第4章-拉深工藝與拉深模具設(shè)計.ppt

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教學(xué)提示,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工件，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。用拉深工藝可以制得筒形、階梯形、球形、錐形、拋物線型等旋轉(zhuǎn)體零件，也可以制成方盒形等非旋轉(zhuǎn)體零件，若和其他成形工藝復(fù)合，則可加工出形狀非常復(fù)雜的零件。拉深工藝可以在普通的單動壓力機上進行，也可以在專用的雙動、三動拉深壓力機或液壓機上進行。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,學(xué)習(xí)目的與要求,了解拉深變形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素； 掌握拉深工藝計算方法； 掌握拉深工藝性分析與工藝設(shè)計方法； 認識拉深模典型結(jié)構(gòu)及特點，掌握拉深模工作 零件設(shè)計方法； 掌握拉深工藝與拉深模設(shè)計的方法和步驟。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,重點,難點,拉深變形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素； 拉深工藝計算； 其它形狀零件的拉深變形特點； 拉深模典型結(jié)構(gòu)與拉深模工作零件設(shè)計。,拉深變形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素； 拉深工藝計算方法； 拉深工藝性分析與工藝方案制定； 拉深模典型結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計； 拉深工藝與拉深模設(shè)計的方法和步驟。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.1 拉深變形分析 拉深變形是一個較為復(fù)雜的塑性變形過程，本節(jié)主要通過分析筒形件的拉深變形過程所發(fā)生的各種現(xiàn)象來介紹拉深變形規(guī)律。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.1 拉深變形分析 4.1.1拉深變形過程分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,(a) 拉深初始階段 (b) 拉深過程中 (c) 拉深結(jié)束階段,1—凸模；2—壓邊圈；3—凹模,4.1 拉深變形分析 4.1.1拉深變形過程分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,工件凸緣部分2.工件圓角部分 3.工件筒形側(cè)壁部分 4.工件底部圓角部分 5.工件筒底部分,4.2 拉深工藝設(shè)計 拉深工藝設(shè)計主要包括拉深件工藝性分析和拉深工藝方案的確定兩個方面的內(nèi)容，它的合理與否直接關(guān)系到拉深工藝的優(yōu)劣與成效。 4.2.1拉深件工藝性分析 拉深件的工藝性是指制件拉深加工的難易程度。 1.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性 (1)拉深件的形狀,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2 拉深工藝設(shè)計 4.2.1拉深件工藝性分析（續(xù)） 1.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性 (2)拉深件的壁厚 (3)拉深件的圓角半徑,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2 拉深工藝設(shè)計 4.2.1拉深件工藝性分析（續(xù)） 1.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性 (4)拉深件的深度 (5)凸緣直徑,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2 拉深工藝設(shè)計 4.2.1拉深件工藝性分析（續(xù)） 1.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性 (5)凸緣直徑,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2 拉深工藝設(shè)計 4.2.1拉深件工藝性分析（續(xù)） 3.拉深件的尺寸標注 (1)拉深件不允許同時標注內(nèi)外形尺寸，底部圓角不允許標注外半徑。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2 拉深工藝設(shè)計 4.2.1拉深件工藝性分析（續(xù)） 3.拉深件的尺寸標注 (2)階梯拉深件的高度尺寸,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,(a)以底為基準 (b)以口部為基準,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計 拉深工序安排的 一般規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序 安排的一般 規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序 安排的一般 規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序安排的一般 