拉伸工藝及拉伸模具設(shè)計

1、沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 拉深概述拉深概述 4.1 拉深變形過程的分析拉深變形過程的分析 4.2 直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計 4.3 非直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深成形的特點非直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深成形的特點 4.4 盒形件的拉深盒形件的拉深 4.5 拉深工藝設(shè)計拉深工藝設(shè)計 4.6 拉深模具設(shè)計拉深模具設(shè)計 4.7 其他拉深方法其他拉深方法 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 1.1.拉深的基本概念拉深的基本概念 拉深是

2、利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種 開口的空心件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其他形狀開口的空心件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其他形狀 空心件的一種沖壓加工方法。空心件的一種沖壓加工方法。(如圖如圖4.0.1) 2.2.典型的拉深件典型的拉深件(如圖如圖4.0.2) 3.3.拉深模具的特點拉深模具的特點 結(jié)構(gòu)相對較簡單，與沖裁模比較，工作部分有較大結(jié)構(gòu)相對較簡單，與沖裁模比較，工作部分有較大 的圓角，表面質(zhì)量要求高，凸、凹模間隙略大于板料厚度。的圓角，表面質(zhì)量要求高，凸、凹模間隙略大于板料厚度。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉

3、深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.1 拉深變形過程的分析拉深變形過程的分析 4.1.1板料拉深變形過程板料拉深變形過程及其特點及其特點 (如圖如圖4.1.1) 在毛坯上畫作出距離為在毛坯上畫作出距離為a的等距離的同心圓與相同弧度的等距離的同心圓與相同弧度b 輻射線組成的網(wǎng)格輻射線組成的網(wǎng)格( (如圖如圖4.1.2) ) ，然后將帶有網(wǎng)格的毛坯

4、進行，然后將帶有網(wǎng)格的毛坯進行 拉深。拉深。 在拉深過程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸緣毛坯的在拉深過程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸緣毛坯的 徑向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力徑向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力 ，切向產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，切向產(chǎn)生壓縮應(yīng)力 。在它們的共同。在它們的共同 作用下，凸緣變形區(qū)材料發(fā)生了塑性變形，并不斷被拉入凹模作用下，凸緣變形區(qū)材料發(fā)生了塑性變形，并不斷被拉入凹模 內(nèi)形成筒形拉深件。內(nèi)形成筒形拉深件。 1 3 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖

5、壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 在拉深后我們發(fā)現(xiàn)在拉深后我們發(fā)現(xiàn)如圖如圖4.1.2：工件底部的網(wǎng)格變化很：工件底部的網(wǎng)格變化很 小，而側(cè)壁上的網(wǎng)格變化很大，以前的等距同心圓，變成小，而側(cè)壁上的網(wǎng)格變化很大，以前的等距同心圓，變成 了與工件底部平行的不等距的水平線，并且愈是靠近工件了與工件底部平行的不等距的水平線，并且愈是靠近工件 口部，水平線之間的距離愈大，同時以前夾角相等的半徑口部，水平線之間的距離愈大，同時以前夾角相等的半徑 線在拉深后在側(cè)壁上變成了間距相等的垂線，線在拉深后在側(cè)壁上變成

6、了間距相等的垂線，如圖如圖4.1.3所所 示，示，以前的扇形毛坯網(wǎng)格變成了拉深后的矩形網(wǎng)格以前的扇形毛坯網(wǎng)格變成了拉深后的矩形網(wǎng)格。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.1.2拉深過程中變形毛坯各部分的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)拉深過程中變形毛坯各部分的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 拉深過程中某一瞬時毛坯變形和應(yīng)力情況拉深過程

7、中某一瞬時毛坯變形和應(yīng)力情況(如圖如圖4.1.5) 1.平面凸緣部分平面凸緣部分 主要變形區(qū)主要變形區(qū) 2.凹模圓角區(qū)凹模圓角區(qū) 過渡區(qū)過渡區(qū) 3.筒壁部分筒壁部分 傳力區(qū)傳力區(qū) 4.凸模圓角部分凸模圓角部分 過渡區(qū)過渡區(qū) 5.圓筒底部分圓筒底部分 小變形區(qū)小變形區(qū) 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖 4.1.5 拉深中毛坯的應(yīng)力應(yīng)變情況 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深

8、模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.1.3 拉深變形過程的力學(xué)分析拉深變形過程的力學(xué)分析 1.1.凸緣變形區(qū)的應(yīng)力分析凸緣變形區(qū)的應(yīng)力分析 （1）拉深中某時刻變形區(qū)應(yīng)力分布）拉深中某時刻變形區(qū)應(yīng)力分布 根據(jù)微元體的受力平衡可得根據(jù)微元體的受力平衡可得 因為因為 取取 并略去高階無窮小，得并略去高階無窮小，得: 塑性變形時需滿足的塑性方程為塑性變形時需滿足的塑性方程為 : 0 2 sin2 3t111 t d dRRdtddRRd 33 22sindd 0)( 311 dRRd m31 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助

