3拉深模設(shè)計(jì)模塊

1、模塊四 拉深模設(shè)計(jì)拉深模設(shè)計(jì)1本模塊設(shè)計(jì)任務(wù)無凸緣筒形件 材料：08鋼 料厚：2mm拉深模設(shè)計(jì)2材料：10鋼料厚：1.5mm拉深模設(shè)計(jì)學(xué)生設(shè)計(jì)任務(wù)學(xué)生將在教師的輔導(dǎo)下完成圖示零件的工藝性分析、工藝路線制定以及工藝計(jì)算，并將學(xué)生分成三個小組完成不同模具的設(shè)計(jì)繪制工作，并作為本學(xué)期的最終考核。3學(xué)習(xí)項(xiàng)目一 概述一、拉深的概念及應(yīng)用1. 拉深：是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用下，將平板坯料或空心工序件制成空心零件的加工方法。2. 應(yīng)用：應(yīng)用廣泛，是沖壓基本工序之一?？梢约庸ばD(zhuǎn)體零件，還可加工盒形零件及其它形狀復(fù)雜的薄壁零件。二、分類變薄拉深：成形后零件的壁厚比原坯料厚度減薄。 不變薄拉深：成形后零件

2、的厚度與拉深前坯料厚度基本相同。 三、拉深模 拉深模特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡單，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。 拉深模設(shè)計(jì)4學(xué)習(xí)項(xiàng)目二 圓筒形拉深件的變形分析 一、拉深變形過程1宏觀分析 拉深前，于坯料上劃出扇形區(qū)域oab，拉伸開始后，扇形區(qū)轉(zhuǎn)化為三部分： 凸緣部分abcd：逐漸轉(zhuǎn)化為筒壁，比例減小，是變形區(qū)。 筒壁部分cdef， 逐漸增加，為傳力區(qū)。 筒底部分oef，基本不發(fā)生變形，在拉深過程中是傳力區(qū)。結(jié)論：拉深過程就是凸緣逐漸減少，轉(zhuǎn)化成筒壁的過程。拉深模設(shè)計(jì)52. 微觀分析 應(yīng)用網(wǎng)格法觀察變形情況，分析變形特點(diǎn)。拉深模設(shè)計(jì)6分析結(jié)論： 1）變形區(qū)與傳力區(qū)：坯料

3、的凸緣部分上的網(wǎng)格形狀發(fā)生明顯改變是變形區(qū)，筒底網(wǎng)格基本無變化，所以為傳力區(qū)。 2）變形區(qū)的變形特點(diǎn)： 等間距的同心圓 筒壁上的水平圓周線，而且其間距a增大，越靠筒的上部增大越多，即 。 等分度射線 筒壁上的垂直平行線，其間距則完全相等，即 。 從網(wǎng)格變化可以看出：拉深前的扇形單元格變?yōu)槔詈蟮木匦螁卧?，其產(chǎn)生原因是在外力的作用下，坯料凸緣區(qū)內(nèi)部的各個小單元體之間產(chǎn)生了相互作用的內(nèi)應(yīng)力，表現(xiàn)為徑向受到拉應(yīng)力 的作用長度增加；切向受壓應(yīng)力 的作用長度減小。 拉深模設(shè)計(jì)7 3）坯料厚度變化 從單元格的變化上可以看出：變形結(jié)束后所得矩形網(wǎng)格的寬度都相等，而變形前坯料上的扇形網(wǎng)格卻是越靠近外邊緣網(wǎng)格

4、越大，應(yīng)此寬度上需要轉(zhuǎn)移的多余金屬越多。這部分多余金屬不僅轉(zhuǎn)移到了高度上，也向坯料的厚度上發(fā)生了轉(zhuǎn)移，所以拉深所得的筒形件在口部有最大厚度。拉深模設(shè)計(jì)8二、拉深過程中坯料內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)拉深模設(shè)計(jì)9 1. 凸緣的平面部分：屬于變形區(qū)，切向受壓，徑向受拉 。厚度有所增加，當(dāng)變形程度過大時易起皺。 2. 凸緣的圓角部分：也屬于變形區(qū)，但變形程度較小，受到拉深和彎曲的綜合影響，變形較復(fù)雜。 3. 筒壁部分：變形已結(jié)束，成為傳力區(qū)。受單向拉應(yīng)力。 4. 筒底圓角部分：屬于傳力區(qū)，在切向和徑向都受拉應(yīng)力作用，同時由于凸模圓角半徑的影響產(chǎn)生彎曲變形，坯料在此處厚度減薄，易拉裂。 5. 筒底部分：始終為傳

