8拉深模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、8 拉深模具設(shè)計(jì)本章內(nèi)容：各種拉深模具結(jié)構(gòu)與工作原理，單動(dòng)壓力機(jī)拉深模、雙動(dòng)壓力機(jī)拉深模；首次拉深模、以后各次拉深用拉深模(后次拉深模)；單工序拉深模、落料拉深模、落料拉深沖孔模、落料正反拉深沖孔翻邊模等。本章難點(diǎn)：?jiǎn)蝿?dòng)壓力機(jī)拉深復(fù)合模的工作原理、結(jié)構(gòu)。8.1 單動(dòng)壓力機(jī)首次拉深模單動(dòng)壓力機(jī)首次拉深模所用的毛坯一般為平面形狀，模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。根據(jù)拉深工作情況的不同，可以分為幾種不同的類型。 無壓邊圈的拉深模適用于底部平整、拉深變形程度不大、相對(duì)厚度(t/D)較大和拉深高度較小的零件。圖8.1 無壓邊圈有頂出裝置的拉深模圖8.2 無壓邊圈工件拉深模 帶壓邊圈的拉深模圖8.3 帶固定壓邊圈的拉深

2、模圖8.4 有彈性壓邊裝置的正裝式拉深模圖8.5 有彈性壓邊裝置的倒裝式拉深模圖8.6 凸緣件拉深模(定距墊塊)圖8.7 凸緣件拉深模(打料塊定距)8.2 單動(dòng)壓力機(jī)后次拉深模由于首次拉深的拉深系數(shù)有限，許多零件經(jīng)首次拉深后，其尺寸和高度不能達(dá)到要求，還需要經(jīng)第二次、第三次甚至更多次拉深，這里統(tǒng)稱為后次拉深。后次拉深模的定位方式、壓邊方式、拉深方法以及所用毛坯與首次拉深模有所不同。圖8.8 無壓邊圈的后次拉深模圖8.9 無壓邊圈的反向后次拉深模圖8.10 有壓邊圈的反向后次拉深模圖8.11 雙動(dòng)正反向拉深原理圖8.12 有壓邊圈的后次拉深模8.3 單動(dòng)壓力機(jī)落料拉深模拉深工序可以與一種或多種其

3、他沖壓工序(如落料、沖孔、成形、翻邊、切邊等)復(fù)合，構(gòu)成拉深復(fù)合模。在單動(dòng)壓力機(jī)的一個(gè)工作行程內(nèi)，落料拉深?？赏瓿陕淞?、拉深兩道(甚至更多道)工序，工作效率高，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意模具中所復(fù)合的各沖壓工序的工作次序。 凸緣制件的落料拉深模圖8.13 帶凸緣制件落料拉深復(fù)合模 球形制件落料拉深模圖8.14 球形制件落料拉深復(fù)合模 矩形制件落料拉深模圖8.15 油箱落料拉深復(fù)合模圖8.16 矩形制件落料拉深復(fù)合模 落料拉深壓形模圖8.17 落料拉深壓形復(fù)合模 落料拉深沖孔模 圖8.18 落料拉深沖孔復(fù)合模圖8.19 拉深切邊沖孔復(fù)合模8.4 單動(dòng)壓力機(jī)落料、正反拉深、沖孔和翻邊復(fù)合模圖8

4、.20 落料、正反拉深、沖孔翻邊復(fù)合模8.5 雙動(dòng)壓力機(jī)拉深模圖8.21 雙動(dòng)壓力機(jī)大型零件拉深模(凸模導(dǎo)向)圖8.22 雙動(dòng)壓力機(jī)大型零件拉深模(壓邊圈導(dǎo)向)8.6 拉深模設(shè)計(jì)實(shí)例如圖8.23所示零件，材料為08鋼，厚度，大批量生產(chǎn)。試確定拉深工藝，設(shè)計(jì)拉深模。 零件的工藝性分析該零件為帶凸緣筒形件，要求內(nèi)形尺寸，料厚，沒有厚度不變的要求；零件的形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，底部圓角半徑t，凸緣處的圓角半徑，滿足拉深工藝對(duì)形狀和圓角半徑的要求；尺寸為IT12級(jí)，其余尺寸為未注公差，滿足拉深工藝對(duì)精度等級(jí)的要求；零件所用材08鋼的拉深性能較好，易于拉深成形。綜上所述，該零件的拉深工藝性較好，可用拉深工序加工