9、學(xué)課件 由上述兩式，并考慮邊界條件由上述兩式，并考慮邊界條件(當(dāng)當(dāng) 時，時， )，經(jīng)數(shù)學(xué)，經(jīng)數(shù)學(xué) 推導(dǎo)就可以求出徑向拉應(yīng)力，和切向壓應(yīng)力的大小為：推導(dǎo)就可以求出徑向拉應(yīng)力，和切向壓應(yīng)力的大小為： 在變形區(qū)的內(nèi)邊緣（即在變形區(qū)的內(nèi)邊緣（即 處）徑向拉應(yīng)力最大，其值處）徑向拉應(yīng)力最大，其值 為：為： 在變形區(qū)外邊緣處壓應(yīng)力最大，其值為：在變形區(qū)外邊緣處壓應(yīng)力最大，其值為： R Rt m1 ln1 . 1 R Rt m3 ln11 . 1 r Rt mmax1 ln1 . 1 m max 3 1 . 1 t RR 0 1 rR 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模

10、具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 凸緣外邊向內(nèi)邊凸緣外邊向內(nèi)邊 由低到高變化，由低到高變化， 則由高到低變化，在凸緣中間必有一交則由高到低變化，在凸緣中間必有一交 點存在（如右圖所示），在此點處有點存在（如右圖所示），在此點處有 所以：所以： 化簡得：化簡得： 即：即： 即交點在即交點在 處。用處。用R所作出所作出 的圓將凸緣變形區(qū)分成兩部分，由此圓的圓將凸緣變形區(qū)分成兩部分，由此圓 向凹模洞口方向的部分拉應(yīng)力占優(yōu)勢向凹模洞口方向的部分拉應(yīng)力占優(yōu)勢 （ ），拉應(yīng)變?yōu)榻^對值最大的主），拉應(yīng)變?yōu)榻^對值最大的主 變形，厚度方向的變形變形，厚度方向的變形 是壓縮應(yīng)變。是壓縮應(yīng)變。 1 3 31 R

11、RRR tmtm ln11 . 1ln1 . 1 21ln t RR t 61. 0RR t 61. 0RR 31 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 （2）拉深過程中的）拉深過程中的 變化規(guī)律變化規(guī)律 和和 是當(dāng)毛坯凸緣半徑變化到是當(dāng)毛坯凸緣半徑變化到 時，在時，在 凹模洞口的最大拉應(yīng)力和凸緣最外邊的最大壓應(yīng)力。凹模洞口的最大拉應(yīng)力和凸緣最外邊的最大壓應(yīng)力。 2.筒壁傳力區(qū)的受力分析筒壁傳力區(qū)的受力分析 （1）壓邊力）壓邊力 引起的摩擦力引起的摩擦力 該摩擦應(yīng)力為：該摩擦應(yīng)力為： max3max1|和 max1 max

12、 3 t R Q F dt uF Q M 2 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 （2）材料流過凹模圓角半徑產(chǎn)生彎曲變形的阻力）材料流過凹模圓角半徑產(chǎn)生彎曲變形的阻力 可可 根據(jù)彎曲時內(nèi)力和外力所作功相等的條件按下式計算：根據(jù)彎曲時內(nèi)力和外力所作功相等的條件按下式計算： （3）材料流過凹模圓角后又被拉直成筒壁的反向彎）材料流過凹模圓角后又被拉直成筒壁的反向彎 曲力仍按式上式進行計算曲力仍按式上式進行計算: 拉深初期凸模圓角處的彎曲應(yīng)力也按上式計算，即：拉深初期凸模圓角處的彎曲應(yīng)力也按上式計算，即： 24 1 d bW t

13、r t 24 1 d bWW tr t 24 1 p bW tr t 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 （4）材料流過凹模圓角時的摩擦阻力）材料流過凹模圓角時的摩擦阻力 通討凸模圓角處危險斷面?zhèn)鬟f的徑向拉應(yīng)力即為：通討凸模圓角處危險斷面?zhèn)鬟f的徑向拉應(yīng)力即為： 由上式把影響拉深力的因素，如拉深變形程度，材由上式把影響拉深力的因素，如拉深變形程度，材 料性能，零件尺寸，凸、凹模圓角半徑，壓邊力，潤滑料性能，零件尺寸，凸、凹模圓角半徑，壓邊力，潤滑 條件等都反映了出來，有利于研究改善拉深工藝。條件等都反映了出來，有利于研究改

14、善拉深工藝。 拉深力可由下式求出：拉深力可由下式求出： wwMmax1p 2e d b d b Q t mp 222 2 ln1 . 1e tr t tr t dt F r R sin p dtF 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.1.4 拉深成形的障礙及防止措施拉深成形的障礙及防止措施 1.起皺(如圖如圖4.1.8)，影響起皺的因素： (1)凸緣部分材料的相對厚度凸緣部分材料的相對厚度 凸緣部分的相對料厚

15、，即為凸緣部分的相對料厚，即為 : (2)切向壓應(yīng)力的大小切向壓應(yīng)力的大小 拉深時拉深時 的值決定于變形程度，變形程度越大，需要轉(zhuǎn)移的值決定于變形程度，變形程度越大，需要轉(zhuǎn)移 的剩余材料越多，加工硬化現(xiàn)象越嚴(yán)重，則越的剩余材料越多，加工硬化現(xiàn)象越嚴(yán)重，則越 大，就越容易起大，就越容易起 皺。皺。 (3)材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能 板料的屈強比板料的屈強比 小，則屈服極限小，變形區(qū)內(nèi)的切向壓小，則屈服極限小，變形區(qū)內(nèi)的切向壓 應(yīng)力也相對減小，因此板料不容易起皺。應(yīng)力也相對減小，因此板料不容易起皺。 rRtdDt ff 或 3 3 bs 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉

16、深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 (4)凹模工作部分的幾何形狀凹模工作部分的幾何形狀 平端面凹模拉深時，毛坯首次拉深不起皺的條件是平端面凹模拉深時，毛坯首次拉深不起皺的條件是 : 用錐形凹模首次拉深時，材料不起皺的條件是：用錐形凹模首次拉深時，材料不起皺的條件是： 如果不能滿足上述式子的要求，就要起皺。在這種情況如果不能滿足上述式子的要求，就要起皺。在這種情況 下，必須采取措施防止起皺發(fā)生。下，必須采取措施防止起皺發(fā)生。最簡單的方法最簡單的方法( (也是實際生也是實際

17、生 產(chǎn)中最常用的方法產(chǎn)中最常用的方法) )是采用壓邊圈是采用壓邊圈 。 )1)(17. 009. 0( D t D t D d D t 103.0 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 2.拉裂拉裂 拉深后得到工件的厚度沿底部向口部方向是不同的拉深后得到工件的厚度沿底部向口部方向是不同的 (如圖如圖4.1.9) 防止拉裂防止拉裂: 可根據(jù)板材的成形性能，采用適當(dāng)?shù)睦畋群蛪哼吙筛鶕?jù)板材的成形性能，采用適當(dāng)?shù)睦畋群蛪哼?力，增加凸模的表面粗糙度，改善凸緣部分變形材料的力，增加凸模的表面粗糙度，改善凸緣部分變形材料的 潤滑條

18、件，合理設(shè)計模具工作部分的形狀，選用拉深性潤滑條件，合理設(shè)計模具工作部分的形狀，選用拉深性 能好的材料。能好的材料。 3.硬化硬化 拉深是一個塑性變形過程，材料變形后必然發(fā)生加拉深是一個塑性變形過程，材料變形后必然發(fā)生加 工硬化，使其硬度和強度增加，塑性下降。工硬化，使其硬度和強度增加，塑性下降。 加工硬化的好處是使工件的強度和剛度高于毛坯材加工硬化的好處是使工件的強度和剛度高于毛坯材 料，但塑性降低又使材料進一步拉深時變形困難。料，但塑性降低又使材料進一步拉深時變形困難。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與

19、模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.2 直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計 4.2.1 拉深毛坯尺寸的確定拉深毛坯尺寸的確定 拉深毛坯尺寸的確定原則：拉深毛坯尺寸的確定原則： 體積不變原理（體積不變原理（拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面 積積 ）、相似性原理。）、相似性原理。 毛坯的計算方法：等重量、等體積、分析圖解法、作圖法。毛坯的計算方法：等重量、等體積、分析圖解法、作圖法。 （1）確定修邊余量）確定修邊余量 由于材料的各向?qū)砸约袄顣r金屬流動條件的差異，拉由

20、于材料的各向?qū)砸约袄顣r金屬流動條件的差異，拉 深后工件口部不平，通常拉深后需切邊，因此計算毛坯尺寸時深后工件口部不平，通常拉深后需切邊，因此計算毛坯尺寸時 應(yīng)在工件高度方向上應(yīng)在工件高度方向上(無凸緣件無凸緣件)或凸緣上增加修邊余量或凸緣上增加修邊余量 。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 （2 2）計算工件表面積）計算工件表面積 圓筒直壁部分的表面積為圓筒直壁部分的表面積為 : : 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.2.2無凸緣圓筒形

21、件的拉深工藝計算無凸緣圓筒形件的拉深工藝計算 1.1.拉深系數(shù)拉深系數(shù) 拉深系數(shù)是表示拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯拉深系數(shù)是表示拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯 （或半成品）的直徑之比。（或半成品）的直徑之比。 （如圖如圖4.2.2） 工件的直徑與毛坯直徑之比稱為總拉深系數(shù)，即工件所工件的直徑與毛坯直徑之比稱為總拉深系數(shù)，即工件所 需要的拉深系數(shù)需要的拉深系數(shù) 1 211 122 11 . nnn nnn ddm ddm ddm Ddm nn nn nnn mmmm dd dd Dd dd D d m 121 12 1 1 21 . 總 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的

22、設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖 4.2.2 拉深工序示意圖 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 拉深系數(shù)的倒數(shù)稱為拉深程度或拉深比，其值為：拉深系數(shù)的倒數(shù)稱為拉深程度或拉深比，其值為： 拉深系數(shù)表示了拉深前后毛坯直徑的變化量，反映了毛拉深系數(shù)表示了拉深前后毛坯直徑的變化量，反映了毛 坯外邊緣在拉深時切向壓縮變形的大小，因此可用它作為衡坯外邊緣在拉深時切向壓縮變形的大小，因此可用它作為衡 量拉深變形程度的指標(biāo)。拉深時毛坯外邊緣的切向壓縮變形量拉深變形程度的指標(biāo)。拉深時毛坯外邊緣的切向壓縮變形

23、量為：量為： 由此可知，拉深系數(shù)是一個小于由此可知，拉深系數(shù)是一個小于1的數(shù)值，其值愈大表的數(shù)值，其值愈大表 示拉深前后毛坯的直徑變化愈小，即變形程度小。其值愈小示拉深前后毛坯的直徑變化愈小，即變形程度小。其值愈小 則毛坯的直徑變化愈大，即變形程度大。則毛坯的直徑變化愈大，即變形程度大。 n 1n n n 1 d d m k m mm m d d td tdtd m D d Dt dtDt 1 11 . 11;11 .nn;1n1n 2 1 2 1 21 21 1 1 即： 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 2.影響拉