5、力區(qū)，受切向和徑向的拉應(yīng)力作用產(chǎn)生雙向拉伸變形。拉深模設(shè)計(jì)10a）軸對稱旋轉(zhuǎn)體拉深件 b）盒形件 c）不對稱拉深件拉深模設(shè)計(jì)11有壓邊圈的首次拉深模1-模柄 2-上模座 3-凸模固定板 4-彈簧 5-壓邊圈 6-定位板 7-凹模 8-下模座 9-卸料螺釘 10-凸模拉深模設(shè)計(jì)12拉深模設(shè)計(jì)13學(xué)習(xí)項(xiàng)目三 拉深件的主要質(zhì)量問題 一、起皺1. 概念：在拉深時，變形區(qū)壓縮失穩(wěn)導(dǎo)致起皺，是指凸緣上材料產(chǎn)生皺折。2. 危害：拉深力、拉深功增大； 拉深件質(zhì)量降低； 拉深件破裂； 嚴(yán)重時損壞模具和設(shè)備。3. 影響拉深起皺的主要因素 （1）坯料的相對厚度 ：相對厚度越小越易起皺。 （2）變形成度：變成程度越大

6、越易起皺。拉深模設(shè)計(jì)144. 起皺的判斷 ：可根據(jù)相對厚度的大小由相關(guān)表格查出。5.起皺的解決措施：在模具結(jié)構(gòu)中設(shè)置壓邊圈并施加合理 的壓料力。有無壓邊圈模具結(jié)構(gòu)a)無壓邊圈模具 b)帶壓邊圈模具拉深模設(shè)計(jì)15 6. 壓邊圈的種類與結(jié)構(gòu) （1）種類 1）剛性壓邊圈 適用于雙動壓力機(jī)、液壓機(jī)上拉深。也可以用于單動壓力機(jī)上進(jìn)行拉深。1-曲軸 2-偏心輪3-外滑塊 4-內(nèi)滑塊 5-拉深凸模 6-壓邊圈7-拉深凹模拉深模設(shè)計(jì)16 2）彈性壓邊圈 彈性壓邊圈結(jié)構(gòu)適用于單動壓力機(jī)。動力來源一般由彈簧、橡膠或液動裝置提供。 單動壓力機(jī)上的彈性壓邊裝置1-凹模 2-凸模 3-壓邊圈 4-頂出桿 5-彈簧拉深模

7、設(shè)計(jì)17（2）壓邊圈的結(jié)構(gòu)壓邊圈形狀a)平面型 b)平錐形 c)錐形 d)圓弧形拉深模設(shè)計(jì)18 二、拉裂 1.拉裂產(chǎn)生的部位與原因 拉裂：由于材料內(nèi)部拉應(yīng)力過大，拉深件在坯料最薄處出現(xiàn)裂紋稱為拉裂。 產(chǎn)生原因：凸緣起皺；壓邊力過大；變形程度過大等。 2.解決措施 根據(jù)拉裂產(chǎn)生的不同原因采取相應(yīng)的措施。如凸緣起皺引起拉裂應(yīng)先解決起皺問題；壓邊力過大引起的起皺則應(yīng)重新調(diào)整壓邊力等等。拉深模設(shè)計(jì)19 三、突耳 突耳：筒形件拉深，在拉深件口端出現(xiàn)有規(guī)律的高低不平現(xiàn)象叫突耳。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生突耳的原因是板材的各向異性，在板厚方向性系數(shù)r低的方向，板料變厚，筒壁高度較低。在具有r高的方向，板料厚度變化不大

8、，故筒壁高度較高。所以板平面方向性系數(shù)越大，突耳現(xiàn)象越嚴(yán)重。拉深模設(shè)計(jì)20拉深模設(shè)計(jì)作業(yè)： 1. 總結(jié)拉深變形特點(diǎn)。 2. 拉深件主要質(zhì)量問題有哪些？ 其產(chǎn)生原因和解決措施分別是什么？21學(xué)習(xí)項(xiàng)目四 拉深模典型結(jié)構(gòu)一、首次拉深模1. 無壓邊圈的首次拉深模2. 具有剛性壓邊圈的首次拉深模3. 彈性壓邊圈在上模的首次拉深模4. 彈性壓邊圈在下模的首次拉深模5. 帶錐形壓邊圈的首次拉深模拉深模設(shè)計(jì)22二、再次拉深模1. 無壓邊圈的再次拉深模2. 帶彈性壓邊圈的再次拉深模3. 無壓邊圈的反向拉深模4. 壓邊圈在上模的反向拉深模5. 壓邊圈在下模的反向拉深模三、落料拉深復(fù)合模拉深模設(shè)計(jì)23無壓邊圈的首次

9、拉深模1-上模座 2-凸模 3-固定板 4-出氣孔 5-定位板 6-凹模 7-下模座拉深模設(shè)計(jì)24有壓邊圈的首次拉深模1-上模座 2-凸模 3-凸模固定板 4-出氣孔 5-壓邊圈 6-定位板 7-凹模 8-凹模固定板 9-下模座拉深模設(shè)計(jì)25帶彈性壓邊圈的首次拉深模1-彈簧 2-通孔 3-上模座 4-凸模固定板 5-螺栓 6-凸模 7-凸模氣孔 8-壓邊圈 9-限位螺栓 10-定位板 11-凹模 12-下模座拉深模設(shè)計(jì)26彈性壓邊圈在下模的首次拉深模1-模具氣孔 2-上模座 3-打料桿 4-推板 5-凹模 6-定位板 7-彈性壓邊圈 8-下模座拉深模設(shè)計(jì)271上模座2推桿 3推件板4錐形凹模5

