mm ）， 油冷 ， 540 ℃ 回火 2 次，每次 2 小時，空冷，硬度 60~62 HRC 。
2處理數(shù)模及分模線
2.1片體縫合
先要對數(shù)模（片體）進行縫合處理，以方便后面的實體裁減操作。數(shù)模由產(chǎn)品和工藝面組成，一般情況下OP10即第一序的數(shù)模約定放在第10層，相應(yīng)的工序線放在第11層，后續(xù)以此類推，每一序的產(chǎn)品數(shù)模均放在16層。打開文件后，將100層設(shè)置為工作層（后期的出圖均以100層為工作層）。
利用縮放功能放大檢查數(shù)模的各個部位是否有明顯的孔洞，如有需先將其逢補起來，完成初步的檢查后進行逢合操作，
片體逢合好后進行分模線的合并，關(guān)閉第10層打開第11層，分模線由拔模面和相鄰工藝面的交線組成，由工法設(shè)計人員做出，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需對其進行合并，以方便后期操作，主要是用來分割凸模和壓邊圈以及做退刀。
2.2拉伸實體
分模線合并（用連接曲線工具）好后，用拉廷邊界線做出一個實體，拉廷邊界線由坯料線向外偏置得到，中小件向外偏置15-20MM,大件向外偏置30MM，拉廷邊界線和坯料線均由工法設(shè)計人員給出。再利用前面逢合好的片體把實體分割成上、下兩部分，上部分為上模型面部分，下部分再用分模線分開得到壓邊圈和凸模型面部分。
參照共性結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，凸模放到61層、壓邊圈放到51層、上模放到80層。后面設(shè)計的部件均按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)分層。
設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及各層具體放置什么見下圖2-1：
圖2-1 部件標(biāo)準(zhǔn)分層圖
2.3設(shè)計凸模退刀面
設(shè)計凸模退刀面，利用分模線向-Z方向拉伸出一個工具體，工具體向下40MM, 向凸模側(cè)偏置10MM（數(shù)據(jù)都依據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)）。
利用工具體與凸模進行布爾差運算得到凸模外側(cè)退刀面，再涂上相應(yīng)的加工顏色，內(nèi)側(cè)的退刀面采相同的方法得到。
不同的顏色代表不同的材質(zhì)或者不同的加工符號，圖紙里的顏色都必須按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定！如下表2-2：
表2-2 加工標(biāo)準(zhǔn)色
2.4設(shè)計凸模主筋
退刀面做好后做凸模主筋，模具各部分筋的厚度參照“模具結(jié)構(gòu)仕樣書”，模具結(jié)構(gòu)仕樣書 在技術(shù)協(xié)義或者客戶的模具設(shè)計制作規(guī)范里查尋。
根據(jù)技術(shù)協(xié)議的要求這里利用凸模邊緣曲線向里面偏置一個主筋厚（這里是50MM），并進行光順處理。
利用數(shù)模向下大致偏置60MM得到下圖所示的黃色片體，再用此工具實體與凸模進行布爾差運算得到凸模主筋。
2.5壓邊圈退刀面的設(shè)計
接下來做壓邊圈的退刀面，壓邊圈的退刀面做法與凸模相同，需要注意的是壓邊圈的退刀面要向遠離凸模的一側(cè)偏置3MM（如果板件完全位于模具內(nèi)部偏置1MM，如果板件在超出模具就取3MM）然后再做10MM的退刀。做法和凸模退刀面的做法相同，最后也要涂上相應(yīng)的顏色。
2.6壓邊圈主筋的設(shè)計
壓邊圈退刀面做好后做主筋，模具各部分筋的厚度參照“模具結(jié)構(gòu)仕樣書”，模具結(jié)構(gòu)仕樣書 在技術(shù)協(xié)義或者客戶的模具設(shè)計制作規(guī)范里查尋。根據(jù)技術(shù)協(xié)議的要求這里利用凸模邊緣曲線向里面偏置一個主筋厚（這里是50MM），并進行光順處理。利用數(shù)模向下大致偏置60MM得到下圖所示的黃色片體，再用此工具實體與凸模進行布爾差運算得到凸模主筋。壓邊圈主筋，輔筋及排氣孔，減輕孔等放在后面做出。