24、深系數(shù)的因素影響拉深系數(shù)的因素 拉深材料：機械性能、料厚、表面質(zhì)量。拉深材料：機械性能、料厚、表面質(zhì)量。 拉深模具：間隙、凸模圓角半徑、凹模圓角半徑、凹拉深模具：間隙、凸模圓角半徑、凹模圓角半徑、凹 模形狀模形狀(如圖如圖4.2.3）凹模表面質(zhì)量。）凹模表面質(zhì)量。 拉深條件：壓邊圈、次數(shù)、潤滑、工件形狀。拉深條件：壓邊圈、次數(shù)、潤滑、工件形狀。 3.拉深系數(shù)的值與拉深次數(shù)拉深系數(shù)的值與拉深次數(shù) 查表確定。查表確定。 4.后續(xù)拉深的特點后續(xù)拉深的特點 壓力行程曲線（壓力行程曲線（如圖如圖4.2.4）。）。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝

25、與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.2.3 錐形凹模 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 1-首次拉深； 2-二次拉深 圖 4.2.4 首次拉深與二次拉深的拉深力 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.2.3無凸緣圓筒形拉深件的拉深次數(shù)和工序件尺寸的無凸緣圓筒形拉深件的拉深次數(shù)和工序件尺寸的 計算計算 試確定如下圖所示零件試確定如下圖所示零件( (材料材料0808鋼，材料厚度鋼，材料厚度 =2mm)=2mm)的拉的拉 深次數(shù)和各拉深工序尺寸。深次數(shù)和各拉深

26、工序尺寸。 計算步驟如下：計算步驟如下： 1.1.確定切邊余量確定切邊余量 根據(jù)根據(jù) ，查教材表查教材表4.2.1，并?。?，并?。?。 2.2.按教材表按教材表4.2.3序號序號1 1的公式計算毛坯直徑的公式計算毛坯直徑 mm283 56.072.1H2 2 22 2 2 rrdddD t h 28. 288/200/,200dhh mm7h 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 3.3.確定拉深次數(shù)確定拉深次數(shù) 判斷能否一次拉出判斷能否一次拉出 對于圖對于圖示示的零件，由毛坯的相對厚度：的零件，由毛坯的相對厚度： 從表從

27、表 4.2.44.2.4中查出各次的拉深系數(shù)中查出各次的拉深系數(shù) ： =0.54=0.54， =0.77=0.77， =0.80=0.80， =0.82=0.82。則該零件的總拉深系。則該零件的總拉深系 數(shù)數(shù) 。 即即 ： ，故該零件，故該零件 需經(jīng)多次拉深才能夠達到所需尺寸。需經(jīng)多次拉深才能夠達到所需尺寸。 2 m 7 . 0100/Dt 1 m 3 m 4 m 31.0283/88/Ddm總 1 mm 總 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 （2）計算拉深次數(shù)）計算拉深次數(shù) 例如例如: 可知該零件要拉深四次才行可知該

28、零件要拉深四次才行 。 半成品尺寸確定半成品尺寸確定 （1）半成品直徑）半成品直徑 拉深次數(shù)確定后，再根據(jù)計算直徑拉深次數(shù)確定后，再根據(jù)計算直徑 應(yīng)等于應(yīng)等于 的原則對的原則對 各次拉深系數(shù)進行調(diào)整，各次拉深系數(shù)進行調(diào)整，使實際采用的拉深系數(shù)大于推算拉使實際采用的拉深系數(shù)大于推算拉 深次數(shù)時所用的極限拉深系數(shù)。深次數(shù)時所用的極限拉深系數(shù)。 mmmmdmd mmmmdmd mmmmdmd mmmmDmd 2 .772 .9482. 0 2 .948 .11780. 0 8 .11715377. 0 15328354. 0 344 233 122 11 n d 工 d 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章

29、章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 零件實際需拉深系數(shù)應(yīng)調(diào)整為：零件實際需拉深系數(shù)應(yīng)調(diào)整為： 調(diào)整好拉深系數(shù)后，重新計算各次拉深的圓筒直徑即得調(diào)整好拉深系數(shù)后，重新計算各次拉深的圓筒直徑即得 半成品直徑。零件的各次半成品尺寸為半成品直徑。零件的各次半成品尺寸為 ： 85. 0,82. 0,79. 0,57. 0 4321 mmmm 85. 01048888 82. 0126104104 79. 0160126126 57. 0283160160 44 33 22 11 mmmd mmmd mmmd mmmd 第四次 第三次 第二次 第一次 沖壓工藝

30、與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 （2）半成品高度）半成品高度 各次拉深直徑確定后，緊接著是計算各次拉深后零件各次拉深直徑確定后，緊接著是計算各次拉深后零件 的高度：的高度： 式中：式中： 各次拉深的直徑各次拉深的直徑(中線值中線值)； 各次半成品底部的圓角半徑各次半成品底部的圓角半徑(中值中值)； 各次半成品底部平板部分的直徑；各次半成品底部平板部分的直徑； 各次半成品底部圓角半徑圓心以上的各次半成品底部圓角半徑圓心以上的 筒壁高度；筒壁高度； 3 2 3303 2 30 2 3 2 2 2202 2 20 2 2 1 2