10、限位柱6錐形壓邊圈7拉深凸模8固定板9下模座 拉深模設(shè)計(jì)28無壓邊圈的再次拉深模1-上模座 2-墊板 3-凸模固定板 4-凸模 5-凸模氣孔 6-定位板 7-凹模 8-凹模座 9-下模座拉深模設(shè)計(jì)29拉深模設(shè)計(jì)30帶彈性壓邊圈的再次拉深模 1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-壓邊圈 5-頂桿 6-彈簧 拉深模設(shè)計(jì)31拉深模設(shè)計(jì)32反向拉深模1-凸模 2-凸模氣孔 3-凹模拉深模設(shè)計(jì)33拉深模設(shè)計(jì)34 壓邊圈在上模的反向拉深拉深模設(shè)計(jì)35拉深模設(shè)計(jì)36 壓邊圈在下模的反向拉深模拉深模設(shè)計(jì)37拉深模設(shè)計(jì)38落料與首次拉深復(fù)合模 1-頂桿 2-壓邊圈 3-凸凹模 4-推桿 5-推件板 6-卸

11、料板 7-落料凹模 8-拉深凸模 拉深模設(shè)計(jì)39拉深模設(shè)計(jì)40學(xué)習(xí)項(xiàng)目四 拉深模設(shè)計(jì)步驟與實(shí)例介紹 一、拉深件工藝性分析1. 材料分析: 用于拉深成形的材料，要求具有高的塑性、低的屈強(qiáng)比（ ）、大的板厚方向性系數(shù)、小的板平面方向性。2. 形狀分析 （1）拉深件形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、避免急劇轉(zhuǎn)角或凸臺。 （2）深高度應(yīng)盡可能小，以減少拉深次數(shù)，提高沖件質(zhì)量。 （3）在保證裝配要求的前提下，應(yīng)允許拉深件側(cè)壁有一定的斜度。 拉深模設(shè)計(jì)41 （4）需多次拉深的零件，在保證必要的表面質(zhì)量前提下，應(yīng)允許內(nèi)、外表面存在拉深過程中可能產(chǎn)生的痕跡。 （5）拉深件的底或凸緣上的孔邊到側(cè)壁的距離應(yīng)滿足：（或）。拉

12、深件的圓角半徑拉深模設(shè)計(jì)42 （6）拉深件的底與壁、凸緣與壁、矩形件四角的圓角半徑應(yīng)滿足： 。否則，應(yīng)增加整形工序，一次整形的，圓角半徑可?。?。 3. 精度分析 一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT 13級以下，不宜高于IT11級。4. 任務(wù)一工藝性分析與工藝方案的確定 任務(wù)一為為右圖所示拉深件，材料08鋼，材料厚度2mm，其工藝性分析內(nèi)容如下：拉深模設(shè)計(jì)43（1）材料分析 08鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于深拉深級別鋼，具有良好的拉深成形性能。（2）結(jié)構(gòu)分析 零件為一無凸緣筒形件，結(jié)構(gòu)簡單，底部圓角半徑為R3，滿足筒形拉深件底部圓角半徑大于一倍料厚的要求，因此零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。（3）精度

13、分析 零件上尺寸均為未注公差尺寸，普通拉深即可達(dá)到零件的精度要求。拉深模設(shè)計(jì)44 加工方案的確定： 零件涉及到的加工工藝：落料、拉深（需計(jì)算確定拉深次數(shù)） 、切邊。 加工順序應(yīng)為：落料 多次拉深 切邊 最終確定的加工方案：落料首次拉深復(fù)合模第二次拉深第三次最終的拉深件機(jī)加切邊達(dá)到零件要求拉深模設(shè)計(jì)45 5. 任務(wù)二拉深件工藝性分析與工藝方案的確定 任務(wù)二為下圖所示拉深件，材料10鋼，材料厚度1.5mm，其工藝性分析內(nèi)容如下： （1）材料分析 10鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于深拉深級別鋼，具有良好的拉深成形性能。拉深模設(shè)計(jì)46 （2）形狀分析加工難點(diǎn)解決措施1.凸緣形狀復(fù)雜，靠拉深直接成形形狀難以保