2.7確定壓邊圈導(dǎo)向
確定壓邊圈的導(dǎo)向形式（主要是針對外壓邊圈，內(nèi)壓邊圈只能是內(nèi)導(dǎo)形式），主要有內(nèi)導(dǎo)和箱式外導(dǎo)兩種結(jié)構(gòu)形，有時也可選擇四角導(dǎo)向形式。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式：首選內(nèi)導(dǎo)。
當(dāng)出現(xiàn)以下情況時，可考慮四角外導(dǎo)向方式。
細長件拉延凸模布置導(dǎo)板時，導(dǎo)板位置較為緊湊，同時在一定程度上削弱了凸模的強度，此時應(yīng)考慮四角導(dǎo)向。
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，應(yīng)考慮四角導(dǎo)向，各種導(dǎo)向形式中首選內(nèi)導(dǎo)。
當(dāng)制件落差大，壓邊圈行程大，而模具閉合高度有限制時，也應(yīng)考慮使用四角導(dǎo)向，這在一定程度可降低模具閉合高度。
其余類型的模具，首選中間形式導(dǎo)向；如采用四角導(dǎo)向方式結(jié)構(gòu)形式，可縮短模具尺寸時，可考慮采用四角導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式。
內(nèi)導(dǎo)和外導(dǎo)見圖2-3：
圖2-3 壓邊圈內(nèi)導(dǎo)、外導(dǎo)結(jié)構(gòu)圖
此件形狀較平，分模線直線段較長，X/Y兩個方向的尺寸較大，凸模強度也較好，所以選擇內(nèi)導(dǎo)形式。
2.8導(dǎo)滑面的設(shè)計
確定了導(dǎo)向形式后再來確定導(dǎo)滑面的寬度和高度。外壓邊圈在X/Y方向上的導(dǎo)滑面的寬度分別由凸模在相應(yīng)方向上的尺寸來確定，按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)取凸模尺寸的0.2-0.25倍。
高度則由該件的拉廷行程來確定，按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，壓邊圈在頂起狀態(tài)下，壓邊圈導(dǎo)滑面與對應(yīng)凸模上導(dǎo)板在高度上的搭接量為70MM（小件50MM）以上。在空間允許的情況下小件也盡可能的做70MM以上。雙動拉廷模為大件100MM小件80MM。
拉廷行程是把壓邊圈向+Z方向移動一直到壓邊圈的面高出凸模最高點5-10MM時所移動物距離，亦是模具工作時壓邊圈的行程，在工法圖中由工法設(shè)計人員給出。
2.9導(dǎo)板數(shù)量的確定
確定導(dǎo)板數(shù)量以及導(dǎo)板在平面上的們置。導(dǎo)板的數(shù)量按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定，如下圖2-4：
圖2-4 導(dǎo)滑板布置示意圖
導(dǎo)板在平面上的位置原則上按照標(biāo)準(zhǔn)布置，如下圖所示，導(dǎo)板中心距凸模邊緣1/6L—1/4L之間，凸模兩側(cè)相對的導(dǎo)板搭接量在50MM以上，如下圖2-5所示：
圖2-5 導(dǎo)滑板布置距離要求
不能按照上述數(shù)值布時導(dǎo)板應(yīng)盡量向兩側(cè)布置，距離盡量遠。
由于導(dǎo)板是凸出的，所以壓邊圈相應(yīng)位置要做讓位處理，導(dǎo)板在Z向的位置要要滿足要求，且各處導(dǎo)板在高度上位置要相同，導(dǎo)滑面長度也要相同，以保證壓邊圈同時導(dǎo)向。
導(dǎo)滑板種類
A）側(cè)向力小—用鑄鐵+石墨導(dǎo)板。 刀具直徑φ80
B）側(cè)向力大—用高力黃銅+石墨導(dǎo)板。 輪廓線 能退出