31、1101 2 10 2 1 4)82( 4)82( 4)82( drdrdDh drdrdDh drdrdDh 第三次 第二次 第一次 321 ,ddd 321 ,rrr 302010 ,ddd 321 ,hhh 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 零件的以上各項具體數(shù)值代人上述公式，即求出各次零件的以上各項具體數(shù)值代人上述公式，即求出各次 高度為：高度為： 各次半成品的總高度為：各次半成品的總高度為： 拉深后得到的各次半成品拉深后得到的各次半成品(如圖如圖4.2.6) mm164mm 1044 58945294283

32、mm123mm 1264 8811082110283 mm78mm 1604 128136122136283 222 3 222 2 222 1 h h h mm170mm15164 2 mm132mm18123 2 mm91mm11278 2 333 222 111 t rhH t rhH t rhH 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.2.6 零件各次拉深的半成品尺寸 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.2.4 有凸緣圓筒件拉深方法及

33、工藝計算有凸緣圓筒件拉深方法及工藝計算 有凸緣筒形件的拉深變形原理與一般圓筒形件是相同有凸緣筒形件的拉深變形原理與一般圓筒形件是相同 的，但由于帶有凸緣的，但由于帶有凸緣( (如如圖圖4.2.7) )，其拉深方法及計算方其拉深方法及計算方 法與一般圓筒形件有一定的差別法與一般圓筒形件有一定的差別。 1.有凸緣筒形件的拉深特點有凸緣筒形件的拉深特點 有凸緣筒形件的拉深系數(shù)有凸緣筒形件的拉深系數(shù) 該式說明，拉深系數(shù)決定三個因素：相對凸緣直徑、該式說明，拉深系數(shù)決定三個因素：相對凸緣直徑、 相對高度、相對轉(zhuǎn)角半徑相對高度、相對轉(zhuǎn)角半徑 ，影響程度為遞減。，影響程度為遞減。 drdhddD d m t

34、/44. 3/4)/( 1 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.2.7有凸緣圓形件與坯料圖 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 有凸緣筒形件分類有凸緣筒形件分類 窄凸緣：窄凸緣： 寬凸緣寬凸緣: 有凸緣筒形件的拉深特點：有凸緣筒形件的拉深特點： 寬凸緣變形程度不能用拉深系數(shù)來衡量；寬凸緣變形程度不能用拉深系數(shù)來衡量； 首次拉深系數(shù)比圓筒件要??；首次拉深系數(shù)比圓筒件要小； 首次拉深極限變形程度與首次拉深極限變形程度與 有關(guān)。有關(guān)。 4 . 11

35、 . 1 t d d 4 . 1 t d d dd / t 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 2.寬凸緣圓筒件拉深工藝計算要點寬凸緣圓筒件拉深工藝計算要點 （1）毛坯尺寸計算）毛坯尺寸計算 毛坯尺寸的計算仍按等面積原理進行，參考無圓凸緣筒形毛坯尺寸的計算仍按等面積原理進行，參考無圓凸緣筒形 零件毛坯的計算方法計算。零件毛坯的計算方法計算。 （2）判別能否一次拉成）判別能否一次拉成 這只需比較工件實際所需的總拉深系數(shù)和這只需比較工件實際所需的總拉深系數(shù)和 與凸緣件第與凸緣件第 一次拉深的極限拉深系數(shù)和極限拉深相對高度即可

36、一次拉深的極限拉深系數(shù)和極限拉深相對高度即可 （3）半成品尺寸計算）半成品尺寸計算 寬凸緣件的拉深次數(shù)仍可用推算法求出。寬凸緣件的拉深次數(shù)仍可用推算法求出。 根據(jù)表中的拉深系數(shù)值進行計算，即第根據(jù)表中的拉深系數(shù)值進行計算，即第n次拉深后的直徑為：次拉深后的直徑為： 各次拉深后的筒部高度可按下式計算：各次拉深后的筒部高度可按下式計算： 1 nnn dmd 2 dn 2 pn n dnpn 2 f 2 n n n 14. 0 43. 0 25. 0 rr d rrdD d h dh/ 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 3.

37、拉深方法拉深方法 寬凸緣件拉深方法有兩種：（寬凸緣件拉深方法有兩種：（如圖如圖4.2.10) 一種是中小型（一種是中小型（ ）、料薄的零件，如圖）、料薄的零件，如圖 a)； 二種是大型拉深件（二種是大型拉深件（ ），如圖），如圖b)。 mm200 f d mm200 f d 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖 4.2.10 寬凸緣零件的拉深方 法 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.2.5 階梯圓筒形件的拉深階梯圓筒形件的拉深 1.拉深次數(shù)

38、的確定拉深次數(shù)的確定(如圖如圖4.2.11) 判斷能否一次拉深判斷能否一次拉深 2.拉深方法的確定拉深方法的確定 （1）若任意兩個相鄰階梯的直徑比都大于或等于相應(yīng)）若任意兩個相鄰階梯的直徑比都大于或等于相應(yīng) 的圓筒形件的極限拉深系數(shù)，則先從大的階梯拉起的圓筒形件的極限拉深系數(shù)，則先從大的階梯拉起 (如圖如圖 4.2.12a)。 （2）相鄰兩階梯直徑）相鄰兩階梯直徑 之比小于相應(yīng)的圓筒形件之比小于相應(yīng)的圓筒形件 的極限拉深系數(shù)，則按帶凸緣圓筒形件的拉深進行的極限拉深系數(shù)，則按帶凸緣圓筒形件的拉深進行,即由即由 小階梯拉深到大階梯小階梯拉深到大階梯(如圖如圖4.2.12b) 。 nnn321/ )