14、證2. 凸緣上三個孔的位置與凸緣外形有位置關(guān)系，要考慮沖孔與拉深的先后順序3.零件有底孔，若在拉深前沖出則在拉伸過程中空易變性；如在拉深后沖出又受到拉深件高度的影響導(dǎo)致沖孔凸模長度較長，壽命較差。按筒形件拉深成形，最后靠切邊保證凸緣外形為保證孔的精度以及其在凸緣上的準(zhǔn)確位置，應(yīng)在拉深切邊結(jié)束后沖出綜合考慮孔的精度、模具壽命以及模具的復(fù)雜程度，決定底孔由機(jī)加的方法獲得，不采用沖裁方法加工拉深模設(shè)計(jì)47 加工方案的確定： 零件涉及到的加工工藝包括：落料、拉深（需確定拉深次數(shù)）、切邊、沖孔、機(jī)加底孔。 考慮工序的安排順序、工序的組合，最終確定其加工方案為：落料首次拉深復(fù)合模第二次拉深第三次拉深拉深到

15、尺寸的帶凸緣筒形件切邊沖孔復(fù)合模機(jī)加底孔拉深模設(shè)計(jì)48二、圓筒形拉深件工藝計(jì)算 1. 坯料尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算原則 相似原則：拉深前坯料的形狀與拉深件斷面形狀相似 ； 等面積原則：拉深前坯料面積與拉深件面積相等。 （2）計(jì)算方法 由以上原則可知，旋轉(zhuǎn)體拉深件采用圓形坯料，計(jì)算坯料尺寸時，先將拉深件劃分為若干便于計(jì)算的簡單幾何體，分別求出其面積后相加，得拉深件總面積A。拉深模設(shè)計(jì)49 如計(jì)算右圖所示筒形件坯料尺寸，應(yīng)有以下關(guān)系式拉深模設(shè)計(jì)50 （3）簡單旋轉(zhuǎn)體拉深件的坯料尺寸計(jì)算 根據(jù)坯料尺寸的計(jì)算方法，對于常用的簡單拉深件，可選用書中表所列公式直接求得其坯料尺寸D。 注意：當(dāng)板料厚度大于lmm

16、時，應(yīng)按板料厚度中線尺寸計(jì)算。 （4）復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 久里金法則求其表面積：任何形狀的母線繞軸旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體面積，等于該母線的長度與其重心繞該軸線旋轉(zhuǎn)所得周長的乘積。如右圖所示，旋轉(zhuǎn)體表面積為拉深模設(shè)計(jì)51 （5）任務(wù)一坯料尺寸計(jì)算 根據(jù)無凸緣筒形拉深件坯料尺寸的計(jì)算方法得 1）確定零件修邊余量 零件的相對高度 ，經(jīng)查得修邊余量 ，所以，修正后拉深件的總高應(yīng)為79+6=85mm。 2）確定坯料尺寸由無凸緣筒形拉深件坯料尺寸計(jì)算公式得拉深模設(shè)計(jì)52 （6）任務(wù)二坯料尺寸計(jì)算 零件材料厚度為1.5mm，所以所有計(jì)算以中徑為準(zhǔn)。 1）確定零件修邊余量 零件的凸緣相對直徑 ，可

17、查得修邊余量 ，所以，修正后拉深件凸緣的直徑應(yīng)為112mm。 2）確定坯料尺寸 查得有凸緣筒形件坯料計(jì)算公式為拉深模設(shè)計(jì)532.無凸緣筒形件拉深工藝計(jì)算 （1）拉深系數(shù) 1）概念 拉深系數(shù)m是每次拉深后筒形件的直徑與拉深前坯料（或工序件）直徑的比值。第一次拉深系數(shù): 第二次拉深系數(shù): 第n次拉深系數(shù): 總拉深系數(shù): 拉深模設(shè)計(jì)54 2）拉深系數(shù)的意義 拉深系數(shù)是表示拉深變形程度的一個量，拉深系數(shù)越小，說明拉深前后筒形件的直徑差距越大，則變形程度越大。 極限拉深系數(shù) 或 ，用于表示不同材料所能承受的極限變形程度，是拉深工藝計(jì)算的重要參數(shù)。其數(shù)值可查表。 3）拉深系數(shù)的影響因素 a.材料的力學(xué)性能

18、：材料的屈強(qiáng)比越小、塑性越好，對拉深越有利，極限拉深系數(shù)可以小一些。 b. 材料的相對厚度 ：相對厚度越大，抗失穩(wěn)能力加強(qiáng)，對拉深越有利。 c. 潤滑 d. 模具的幾何參數(shù)：如凸、凹模圓角半徑；模具間隙等。 拉深模設(shè)計(jì)55 （2）拉深次數(shù)的確定 1）推算法 根據(jù)已知條件，由書中表查得各次拉深的m，然后依次計(jì)算出各次拉深工序件的直徑，即則計(jì)算結(jié)束，零件所需拉深次數(shù)為n次。拉深模設(shè)計(jì)56 2)查表法 在生產(chǎn)實(shí)際中也可采用查表法，即根據(jù)工件的相對高度和坯料的相對厚度，直接由書中表查得拉深次數(shù)。 例：已知無凸緣筒形拉深件的35mm，高度66mm，材料厚度0.8mm，試求該拉深件的拉深次數(shù)。 推算法：計(jì)