規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序安排的一般規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序安排的一般規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序安排的一般規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序安排的一般規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序 安排的 一般規(guī)則 如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序安排的一般規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序安排的一般規(guī)則如下：,4.2 拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.2.2 拉深工序設(shè)計（續(xù)） 拉深工序安排的一般規(guī)則如下：,4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,圓筒形件是最典型的拉深件，掌握了它的工藝計算方法后，其他零件的工藝計算可以借鑒其計算方法。 4.3.1 圓筒形拉深件毛坯尺寸的確定 1.計算拉深件毛坯尺寸的理論依據(jù) 體積不變原理 相似原理,4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.3.1圓筒形拉深件毛坯尺寸的確定（續(xù)） 2.計算毛坯尺寸 (1)確定修邊余量 (2)求毛坯尺寸,4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.3.2采用壓邊裝置的條件 在拉深過程中，拉深變形區(qū)的工件凸緣部分在切向壓應(yīng)力作用下，很可能因為失穩(wěn)而發(fā)生起皺現(xiàn)象，致使零件出現(xiàn)廢品，進而導(dǎo)致模具損壞。,4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.3.3筒形拉深件的拉深系數(shù)與拉深次數(shù) 1.拉深系數(shù) (1)拉深系數(shù)的概念和意義 所謂拉深系數(shù)，即每次拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯（或半成品）直徑的比值，以m表示，它是衡量拉深變形程度的指標。,4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.3.3筒形拉深件的拉深系數(shù)與拉深次數(shù)（續(xù)） 1.拉深系數(shù) (1)拉深系數(shù)的概念和意義,4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.3.3筒形拉深件的拉深系數(shù)與拉深次數(shù)（續(xù)） 1.拉深系數(shù) (2)影響極限拉深系數(shù)的主要因素 1)材料的內(nèi)部組織及力學(xué)性能 2)板料的相對厚度t/D 3)拉深次數(shù) 4)拉深方式 5)凹模和凸模圓角半徑 6)潤滑條件及模具情況 7)拉深速度(v),4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.3.3筒形拉深件的拉深系數(shù)與拉深次數(shù)（續(xù)） (3)極限拉深系數(shù)確定 在生產(chǎn)中采用的拉深系數(shù)和其他金屬材料的拉深系數(shù)分別見書中的3個表。 2. 拉深次數(shù)的確定 拉深次數(shù)通常只能概略進行估計，最后需通過工藝計算來確定。初步確定圓筒件拉深次數(shù)的方法有以下幾種： 計算法 查表法 推算法,4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.3.4拉深凸模與凹模的圓角半徑 1.凹模圓角半徑 2.凸模圓角半徑r凸,4.3 圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.3.5筒形拉深件的拉深高度 【例4-1】無凸緣圓筒形工件的拉深工序設(shè)計 拉深 圓筒形工 件，如圖 所示，說 明其工 藝計算 程序， 工件材料 為08鋼。,4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,帶凸緣圓筒形工件可以看成是一般無凸緣圓筒形工件在拉深未結(jié)束時的半成品，即只將毛坯外徑拉深到等于法蘭邊(即凸緣)直徑時拉深過程就結(jié)束，因此其變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特定應(yīng)與無凸緣圓筒形工件基本相同。,4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.1帶凸緣圓筒形工件拉深方法,4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.1帶凸緣圓筒形工件拉深方法(續(xù)) 寬凸緣筒形件多次 拉深方法通常 有兩種： (1)減小圓筒 直徑并增加 圓筒高度 (2)減小凸模 和凹模圓角 半徑并減小 圓筒直徑,(a) 圓角半徑不變,減小直徑增加高度 (b) 高度不變，減小圓角半徑縮小筒徑,4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.2帶凸緣圓筒形工件毛坯尺寸的確定 1.確定修邊余量 2.展開尺寸,4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.4確定拉深次數(shù) 帶凸緣圓筒形工件的拉深次數(shù)確定方法有： 用拉深系數(shù)確定拉深次數(shù),4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.3 確定拉深系數(shù),4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.4確定拉深次數(shù) 帶凸緣圓筒形工件的拉深次數(shù)確定方法有： 用拉深系數(shù)確定拉深次數(shù),4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.4確定拉深次數(shù)(續(xù)） 帶凸緣圓筒形工件的拉深次數(shù)確定方法有：(2)用相對拉深高度確定拉深次數(shù),4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.4確定拉深次數(shù)(續(xù)） 【例4-2】窄凸緣圓筒形工件的拉深工序設(shè)計 計算如圖所示窄凸緣筒形件(材料：10鋼)的拉深工序尺寸。