5、。圖8.23 帶凸緣筒形件 工藝方案確定為了確定零件的成形工藝方案，先應(yīng)計(jì)算拉深次數(shù)及有關(guān)工序尺寸。板料厚度t=1mm，按中線尺寸計(jì)算。1. 計(jì)算坯料直徑根據(jù)零件尺寸查表4-2（P111）得切邊余量，故實(shí)際凸緣直徑。由表7-6查得帶凸緣圓筒件的坯料直徑計(jì)算公式為確定各參數(shù)為，代入上式得：。式中：3200mm2為筒形部位的表面積，2895 mm2為凸緣部位的表面積。2. 判斷可否一次拉深成形根據(jù)，查表4-6（P120）可知，說明該零件不能一次拉深成形，需要多次拉深。3. 確定首次拉深工序件尺寸初定，查表7-8得，取，則：取為了使以后各次拉深時(shí)凸緣不再變形，取首次拉入凹模的材料面積比最后一次拉入凹

6、模的材料面積(即筒形部位的表面積)增加5%，故坯料直徑修正為可得首次拉深高度為：驗(yàn)算所取是否合理：根據(jù)，查表4-7（P120）可知。因?yàn)?，因此所取是合理的?. 計(jì)算以后各次拉深的工序件尺寸查表7-8，得到，則： 因?yàn)?，故共需四次拉深。調(diào)整以后各次拉深系數(shù)，取， (必須保證)。所以以后各次拉深工序件的直徑為以后各次拉深工序件的圓角半徑?。?， 設(shè)第二次拉深時(shí)多拉入3%的材料(其余2%的材料返回到凸緣上)，第三次拉深時(shí)多拉入1.5%的材料(其余1.5%的材料返回到凸緣上)，則第二次和第三次拉深的假想坯料直徑分別為以后各次拉深工序件的高度為 最后一次拉深后達(dá)到零件的高度，上一道工序多拉入的1.5%

7、的材料全部返回到凸緣，拉深工序至此結(jié)束。將上述中線尺寸計(jì)算的工序件尺寸換算成與零件圖相同的標(biāo)注形式后，所得各工序件的尺寸如圖8.24所示。圖8.24 各次拉深工序尺寸5. 工藝方案根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，本零件需要落料(制成的坯料)、四次拉深和切邊(達(dá)到零件要求的凸緣直徑)共六道沖壓工序?？紤]該零件的首次拉深高度較小，且坯料直徑(mm)與首次拉深后的筒體直徑(mm)的差值較大，為了提高生產(chǎn)效率，可將坯料的落料與首次拉深復(fù)合。因此，該零件的沖壓工藝方案為落料與首次拉深復(fù)合第二拉深第三次拉深第四次拉深切邊。以下僅以落料與首次拉深復(fù)合為例介紹拉深模設(shè)計(jì)過程。 落料與首次拉深復(fù)合工序力的計(jì)算1. 落料力取0