39、.(dhdhhhh 1nn dd 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.2.11階梯形零件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.2.12 階梯形多次拉深方法 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 （3）若最小階梯直徑）若最小階梯直徑 過小，即過小，即 過小，過小， 又不又不 大時，最小階梯可用脹形法得到。大時，最小階梯可用脹形法得到。 （4）若階梯形件較淺，且每個階梯

40、的高度又不大，但）若階梯形件較淺，且每個階梯的高度又不大，但 相鄰階梯直徑相差又較大而不能一次拉出時，可先拉成圓相鄰階梯直徑相差又較大而不能一次拉出時，可先拉成圓 形或帶有大圓角的筒形，最后通過整形得到所需零件，形或帶有大圓角的筒形，最后通過整形得到所需零件， (如圖如圖4.2.13)。 n d 1nn dd n h 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.2.13 直徑差較大的淺階梯形件的拉深方法 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.3 非

41、直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深成形的特點非直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深成形的特點 曲面形狀曲面形狀( (如球面、錐面及拋物面如球面、錐面及拋物面) ) 零件的拉深，其變形零件的拉深，其變形 區(qū)的位置、受力情況、變形特點等都與圓筒形零件不同，所區(qū)的位置、受力情況、變形特點等都與圓筒形零件不同，所 以在拉深中出現(xiàn)的各種問題和解決方法亦與圓筒形件不同。以在拉深中出現(xiàn)的各種問題和解決方法亦與圓筒形件不同。 對于這類零件就不能簡單地用拉深系數(shù)衡量成形的難易程度，對于這類零件就不能簡單地用拉深系數(shù)衡量成形的難易程度， 并把拉深系數(shù)作為制定拉深工藝和模具設(shè)計的依據(jù)。并把拉深系數(shù)作為制定拉深工藝和模具設(shè)計的依據(jù)。 沖壓工藝與模具設(shè)

42、計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.3.1 曲面形狀零件的拉深特點曲面形狀零件的拉深特點 （1）拉深球面零件時）拉深球面零件時(圖圖4.3.1)，毛坯的凸緣部分與中，毛坯的凸緣部分與中 間部分都是變形區(qū)，而且在很多情況下中間部分反而是主間部分都是變形區(qū)，而且在很多情況下中間部分反而是主 要變形區(qū)要變形區(qū) 。 （2）錐形零件的拉深與球面零件一樣，除具有凸模接）錐形零件的拉深與球面零件一樣，除具有凸模接 觸面積小、壓力集中、容易引起局部變薄及自由面積大、觸面積小、壓力集中、容易引起局部變薄及自由面積大、 壓邊圈作用相對減弱、容易起皺等特

43、點外，還由于零件口壓邊圈作用相對減弱、容易起皺等特點外，還由于零件口 部與底部直徑差別大，回彈特別嚴(yán)重，因此錐形零件的拉部與底部直徑差別大，回彈特別嚴(yán)重，因此錐形零件的拉 深比球面零件更為困難。深比球面零件更為困難。 （3）拋物面零件）拋物面零件,其拉深時和球面以及錐形零件一樣，其拉深時和球面以及錐形零件一樣， 材料處于懸空狀態(tài)，極易發(fā)生起皺。材料處于懸空狀態(tài)，極易發(fā)生起皺。 總之總之:球面零件、錐形零件和拋物面零件等其他旋轉(zhuǎn)體球面零件、錐形零件和拋物面零件等其他旋轉(zhuǎn)體 零件的拉深是拉深和脹形兩種變形方式的復(fù)合，其應(yīng)力、零件的拉深是拉深和脹形兩種變形方式的復(fù)合，其應(yīng)力、 應(yīng)變既有拉伸類、又有壓

44、縮類變形的特征。應(yīng)變既有拉伸類、又有壓縮類變形的特征。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.3.2 球面零件拉深方法球面零件拉深方法 球面零件可分為半球形件球面零件可分為半球形件( (圖圖4.3.2a) )和非半球形件和非半球形件( (圖圖 4.3.2b，c，d) ) 兩大類。不論哪一種類型，均不能用拉深兩大類。不論哪一種類型，均不能用拉深 系數(shù)來衡量拉深成形的難易程度。對于半球形件，根據(jù)拉系數(shù)來衡量拉深成形

45、的難易程度。對于半球形件，根據(jù)拉 深系數(shù)的定義可知，其拉深系數(shù)是與零件直徑無關(guān)的常數(shù)，深系數(shù)的定義可知，其拉深系數(shù)是與零件直徑無關(guān)的常數(shù)， 即：即： 707. 02ddDdm 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.3.3 拋物面零件拉深方法拋物面零件拉深方法 拋物面零件常見的拉深方法有下面幾種：拋物面零件常見的拉深方法有下面幾種： (1)淺拋物面形件淺拋物面形件( ) 因其高徑比接因其高徑比接 近球形，因此拉深

46、方法同球形件。近球形，因此拉深方法同球形件。 (2)深拋物面形件深拋物面形件( )其拉深難度有所其拉深難度有所 提高。這時為了使毛坯中間部分緊密貼模而又不起皺，提高。這時為了使毛坯中間部分緊密貼模而又不起皺， 通常需采用具有拉深筋的模具以增加徑向拉應(yīng)力。如汽通常需采用具有拉深筋的模具以增加徑向拉應(yīng)力。如汽 車燈罩的拉深車燈罩的拉深(如圖如圖4.3.3)就是采用有兩道拉深筋的模具就是采用有兩道拉深筋的模具 成形的。成形的。 6 . 05 . 0/dh 6 . 05 . 0/dh 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝

47、與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.3.4 錐形零件拉深方法錐形零件拉深方法(如圖如圖4.3.5) 拉深錐形件的方法有如下幾種拉深錐形件的方法有如下幾種 : （1）對于淺錐形件）對于淺錐形件 ( ) ，可一，可一 次拉成，但精度不高，因回彈較嚴(yán)重?？刹捎脦Ю罱畹陌寄４卫?，但精度不高，因回彈較嚴(yán)重。可采用帶拉深筋的凹模 或壓邊圈，或采用軟模進行拉深?；驂哼吶Γ虿捎密浤＿M行拉深。 （2）對于中錐形件（）對于中錐形件（ ），拉深），拉深 方法取決于相對料厚：方法取決于相對料厚： （3）對于高錐形件（）對于高錐形件（ ），因大

48、），因大 小直徑相差很小，變形程度更大，很容易產(chǎn)生變薄嚴(yán)重而拉裂小直徑相差很小，變形程度更大，很容易產(chǎn)生變薄嚴(yán)重而拉裂 和起皺。這時常需采用特殊的拉深工藝，通常有下列方法（和起皺。這時常需采用特殊的拉深工藝，通常有下列方法（如如 圖所示圖所示）：）： 階梯拉深成形法階梯拉深成形法 錐面逐步成形法錐面逐步成形法 整個錐面一次成形法整個錐面一次成形法 8050,30. 025. 0 2 dh 4515,70. 03 . 0 2 dh 3010,80. 07 . 0 2 dh 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖 4.3.5

49、 錐形件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.4 盒形零件的拉深盒形零件的拉深 4.4.1盒形零件的拉深特點盒形零件的拉深特點(如圖如圖4.4.1) 根據(jù)網(wǎng)格的變化可知盒形件拉深有以下變形特點：根據(jù)網(wǎng)格的變化可知盒形件拉深有以下變形特點： （1）盒形件拉深的變形性質(zhì)與圓筒件一樣，也是徑向伸長，）盒形件拉深的變形性質(zhì)與圓筒件一樣，也是徑向伸長， 切向縮短切向縮短 。 （2）變形的不均勻?qū)е聭?yīng)力分布不均勻）變形的

50、不均勻?qū)е聭?yīng)力分布不均勻(如圖如圖4.4.2)。 （3）盒形件拉深時，直邊部分除了產(chǎn)生彎曲變形外，還產(chǎn)）盒形件拉深時，直邊部分除了產(chǎn)生彎曲變形外，還產(chǎn) 生了徑向伸長，切向壓縮的拉深變形。生了徑向伸長，切向壓縮的拉深變形。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.4.1 盒形件拉深變形特點 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.4.2 盒形件拉深時的應(yīng)力分布 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓

51、工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.4.2 盒形零件拉深毛坯形狀與尺寸確定盒形零件拉深毛坯形狀與尺寸確定 1 1一次拉深成形的低盒形件一次拉深成形的低盒形件 低盒形件是指一次可拉深成形，或雖兩次拉深，但第二低盒形件是指一次可拉深成形，或雖兩次拉深，但第二 次僅用來整形的零件。次僅用來整形的零件。(圖圖4.4.3)計算步驟如下：計算步驟如下： (1)按彎曲計算直邊部分的展開長度按彎曲計算直邊部分的展開長度 (2)把圓角部分看成是直徑為把圓角部分看成是直徑為d=2r,高為高為h的圓筒件，則展的圓筒件，則展 開的毛坯半徑為：開的毛坯半徑為： (3)通過作圖用光滑曲線連接直邊和圓角部分，即得毛坯通過作圖用光滑

52、曲線連接直邊和圓角部分，即得毛坯 的形狀和尺寸的形狀和尺寸 : HHH rHl 0 p0 57. 0 pp 2 16. 086. 02rrrrHrR rrrrHrHBBD18. 011. 045 . 072. 143. 0413. 1 ppp 2 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.4.3 低矩形盒毛坯作圖法 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 2.2.多次拉深高盒形件毛坯形狀和尺寸的確定多次拉深高盒形件毛坯形狀和尺寸的確定 該類零件的變形特

53、點是在多次拉深過程中，直邊與圓該類零件的變形特點是在多次拉深過程中，直邊與圓 角部分的變形相互滲透，其圓角部分將有大量材料轉(zhuǎn)移到角部分的變形相互滲透，其圓角部分將有大量材料轉(zhuǎn)移到 直邊部分。毛坯尺寸仍根據(jù)工件表面積與毛坯表面積相等直邊部分。毛坯尺寸仍根據(jù)工件表面積與毛坯表面積相等 的原則計算。當(dāng)零件為正方盒形且高度比較大，需要多道的原則計算。當(dāng)零件為正方盒形且高度比較大，需要多道 工序拉深時，工序拉深時，如圖如圖4.4.4，可采用圓形毛坯，其直徑為：，可采用圓形毛坯，其直徑為： 當(dāng) 時： )18. 011. 0(4 . 0)5 . 0(72. 1)43. 0(413. 1 ppp 2 rrrr