,4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.4確定拉深次數(shù)(續(xù)） 【例4-2】窄凸緣圓筒形工件的拉深工序設(shè)計 計算如圖所示窄凸緣筒形件(材料：10鋼)的拉深工序尺寸。,(a) (b),(a)工序1 落料拉深 (b)工序2拉深,4.4 帶凸緣圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.4.4確定拉深次數(shù)(續(xù)） 【例4-2】窄凸緣圓筒形工件的拉深工序設(shè)計,(c) (d) (e),(c)工序3拉深(d)工序4 整形（使圓角達到要求尺寸）(e) 工序5 修邊,4.5 階梯圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,階梯圓筒形零件的拉深，其變形特點與圓筒形件的拉深基本相同。但由于這類零件的復(fù)雜性，還不能用統(tǒng)一的方法來確定工序次數(shù)和工藝程序。,4.5.1拉深次數(shù) 的確定,4.5 階梯圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.5.1拉深次數(shù)的確定（續(xù)） 【例4-4】確定階梯形拉深次數(shù) 確定如圖所示階梯形拉深次數(shù)，材料08鋼，料厚mm。,4.5 階梯圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.5.1拉深次數(shù)的確定（續(xù)） 【例4-4】確定階梯形拉深次數(shù),4.5 階梯圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.5.2 拉深方法的確定 常用的階梯形件的拉深方法有如下幾種： 1. 由大階梯到小階梯的拉深程序,4.5 階梯圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.5.2 拉深方法的確定（續(xù)） 常用的階梯形件的拉深方法有如下幾種： 2.由小階梯到大階梯的拉深程序,4.5 階梯圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.5.2 拉深方法的確定（續(xù)） 常用的階梯形件的拉深方法有如下幾種： 3.使用脹形法,a) b),(a) t=0.8，08鋼 (b) t=1.5，低碳鋼,4.5 階梯圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.5.2 拉深方法的確定(續(xù)） 常用的階梯形件的 拉深方法 有如下幾種： 5.帶錐形 階梯零件 的拉深,4.5 階梯圓筒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.5.2 拉深方法 的確定(續(xù)） 常用的 階梯形件 的拉深方法 有如下幾種： 6.帶曲面 階梯零件 的拉深,mm (b) 毛坯直徑,(a) 毛坯直徑,,,,,a) b),4.6 曲面形狀零件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,曲面形狀(如錐面、球面及拋物面)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。 4.6.1 錐形件的拉深 錐形件的拉深過程，取決于它的幾何參數(shù) 。,4.6 曲面形狀零件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.6.1 錐形件的拉深 根據(jù)參數(shù)值不同，拉深錐形件的方法有如下幾種： 1.淺錐形件 2.中錐形件 3.深錐形件 階梯拉深法,4.6 曲面形狀零件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.6.1 錐形件的拉深（續(xù)） 根據(jù)參數(shù)值不同，拉深錐形件的方法有如下幾種： 3.深錐形件 (2)錐面逐步成形法,4.6 曲面形狀零件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.6.1 錐形件的拉深（續(xù)） 根據(jù)參數(shù)值不同，拉深錐形件的方法有如下幾種： 3.深錐形件 (3)整個錐面一次成形法,4.6 曲面形狀零件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.6.2 半球形件的拉深 半球形件的拉深系數(shù)，對于任何直徑，均為定值。,,4.6 曲面形狀零件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.6.3 拋物線形件 直接 拉深法,,4.6 曲面形狀零件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.6.3 拋物線形件（續(xù)） (2)階梯拉深法,,4.6 曲面形狀零件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,4.6.3 拋物線形件（續(xù)） (3)反拉深法 (4)液壓機械拉深法,,4.7 盒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,矩形和方形的盒形件是一種非旋轉(zhuǎn)體件，其側(cè)壁是由四個轉(zhuǎn)角部分和兩對直邊部分構(gòu)成的。由于其幾何形狀的非回轉(zhuǎn)特性，拉深時，材料的變形沿周邊分布是不均勻的。 4.7.1成形分析 矩 (方)形件拉深時，一般采用由外及內(nèi)逐步順向拉深方法。