8、8鋼的強(qiáng)度極限為，因此：落料力。板厚，可以采用剛性卸料板卸料。2. 拉深力與壓料力拉深力壓料力3. 初選壓力機(jī)標(biāo)稱壓力確定機(jī)械式拉深壓力機(jī)標(biāo)稱壓力時(shí)必須注意，當(dāng)拉深工作行程較大，特別是落料拉深復(fù)合時(shí)，由于滑塊的受力行程大于壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力行程(即曲柄開始受力時(shí)的工作轉(zhuǎn)角大于標(biāo)稱壓力角)，必須使落料拉深力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用負(fù)荷曲線之下(見圖8.25)，而不能簡(jiǎn)單地按壓力機(jī)標(biāo)稱壓力大于拉深力(或拉深力與壓料力之和)的原則去確定規(guī)格。圖8.25 許用負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷實(shí)際生產(chǎn)中可以按下式初步確定拉深工序所需的壓力機(jī)標(biāo)稱壓力：本例拉深的高度不大()，因此有：由于此復(fù)合模工作時(shí)落料工序和拉深工序是先后

9、進(jìn)行的，并未產(chǎn)生落料力和拉深力的疊加。按落料力初選的壓力機(jī)標(biāo)稱壓力為綜合以上兩方面，初步確定所需壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力：。待確定壓力機(jī)型號(hào)后再校核。 模具工作部分尺寸的計(jì)算落料凸模、凹模的刃口尺寸計(jì)算參見沖裁模設(shè)計(jì)計(jì)算過程。拉深凸模、凹模工作部分尺寸計(jì)算如下：1. 凸、凹模間隙由(表)查得凸、凹的單邊間隙為，取。2. 凸、凹模圓角半徑由前述計(jì)算，凸模圓角半徑，凹模圓角半徑。3. 凸、凹模工作尺寸及公差由于此次拉深為中間工序，由凸、凹模工作尺寸及公差計(jì)算式，取凸模制造公差，凹模制造公差，有： 4. 凸模通氣孔根據(jù)凸模直徑大小，取通氣孔直徑為。 模具的總體設(shè)計(jì)圖8.26 落料首次拉深復(fù)合模 壓力機(jī)選擇根

10、據(jù)標(biāo)稱壓力，滑塊行程，及模具閉合高度185mm，確定選擇型號(hào)為JC2335型開式雙柱可傾壓力機(jī)。校核過程如下：確定所選型號(hào)壓力機(jī)的滑塊許用負(fù)荷圖，根據(jù)工藝安排、設(shè)備參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)確定模具工作過程中對(duì)應(yīng)的落料拉深力曲線，若落料拉深力曲線處于許用負(fù)荷曲線之下，則所選設(shè)備符合工作要求；若落料拉深力曲線超出許可范圍(見圖8.25)，則需選擇標(biāo)稱壓力更大型號(hào)的壓力機(jī)，繼續(xù)以上校核過程。本例中，落料拉深力曲線處于JC2335壓力機(jī)滑塊許用負(fù)荷曲線以下，符合設(shè)備安全工作要求。 模具零件設(shè)計(jì)根據(jù)模具總裝圖結(jié)構(gòu)、拉深工序要求及前述模具工作部分的計(jì)算，設(shè)計(jì)出模具各零件。習(xí) 題1. 什么是拉深模？拉深模有哪幾種類型

11、？2. 拉深模的工作過程及工作原理是什么？3. 無凸緣拉深制件和有凸緣拉深制件在拉深中有何不同之處？ 4. 比較和說明旋轉(zhuǎn)體直壁零件和半球形制品零件拉深模結(jié)構(gòu)特征。 5. 首次拉深模和后次拉深模各有什么特點(diǎn)？為什么單動(dòng)壓力機(jī)上使用的后次拉深模常常采用倒裝結(jié)構(gòu)形式？6. 反拉深有什么特點(diǎn)？什么情況下可采用？7. 什么情況下彈性壓邊裝置中要設(shè)置限位柱？8. 落料拉深復(fù)合模為何要設(shè)計(jì)成先落料后拉深？9. 雙動(dòng)拉深模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？10. 圖8.27所示圓筒形拉深件，材料為10鋼，大批量生產(chǎn)。試完成以下工作：(1) 分析零件的工藝性。(2) 計(jì)算零件坯料尺寸、拉深次數(shù)及各次拉深工序件尺寸。(3) 計(jì)算各次拉深時(shí)的拉深力和