19、算零件坯料尺寸為100mm，查表得各次拉深的極限拉深系數(shù)為 則共需拉深3次 查表法：計(jì)算零件的坯料相對厚度為0.008，相對高度為1.89，查表得零件所需拉深次數(shù)為3次。拉深模設(shè)計(jì)57 （3）圓筒形拉深件各次工序尺寸的計(jì)算 1）工序件直徑 ：依據(jù)推算法確定拉深次數(shù)時求得的各次拉深中間工序件的直徑尺寸進(jìn)行調(diào)整從而得出實(shí)際生產(chǎn)時各工序件的直徑尺寸。調(diào)整原則： 1. 2. 3. 2）工序件圓角半徑 拉深模設(shè)計(jì)58 3）工序件的拉深高度 （4）任務(wù)一拉深工序件尺寸計(jì)算 已計(jì)算坯料尺寸為105mm，則 1）判斷是否采用壓邊圈 零件的相對厚度 ，經(jīng)查，壓邊圈為可用可不用的范圍，為了保證零件質(zhì)量，減少拉深次

20、數(shù)，決定采用壓邊圈。拉深模設(shè)計(jì)59 2）確定拉深次數(shù) 查得零件的各次極限拉深系數(shù)分別為 m1=0.5， m2=0.75， m3=0.78， m4=0.8。所以，每次拉深后筒形件的直徑應(yīng)為計(jì)算可知共需4次拉深。拉深模設(shè)計(jì)60 3）確定各工序件直徑 調(diào)整各次拉深系數(shù)分別為 ， ， ，則調(diào)整后每次拉深所得筒形件的直徑為 第四次拉深時的實(shí)際拉深系數(shù) 其大于第三次實(shí)際拉深系數(shù)和第四次極限拉深系數(shù)，所以調(diào)整合理。第四次拉深后筒形件的直徑為 。拉深模設(shè)計(jì)61 4）確定各工序件高度 根據(jù)拉深件圓角半徑計(jì)算公式，取各次拉深筒形件圓角半徑分別為 ， ， ，所以每次拉深后筒形件的高度為拉深模設(shè)計(jì)62 由以上計(jì)算可知

21、，該例需拉深4次成形，所以其最終的加工工藝路線為：落料與首次拉深復(fù)合模第二次拉深第三次拉深第四次拉深機(jī)加切邊。拉深工序件圖拉深模設(shè)計(jì)633. 有凸緣筒形件拉深工藝計(jì)算有凸緣筒形件的標(biāo)注方法。拉深模設(shè)計(jì)64 （1）窄凸緣筒形件的拉深 對 之間的凸緣件稱為窄凸緣件。這類沖件因凸緣很小，可以當(dāng)作一般圓筒形件進(jìn)行拉深，只在倒數(shù)第二次工序時才拉出凸緣或拉成具有錐形的凸緣，而最后通過矯正工序壓成水平凸緣，其過程如下圖所示。若h/d1時，則第一次即可拉成口部具有錐形凸緣的圓筒形，最后凸緣再經(jīng)校正即可。拉深模設(shè)計(jì)65 （2）寬凸緣（ ）筒形件的拉深 1）寬凸緣筒形件的拉深特點(diǎn) 寬凸緣件的第一次拉深與拉深圓筒形

22、件相似，只是在拉深過程中不把坯料邊緣全部拉人凹模，而在凹模面上形成凸緣而已。 2)變形程度的表示方法 當(dāng)沖件底部圓角半徑r與凸緣處圓角半徑R相等時，其拉深系數(shù)應(yīng)為：拉深模設(shè)計(jì)66 顯然，上式所計(jì)算的拉深系數(shù)與三個量有關(guān)即凸緣的相對直徑零件的相對高度相對圓角半徑 其中以 影響最大， 影響次之， 最小。由此可見，有凸緣筒形件的拉深系數(shù)不僅與筒形件的直徑有關(guān)，還與筒形件凸緣的大小有關(guān)。從書中凸緣件的首次拉深系數(shù)表中可以看出，當(dāng)坯料相對直徑一定時，凸緣相對直徑越大，拉深系數(shù)越小。拉深模設(shè)計(jì)67 3）寬凸緣筒形件的拉深原則 a. 判定能否一次拉成 若或可以一次拉成 b. 多次拉深的原則 按查出的第一次極

23、限拉深系數(shù)或首次拉深最大相對高度拉成凸緣直徑等于零件所需要尺寸 （含修邊余量）的中間過渡形狀，以后各次拉深均保持凸緣件直徑 不變，只按凸緣筒形件多次拉深的方法逐步減小筒形部分直徑，直到拉成零件為止。 拉深模設(shè)計(jì)68 為了保證以后各次拉深時凸緣不再收縮變形，通常使第一次拉成的筒形部分金屬表面積比實(shí)際需要的多3%5%，這部分多余的金屬逐步分配到以后各次工序中去，最后這部分金屬逐漸使筒口附近凸緣加厚，但這不會影響零件質(zhì)量。 4）拉深工序件高度的計(jì)算以后各次拉深高度第一次拉深高度拉深模設(shè)計(jì)69 5）有凸緣筒形件多次拉深的方法 通過減小筒部直徑來增加高度 通過減小圓角半徑來減小直徑 拉深模設(shè)計(jì)70 （3