C）內(nèi)板件產(chǎn)量低——鑄件直接導(dǎo)向。
本設(shè)計中凸模的a和b都大于400因此每一面設(shè)計兩處導(dǎo)板。因為沖模時側(cè)向力較大所以選擇用高力黃銅+石墨導(dǎo)板。
3壓邊圈的設(shè)計
3.1壓邊圈強度
壓邊圈強度容易不足，應(yīng)考慮整體剛性設(shè)計。壓邊圈應(yīng)保證最大限剛度，否則，模具拉
延性能下降，制品質(zhì)量差。
注：拉延模壓邊圈導(dǎo)向部分局部懸空部位的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)B2 大于等于50mm時，為保證壓邊圈強度，懸空處厚度最小80mm，如圖3-1所示；小于等于50mm時，此處的厚度按50mm設(shè)計。
圖3-1 壓邊圈局部懸空示意圖
3.2壓邊圈壓力確定
圖3-2 壓邊圈加工示意圖
A） 外滑塊壓力WO 與距下死點距離s的關(guān)系如圖3-3所示。因此外滑塊不達到下死點，就不能獲得高壓力。
B）頂桿壓力必須小于外滑塊加工開始壓力：CO＜WO。
C）外部加工完成時，壓料板底面墩死，W1 達到最大壓力。
D）拉延模必須根據(jù)壓邊圈頂起位置確定緩沖壓力。
E） 最小緩沖調(diào)整壓力取50噸。(由沖床說明書確認(rèn))
圖3-3 沖床特性負(fù)荷曲線圖
3.2壓邊圈讓位及補強
按前面所述的標(biāo)準(zhǔn)作出壓邊圈與凸模導(dǎo)板的讓位并補強壓邊圈主筋。大于等于50MM時的主筋補強并且要保證上部壓邊圈厚度最小80MM上面導(dǎo)滑面沒有與壓邊圈本體合并，以方便后期導(dǎo)板調(diào)整時一起變動。如果壓邊圈主筋與凸模上其它部件有干涉，都要做讓位處理 。
為了保證壓邊圈的強度，對壓邊圈的寬度有要求，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求單動拉廷模壓邊圈的最小寬度取150MM，雙動取200MM（主要是指前/后側(cè)的寬度，左/右側(cè)由于有導(dǎo)向部分寬度會比較大）。此設(shè)計是單動拉延模所以取150。
壓邊圈的寬度由分模線到拉廷邊界和拉廷邊界到壓邊圈外邊緣兩部分組成，前部分由制件的拉廷工藝面寬度決定，在工藝數(shù)模中由工法設(shè)計人員給出，后部分由結(jié)構(gòu)設(shè)計員決定，在滿足壓邊圈寬度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，后面部分的寬度還必須滿足安裝調(diào)壓墊塊（調(diào)壓墊塊在后面細述）的寬度要求。拉廷邊界到壓邊圈外邊緣部分在高度上還要比工藝面最少低25MM。
3.3氣頂桿的設(shè)計
下面設(shè)計壓邊圈氣頂桿接柱。
設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，氣頂桿接柱高度小于等于100MM時為￠70的圓柱，大于100MM時為下端￠70上端￠80的錐形柱。
氣頂桿接柱的高度要接合機床的氣頂桿頂出高度、壓邊圈的行程和壓邊圈下底面的位置來確定。此件在客戶南區(qū)32線生產(chǎn)，該線第一臺機床的氣墊頂出高度有170、220、270三個檔，設(shè)結(jié)構(gòu)計員可自已選擇，本件選擇270，因為頂桿的頂出高度越高壓邊圈的頂桿高度就越短。機床的 氣墊頂出高度270減去 壓邊圈的行程140等于130再加上 20（氣頂桿接柱墊塊的厚度）等于150 即為壓邊圈氣頂桿接柱下端面到機床工作臺面（模具的下模下底面）的距離。下模下底面相對于模具絕對坐標(biāo)原點在Z方向的值為模具的仿形高，工法圖中查得此件該序的仿形高為740。由以上數(shù)據(jù)可確定壓邊圈氣頂桿接柱下端面在絕對坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)值。
壓邊圈下端面（除去氣頂桿接柱）的確定，先要考慮壓邊圈的厚度（Z向尺寸）單動為200MM，還要考慮下模座的厚度，
壓邊圈下端面—40=下模座厚度