54、HrrHBBD )33. 0(72. 1)43. 0(413. 1 2 rHrrHBBD p rr 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖 4.4.4 方盒件毛坯的形狀與尺寸 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.4.3盒形件多次拉深的工藝計算盒形件多次拉深的工藝計算 1.盒形件初次拉深的成形極限盒形件初次拉深的成形極限 在盒形件的初次拉深時，圓角部分側(cè)壁內(nèi)的拉應(yīng)力大于在盒形件的初次拉深時，圓角部分側(cè)壁內(nèi)的拉應(yīng)力大于 直邊部分。因此，盒形件初次拉

55、深的極限變形程度受到圓角直邊部分。因此，盒形件初次拉深的極限變形程度受到圓角 部分側(cè)壁傳力區(qū)強度的限制，這一點和圓筒形件拉深的情況部分側(cè)壁傳力區(qū)強度的限制，這一點和圓筒形件拉深的情況 是十分相似的。是十分相似的。 但是，由于直邊部分對圓角部分拉深變形的減輕作用和但是，由于直邊部分對圓角部分拉深變形的減輕作用和 帶動作用，都可以使圓角部分危險斷面的拉應(yīng)力有不同程度帶動作用，都可以使圓角部分危險斷面的拉應(yīng)力有不同程度 的降低。因此，盒形件初次拉深可能成形的極限高度大于圓的降低。因此，盒形件初次拉深可能成形的極限高度大于圓 筒形零件。筒形零件。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)

56、計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 2.方形盒拉深工序形狀和尺寸確定方形盒拉深工序形狀和尺寸確定( (如圖如圖4.4.6) ) 采用直徑為采用直徑為 的圓形毛坯，中間工序都拉深成圓筒的圓形毛坯，中間工序都拉深成圓筒 形的半成品，在最后一道工序才拉深成方形盒的形狀和形的半成品，在最后一道工序才拉深成方形盒的形狀和 尺寸。計算時，應(yīng)采用從尺寸。計算時，應(yīng)采用從 道工序，即倒數(shù)第二次拉道工序，即倒數(shù)第二次拉 深開始，確定拉深半成品件的工序直徑。深開始，確定拉深半成品件的工序直徑。 道拉深工序所得圓筒形件半成品的直徑道拉深工序所得圓筒形件半成品的直徑 ( (mm) )； 方形盒的內(nèi)

57、表面寬度方形盒的內(nèi)表面寬度( (mm) )； 方形盒角部的內(nèi)圓角半徑方形盒角部的內(nèi)圓角半徑( (mm) )； 方形盒角部壁間距離方形盒角部壁間距離(mm)。該值直接影響毛坯變。該值直接影響毛坯變 形區(qū)拉深變形程度是否均勻的最重要參數(shù)。形區(qū)拉深變形程度是否均勻的最重要參數(shù)。 0 D 1n 282. 041. 1 1n rBD 1n D 1n B r 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 圖4.4.6 方形盒多工序拉深的 半成品形狀和尺寸 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工

58、藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 3.長方形盒拉深工序形狀和尺寸的確定長方形盒拉深工序形狀和尺寸的確定 長方形盒的拉深方法與正方形盒相似，中間過渡工序長方形盒的拉深方法與正方形盒相似，中間過渡工序 可拉深成橢圓形或長圓形，在最后一次拉深工序中被拉深可拉深成橢圓形或長圓形，在最后一次拉深工序中被拉深 成所要求的形狀和尺寸，成所要求的形狀和尺寸，如圖如圖4.4.7所示。其計算與作圖同所示。其計算與作圖同 樣由樣由 道道(倒數(shù)第二次拉深倒數(shù)第二次拉深)工序開始，由內(nèi)向外計算。工序開始，由內(nèi)向外計算。 1n 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課

59、件 圖4.4.7 高長方形盒多工序拉深的半成品形狀和尺寸 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.5拉深工藝設(shè)計拉深工藝設(shè)計 4.5.1 拉深零件結(jié)構(gòu)工藝性分析拉深零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 拉深零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指拉深零件采用拉深成形工藝?yán)盍慵慕Y(jié)構(gòu)工藝性是指拉深零件采用拉深成形工藝 的難易程度。良好的工藝性應(yīng)是坯料消耗少、工序數(shù)目少，的難易程度。良好的工藝性應(yīng)是坯料消耗少、工序數(shù)目少， 模具結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、廢品少和操作簡模具結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、廢品少和操作簡 單方便等。單方便等。 在設(shè)計拉深

60、零件時，應(yīng)根據(jù)材料拉深時的變形特點和規(guī)在設(shè)計拉深零件時，應(yīng)根據(jù)材料拉深時的變形特點和規(guī) 律，提出滿足工藝性的要求。律，提出滿足工藝性的要求。 沖壓工藝與模具設(shè)計 第第4章章 拉深工藝及拉深模具的設(shè)計拉深工藝及拉深模具的設(shè)計 沖壓工藝與模具設(shè)計助學(xué)課件 4.5.2 拉深工藝力的計算拉深工藝力的計算 1.壓邊力的計算壓邊力的計算 施加壓邊力是為了防止毛坯在拉深變形過程中的起皺，施加壓邊力是為了防止毛坯在拉深變形過程中的起皺， 壓邊力的大小對拉深工作的影響很大壓邊力的大小對拉深工作的影響很大(如圖如圖4.5.3)。如果。如果 太大，會增加危險斷面處的拉應(yīng)力而導(dǎo)致破裂或嚴(yán)重變簿，太大，會增加危險斷面處