24、）任務(wù)二的拉深工藝計(jì)算 零件材料厚度為1.5mm，所以所有計(jì)算以中徑為準(zhǔn)。 1）確定零件修邊余量 計(jì)算零件的凸緣相對直徑 ，可查得修邊余量 ，則修正后拉深件凸緣的直徑應(yīng)為 。 2）確定坯料尺寸拉深模設(shè)計(jì)71其中：零件凸緣部分的表面積零件除去凸緣部分的表面積 拉深模設(shè)計(jì)72 3）判定能否一次拉成 零件的坯料相對厚度 ，凸緣相對直徑等于2.06，經(jīng)查其第一次拉深極限拉深系數(shù)m1=0.42，計(jì)算零件的總拉深系數(shù) 小于m1，所以需要多次拉深。 4）預(yù)定首次拉深工序件尺寸 為了在拉深過程中不使凸緣部分再變形，取第一次拉入凹模的材料比零件相應(yīng)部分表面積多5%，故坯料直徑應(yīng)修正為拉深模設(shè)計(jì)73 初選 ，由參

25、考文獻(xiàn)查得首次拉深極限拉深系數(shù)m1=0.55，取m1=0.55，則首次拉深筒形件直徑為取圓角半徑為則第一次拉深高度為拉深模設(shè)計(jì)74 5）驗(yàn)算m1是否合理 第一次拉深的相對高度 ，可查得當(dāng)凸緣相對直徑 ，坯料相對厚度 時，第一次拉深允許的相對高度為 ，所以預(yù)定的m1是合理的。 6）計(jì)算以后各次拉深的工序件直徑 查得以后各次拉深極限拉深系數(shù)分別為 m2=0.76， m3=0.79，則拉深后筒形件直徑分別為拉深模設(shè)計(jì)75 計(jì)算第三次拉深的實(shí)際拉深系數(shù) ，其數(shù)值大于第三次拉深極限系數(shù) 和第二次拉深實(shí)際拉深系數(shù) ，所以，以上調(diào)整合理。 所以零件共需進(jìn)行3次拉深。調(diào)整各次拉深系數(shù)，取第二次實(shí)際拉深系數(shù) ，

26、則拉深后直徑應(yīng)為拉深模設(shè)計(jì)76 7）計(jì)算以后各次拉深的工序件高度 取第二次拉深凸、凹模圓角半徑為 ，設(shè)第二次拉深時多拉入2.5%的材料（其余2.5%的材料返回到凸緣上），則坯料直徑應(yīng)修正為拉深后零件的高度為拉深模設(shè)計(jì)77 第三次拉深后工序件尺寸應(yīng)為零件要求尺寸。拉深工序件圖見下圖。拉深模設(shè)計(jì)784. 拉深力與壓邊力的計(jì)算（1）拉深力的計(jì)算第一次拉深第二次拉深式中分別為第1次、第2次拉深后沖件的直徑； 系數(shù)，查表得。 對于截面為矩形、橢圓形等拉深件，拉深力為拉深模設(shè)計(jì)式中 L橫截面周邊長度； K修正系數(shù)，可取0.50.8。79（2）壓邊力的計(jì)算壓邊裝置剛性壓邊裝置：壓邊力靠間隙調(diào)控，其大小與 壓

27、力機(jī)滑塊下止點(diǎn)的位置有關(guān)。彈性壓邊裝置：壓邊力由彈性元件提供，其大 小與彈性元件有關(guān)，為了防止拉深后期壓 邊力過大導(dǎo)致拉裂，常加限位裝置。拉深模設(shè)計(jì)80壓邊力。拉深力； 外滑塊公稱壓力；內(nèi)滑塊公稱壓力；壓力機(jī)的公稱壓力； 彈性壓邊裝置壓邊力的計(jì)算公式為 式中 A壓邊面積； P單位壓邊力，可查表。（3）壓力機(jī)工稱壓力的選擇 對于雙動壓力機(jī) 對于單動壓力機(jī) 拉深模設(shè)計(jì)81注意：在落料拉深復(fù)合模中，要校核壓力機(jī)行程與力的關(guān)系曲線，以防出現(xiàn)超載問題。拉深模設(shè)計(jì)82 （4）任務(wù)一壓力計(jì)算與設(shè)備的選擇 模具為落料拉深復(fù)合模，動作順序是先落料后拉深，現(xiàn)分別計(jì)算落料力、拉深力和壓邊力。 因?yàn)槔盍εc壓邊力的和