此處考慮下模座厚度取220，由以上數(shù)據(jù)可計算出壓邊圈氣頂桿接柱高度為110，需要采用錐形的。氣頂桿與導(dǎo)板干涉處的頂桿要取消頂桿形式及位置確定好后要對頂桿進行局部調(diào)整和補強，壓邊圈要做成雙層結(jié)構(gòu)，以最大限度的提高壓邊圈的強度。
3.4壓邊圈鑲塊設(shè)計
拉延模凹模鑲塊(拼塊)、壓邊圈鑲塊(拼塊)的接合面后部原則上不設(shè)計1～2mm讓空面。壓邊圈與凹模在拉延面區(qū)域較小時，在拉延面區(qū)域的外輪廓加5毫米處設(shè)計鑲塊(拼塊) 。接合面后部的1～2mm讓空面，緊固螺釘?shù)穆菁y孔、內(nèi)螺紋圓柱銷釘螺紋孔要設(shè)計在拉延面區(qū)
域的外輪廓加5mm處，并靠近鑲塊(拼塊)的接合面作階梯型均勻布置(三角形或梯形)。此時凹模鑲塊的銷釘要設(shè)計防脫結(jié)構(gòu)。壓邊圈與凹模鑲塊（拼塊）上設(shè)計有螺紋孔及圓柱銷孔反裝時，應(yīng)注意其深度不能貫通到形面，影響板件的表面質(zhì)量。鑲塊的厚度同時要考慮螺紋孔和銷釘孔深度，螺紋孔和銷釘孔深度參照《編程加工標(biāo)準(zhǔn)》。拉延模凹模與壓邊圈鑲塊(拼塊)的接合面的接縫不要重合，最小錯開10mm。壓邊圈鑲塊(拼塊)接合面的接縫必須沿分模線(或型面的棱線)形狀的法線(或法向)方向傾斜5°設(shè)計。
優(yōu)點：
A) 板料流動方向和鑲塊接縫方向不一致，鑲塊不易磨損，對板件無影響。
B) 各個鑲塊形成一個整體，相互抵消側(cè)向力。
C) 鑲塊下不用加鍵。
3.5調(diào)壓墊塊與墩死墊塊的設(shè)計
設(shè)計調(diào)壓墊塊和布置壓邊圈輔筋。在壓邊圈上與調(diào)壓墊塊對應(yīng)的是墩死墊塊，如下圖3-4所示：
壓邊圈上，
調(diào)壓墊塊和墩死墊塊中心要對應(yīng)起來
墩死墊塊
調(diào)壓墊塊
圖3-4 調(diào)壓墊塊和墩死墊塊布置示意圖
調(diào)壓墊塊和墩死墊塊對應(yīng)模具的上模和下模都必須要有到模具上、下底面的立筋，如下圖3-5所示：
到模具底面的立筋加強。壓邊圈上，調(diào)壓墊塊和墩死墊塊之間也要有立筋
調(diào)壓墊塊或墩死墊塊
圖3-5 加強筋設(shè)計示意圖
所以在設(shè)計調(diào)壓墊塊時要綜合模具上模、下模和機床考慮，機床上的筋要避開機床工作臺、滑塊上的T形槽。壓邊圈上的輔筋要依據(jù)調(diào)壓墊塊的位置來設(shè)定，上模和下模的輔筋也要盡量根據(jù)調(diào)壓墊塊的位置來設(shè)計，不能重合時要單獨補筋加強。
設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：小型模具，調(diào)壓墊塊間距按300左右設(shè)計，大中型模具按300-500設(shè)計。調(diào)壓墊塊間距間300-500，下面對應(yīng)下模上的墩死墊塊，中間要有筋加強！
3.6彈頂銷的設(shè)計
設(shè)計彈頂銷。在壓邊圈的拉廷筋上設(shè)置一定數(shù)量的彈頂銷，使板件在拉廷結(jié)束后能夠被頂起，脫離凸模，以方便人工或者自動化裝置取件。彈頂銷的間距控制在300MM-500MM，保證能夠把板件順利的頂起。
4上模的設(shè)計
4.1上模型面及主筋
上模型面與下模一樣，都是隨型60MM，操作方式也是一樣的。上模主筋是由分模線向兩邊即正、負(fù)偏置25MM（即二分之一主筋厚度）得到。
根據(jù)技術(shù)協(xié)議的要求這里利用上模邊緣曲線向里面偏置一個主筋厚（這里是50MM），并進行光順處理。利用數(shù)模向下大致偏置60MM得到黃色片體，再用此工具實體與凸模進行布爾差運算得到凸模主筋。
4.2上模法蘭面和輔筋
設(shè)置上模法蘭面和輔筋。上模法蘭面的設(shè)計方法與壓邊圈相同，輔筋的厚度參考模具仕樣書，這里設(shè)計取30MM。間距應(yīng)小于等于300，輔筋的設(shè)計要注意避開上模的T型槽。輔筋設(shè)計如下圖4-1所示：
4-1輔筋設(shè)計圖