28、小于落料力，所以，應(yīng)按照落料力的大小選用設(shè)備。初選設(shè)備為J2335。拉深模設(shè)計(jì)835. 拉深模工作零件設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）凸、凹模結(jié)構(gòu)不用壓邊圈拉深的凹模結(jié)構(gòu)a）平面形凹模 b）錐形凹模1、5-氣孔 2-凹模 3-定位板 4-凹模 6-頂塊 7-彈簧 8-底座拉深模設(shè)計(jì)84帶壓邊圈凹模的結(jié)構(gòu) 拉深模設(shè)計(jì)85（2）凸、凹模的圓角半徑 凹模圓角半徑的大小對拉深有重要影響，圓角半徑過小，金屬流動阻力大，且彎曲變形影響程度大，零件易拉裂；圓角半徑過大，坯料在拉深時的有效支撐面積減小，且拉深后期較早結(jié)束壓料，零件易起皺。凹模圓角半徑的計(jì)算首次拉伸 對于以后各次拉深，可取式中 拉深模設(shè)計(jì)86前后兩次工序中工序

29、件的直徑。 凸模圓角半徑較凹模影響較輕，凸模圓角半徑過小，零件彎曲變形加大，坯料變薄嚴(yán)重，零件易拉裂；圓角半徑過大，拉深時坯料的支撐面積減小，零件易起皺。凸模圓角半徑的計(jì)算 首次拉深 多次拉伸中的以后各次 式中 最后一次拉深圓角半徑應(yīng)等于零件要求的圓角半徑，但應(yīng)大于一倍料厚，否則，應(yīng)增加一道整形工序 拉深模設(shè)計(jì)87系數(shù)，由書中表查出。材料的公稱厚度；材料的最大厚度；（3）拉深模的間隙 拉深模間隙較小，金屬拉深時流動阻力大，拉深力增加，零件易拉裂；間隙較大，零件質(zhì)量較差。 一般，拉深模的單邊間隙 由下式計(jì)算拉深模設(shè)計(jì)88凸、凹模的制造公差。 凸、凹模的單邊間隙； 工序件的基本尺寸； 凸?；境叽?/p>

30、； 凹?；境叽?； （4）凸、凹模工作零件尺寸計(jì)算 1）中間工序件凸、凹模尺寸計(jì)算式中 拉深模設(shè)計(jì)89 2）末次拉深 拉深件尺寸與模具尺寸a）外形有要求時 b）內(nèi)形有要求時拉深模設(shè)計(jì)90凸、凹模的制造公差。 沖件的公差； 當(dāng)工件外形尺寸要求一定時，以凹模為準(zhǔn)。凸模尺寸按凹模減小以取得間隙。具體計(jì)算公式為 當(dāng)工件內(nèi)形尺寸要求一定時，以 凸模為準(zhǔn)。凹模尺寸按凸模增大以取得間隙。具體計(jì)算公式為凹模凸模凹模凸模拉深模設(shè)計(jì)91（5）任務(wù)一凸、凹模尺寸計(jì)算 1）首次拉深凸、凹模尺寸計(jì)算 由上邊計(jì)算可知：第一次拉深件后零件直徑為55.65mm，由公式 確定拉深凸、凹模間隙值，查得 ，所以間隙 ，則首次拉深凹

31、模 首次拉深凸模 拉深模設(shè)計(jì)92 2）末次拉深凸、凹模尺寸計(jì)算 因?yàn)榱慵?biāo)注外形尺寸（ ）mm，所以要先計(jì)算凹模，即拉深凹模拉深凸模拉深模設(shè)計(jì)93拉深模設(shè)計(jì)作業(yè)： 1.計(jì)算任務(wù)二落料拉深復(fù)合模的工作力， 并初選設(shè)備。 2.計(jì)算任務(wù)二首次拉深與末次拉深時工作 零件尺寸。94習(xí)題課 任務(wù)一其他內(nèi)容工藝計(jì)算及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、落料拉深復(fù)合模其它工藝計(jì)算 1.落料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。落料尺寸為 ，查得零件沖裁凸、凹模最小間隙 ，最大間隙 ，凸模制造公差 ，凹模制造公差 。將以上各值代入 校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn)，不等式成立，所以可按下式計(jì)算工作零件刃口尺寸。

32、拉深模設(shè)計(jì)95落料凹模落料凸模拉深模設(shè)計(jì)96 2.排樣計(jì)算 零件采用單直排排樣方式，查得零件間的搭邊值為1.5mm，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值為1.8mm，若模具采用無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，則條料上零件的步距為106.5mm，條料的寬度應(yīng)為拉深模設(shè)計(jì)97 選用規(guī)格為2mm1000mm1500mm的板料，計(jì)算裁料方式如下。 裁成寬109.6mm，長1000mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為 裁成寬109.6mm，長1500mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為經(jīng)比較，應(yīng)采用第二種裁法，零件的排樣圖如下圖所示。拉深模設(shè)計(jì)98零件排樣圖拉深模設(shè)計(jì)99 二、第二次拉深工藝計(jì)算 1.拉深凸、凹模尺寸計(jì)算 第