4.3上模調(diào)壓凸臺的設(shè)計
設(shè)計上模調(diào)壓凸臺。上模調(diào)壓凸臺與壓邊圈上的調(diào)壓墊塊對應(yīng)，上模要設(shè)計到底面的立筋。調(diào)壓凸臺與壓邊圈調(diào)壓墊塊一一對應(yīng)，上面設(shè)計到上模底面的立筋加強！當(dāng)調(diào)壓凸臺不在上模主筋或者輔筋上時，要單獨設(shè)計加強筋！
4.4上模起吊和反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計
設(shè)計上模起吊和翻轉(zhuǎn)。上模起吊和翻轉(zhuǎn)的選擇方法和壓邊圈相同，位置上上模、壓邊圈和下模原則上要對應(yīng)起來。起吊棒和壓邊圈起吊棒原則上要對應(yīng)起來。
4.5壓板槽的設(shè)計
設(shè)計壓板槽。壓板槽的作用是通過螺栓或自動裝夾裝置將模具固定機床的工作臺或滑塊上。壓板槽的尺寸要符合客戶要求，位置要與所使用機床的T型槽對應(yīng)（自動生產(chǎn)線要與自動裝夾裝置對應(yīng)）。壓板槽要對應(yīng)機床的T型槽。
4.6導(dǎo)腿的設(shè)計
導(dǎo)腿的設(shè)計。拉廷模導(dǎo)腿是上模與壓邊圈之間導(dǎo)向的部位。為了防合模時上模裝反（上模轉(zhuǎn)180度合模，這樣會造成模具損壞），導(dǎo)腿要設(shè)計防呆，一側(cè)導(dǎo)腿在一個方向上的尺寸比另一側(cè)導(dǎo)腿該方向的尺寸小10MM，只需設(shè)計一處。為了觀測導(dǎo)板與導(dǎo)滑面的配合情況，在模具外側(cè)看不見的導(dǎo)板要設(shè)計導(dǎo)板窺視孔。導(dǎo)腿側(cè)面要加筋補強，間距不大于300導(dǎo)腿下端面與對應(yīng)壓邊圈距離50壓邊圈在反面做掏空設(shè)計。
4.7安全平臺的設(shè)計
設(shè)計安全平臺。安全平臺是模具壓機上在調(diào)試或者維護時，防止上?；驂簷C滑塊意外下落，用來放置支撐桿的平臺。安全平臺有上下兩面，設(shè)置在模具在壓機上打開時有分離的部件之間，即上模和下模之間，在模具的四個角上設(shè)計四處，要求安全平臺的平面尺寸不小于150X150，模具閉合時上下安全平臺之間的距離不小于110，為了美觀，我們統(tǒng)一設(shè)計為110，小型拉廷模由于空間限制可以做到不小于50。安全平臺必須按要求設(shè)計！安全來臺，四處上下對應(yīng)的安全平臺之間的間距必須相同！安全平臺的相對高度原則上等高設(shè)計，但當(dāng)制件兩端落差大，結(jié)構(gòu)限制時，可以不等高，但上下對應(yīng)的安全平臺之間的間距必須相同！
4.8設(shè)計中心鍵槽及壓板槽加強筋
設(shè)計中心鍵槽及壓板槽加強筋。要求模具必須設(shè)計中心鍵槽，在模具前后及左右設(shè)計60-80加工的28X20的鍵槽，中間部分設(shè)計不加工的40X30的通槽。中心鍵槽要和機床的中心鍵槽吻合，需要注意機床偏心的情況。四處加的28X20的鍵槽，要與機床中心吻合中心通槽，當(dāng)通槽在輔筋上時，輔筋要做強處理！
4.9上模彈頂銷的設(shè)計
設(shè)計上模彈頂銷。為了防止生產(chǎn)時制件卡在凹模上，有必要在上模設(shè)計彈頂銷。上模彈頂銷要設(shè)計在工藝面上或者產(chǎn)品的非A面上。
在上模工藝補充面上設(shè)計彈頂銷，數(shù)量和位置可由現(xiàn)場鉗工師傅調(diào)試確定。
4.10設(shè)計減輕空、流水孔及排氣孔
設(shè)計減輕孔、流水孔及排氣孔。
為節(jié)約模具成本，在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及不影響模具強度的前提下，應(yīng)最大限度的減輕模具重量。
上模要設(shè)計流水孔，使模具清洗或者生產(chǎn)調(diào)試時產(chǎn)生的油液能夠模具型腔中順利流出。
模具生產(chǎn)時，上模和壓邊圈閉