33、二次拉深件后零件直徑為43.41 mm，拉深凸、凹模間隙值仍為3mm，則拉深凸、凹模尺寸分別為拉深凹模拉深凸模2.拉深力計(jì)算 初選設(shè)備位J2310 。拉深模設(shè)計(jì)100 三、模具零部件結(jié)構(gòu)的確定 1. 落料拉深復(fù)合模零部件設(shè)計(jì) （1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得凹模高度凹模壁厚凹模外徑 以上計(jì)算僅為參考值，由于本套模具為落料拉深復(fù)合模，所以凹模高度受拉深件高度的影響必然會有所增加，其具體高度將在繪制裝配圖時確定。另外，為了保證凹模有足夠的強(qiáng)度，將其外徑增大到200mm。拉深模設(shè)計(jì)101 模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)

34、以上計(jì)算結(jié)果，查得模架規(guī)格為： 上模座200mm200mm45mm； 下模座200mm200mm50mm； 導(dǎo)柱32mm190mm； 導(dǎo)套32mm105mm43mm。 （2）其它零部件結(jié)構(gòu) 拉深凸模將直接由連接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹模固定板固定，兩者采用過渡配合關(guān)系。模柄采用凸緣式模柄，根據(jù)設(shè)備上模柄孔尺寸，選用規(guī)格為A50100的模柄。拉深模設(shè)計(jì)102 2. 第二次拉深模零部件設(shè)計(jì) 由于零件高度較高，尺寸較小，所以未選用標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱導(dǎo)套選用標(biāo)準(zhǔn)件，其規(guī)格分別為 導(dǎo)柱：35mm230mm； 導(dǎo)套：35mm115mm43mm。 模柄采用凸緣式模柄，規(guī)格為A6090。 四、落料拉深模具結(jié)

35、構(gòu)圖 拉深模設(shè)計(jì)1031、9-下、上模座 2、3、10、12、23-螺釘 4-落料凹模 5-導(dǎo)柱 6-擋料銷 7-導(dǎo)套 8-凸凹模固定板 11-模柄13-橫銷 14-打桿 15-推件塊 16、22、24-銷釘 17-凸凹模 18-卸料版 19-凸模 20-壓邊圈 21-頂桿落料拉深復(fù)合模拉深模設(shè)計(jì)1041-下模座 2-導(dǎo)柱 3、11、12-螺釘 4-凸模固定板 5-頂桿6-壓邊圈 7-凹模8-推件塊 9-上模座 10-導(dǎo)套 13-橫銷 14-打桿 15-模柄 16-銷釘 17-凸模 第二次拉深模拉深模設(shè)計(jì)105拉深模設(shè)計(jì)作業(yè)：三個小組分別完成任務(wù)二的落料拉深復(fù)合模、第二次拉深模、切邊沖孔復(fù)合的

36、設(shè)計(jì)任務(wù)。106學(xué)習(xí)項(xiàng)目六 其他形狀零件的拉深 一、階梯型零件的拉深 1. 階梯型零件的表示方法與變形特點(diǎn) 階梯形零件與圓筒形件的拉深基本相同，即每一階梯相當(dāng)于相應(yīng)圓筒形件的拉深。拉深模設(shè)計(jì)107 2. 判定能否一次拉成 求出零件的高度與最小直徑之比 ，再按前面所述圓筒形件拉深相對高度表查得其工序次數(shù)，如工序次數(shù)為1，則可一次拉出。 3. 拉深方法 （1）由大到小 假若任意兩相鄰階梯直徑的比值 都不小于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)時，則其拉深方法為由大階梯到小階梯依次拉出，而其拉深次數(shù)則等于階梯數(shù)目，即各階梯拉拉深次數(shù)之和。 拉深模設(shè)計(jì)108 （2）由小到大 假若某相鄰兩階梯直徑比值 小于相應(yīng)

37、圓筒形件的極限拉深系數(shù)時，則由直徑 到 按凸緣件的拉深辦法，其拉深順序由小階梯到大階梯依次拉深。 拉深模設(shè)計(jì)109 二、盒形件的拉深 1. 盒形件的變形特點(diǎn)盒形件直邊部分圓角部分兩部分為一整體，相互影響。拉深變形彎曲變形成形時，圓角部分的材料向直邊部分流動，故使直邊部分在彎曲的同時還受擠壓。同樣，圓角部分也不完全與圓筒形零件的拉深相同，由于直邊部分的存在，圓角部分的材料可以向直邊部分流動，因此圓角部分材料的變形程度有所減輕。拉深模設(shè)計(jì)110 網(wǎng)格法分析 坯料上做正方形網(wǎng)格，拉深成盒形件后觀察其上的網(wǎng)格變化。長度方向：直邊方向受橫向擠壓，且越靠近圓角部分及壓力越大。高度方向：從向間距增大，且越靠近口部增加量越大，說明向高度方