如選用由內(nèi)及外的方法時，應(yīng)考慮最后的成形條件。在旋轉(zhuǎn)體件拉深中，應(yīng)用較多的反拉深法，在矩 (方)形件拉深時不宜采用。,4.7 盒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.7.2 拉深用毛坯形狀尺寸和拉深工序的確定 由于矩(方)形件拉深時，變形的不均勻性，其不均勻程度及可成形性受尺寸參數(shù)、和轉(zhuǎn)角半徑的大小及相互關(guān)系影響，拉深用毛坯形狀尺寸和拉深工序的確定方法也隨之不同。,4.7 盒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,[例4-5] 設(shè)計方形件拉深工藝工件圖：如圖所示。材料10鋼板。料厚0.3mm。設(shè)計拉深工藝。,4.7 盒形件拉深工藝設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,[例4-5] 設(shè)計方形件拉深工藝工件圖：如圖所示。材料10鋼板。料厚0.3mm。設(shè)計拉深工藝。,4.8 拉深模典型結(jié)構(gòu)分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,拉深模按其工序順序可分為首次拉深模和后續(xù)各工序拉深模。 按拉伸模使用的沖壓設(shè)備又可分為單動壓力機用拉深模、雙動壓力機用拉深模及三動壓力機用拉深模。 按工序的組合來分，又可分為單工序拉深模、復(fù)合模和級進式拉深模。此外還可按有無壓邊裝置分為無壓邊裝置拉深模和有壓邊裝置拉深模等。,4.8 拉深模典型結(jié)構(gòu)分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.8.1拉深模設(shè)計的基本原則 4.8.2 首次拉深模 (1)無壓邊裝置的首次拉深模 無壓邊裝置的首次拉深：,1—凸模；2—定位板；3—凹模；4—下模座,4.8 拉深模典型結(jié)構(gòu)分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.8.2 首次拉深模（續(xù)） (2)彈性壓邊裝置的首次拉深模，具有彈性壓邊裝置的首次拉深模：,4.8 拉深模典型結(jié)構(gòu)分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.8.3后續(xù)各工序拉深模,1—推件板；2—拉深凹模；3—拉深凸模；4—壓邊圈；5—頂桿,4.8 拉深模典型結(jié)構(gòu)分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.8.4落料拉深復(fù)合模 (1)落料首次拉深復(fù)合模,1—頂桿；2—壓邊圈； 3—凸凹模；4—推桿； 5—推件板；6—卸料板； 7—落料凹模；8—拉深凸模,4.8 拉深模典型結(jié)構(gòu)分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.8.4落料拉深復(fù)合模 (2)再次拉深、沖孔、切邊復(fù)合模,1—壓邊圈；2—凹模固定板；3—沖孔凹模；4—推件板；5—沖孔凸模固定板； 6—墊板；7—沖孔凸模； 8—拉深凸模；9—限位螺釘；10—螺母；11—墊柱； 12—拉深、切邊凹模； 13—切邊凸模；14—固定板,4.8 拉深模典型結(jié)構(gòu)分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.8.5帶料連續(xù)拉深模 (1)正裝式帶料連續(xù)拉深模,4.8 拉深模典型結(jié)構(gòu)分析,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.8.5帶料連續(xù)拉深模（續(xù)） (2)倒裝式帶料連續(xù)拉深模,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,壓邊方式(壓邊裝置和壓邊力)選擇設(shè)計得當(dāng)是防止凸緣變形區(qū)失穩(wěn)、起皺的主要措施。,4.9.1壓邊裝置與壓邊圈形式 壓邊裝置是決定壓邊力大小和沖壓過程中壓邊力變化規(guī)律的裝置，壓邊圈形式合理與否直接關(guān)系到極限變形程度和進料阻力的大小。,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.1壓邊裝置與壓邊圈形式 1.壓邊裝置 設(shè)計壓邊裝置時 必須考慮便于調(diào)節(jié)壓 邊力，生產(chǎn)中常用的 壓邊裝置分彈性 和剛性兩類。 (1)彈性壓邊 裝置,a) b),(a)彈簧墊或橡皮墊 (b)氣墊或液壓墊,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.1壓邊裝置與壓邊圈形式 1.壓邊裝置 (2)剛性壓邊裝置,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.1壓邊裝置與壓邊圈形式 2.壓邊圈的形式,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.1壓邊裝置與壓邊圈形式 2.壓邊圈的形式,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.2壓邊力的計算 壓邊力的大小要根據(jù)既不起皺也不被拉裂這個原則，在試模中加以調(diào)整，設(shè)計壓邊裝置時應(yīng)考慮便于調(diào)節(jié)壓邊力。 在生產(chǎn)中，壓邊力為壓邊面積乘以單位壓邊力，即 式中： ——壓邊力(N)； F ——在壓邊圈下坯料的投影面積(mm2)； q ——單位壓邊力(MPa),,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3拉深力的計算 1.拉深圓筒形件所需的拉深力 圓筒形拉深件所需的拉深力，可按下式來計算： 式中 P——拉深力(N)； d——拉深凹模直徑，mm； t——材料厚度，mm； ——材料的抗拉強度，； K ——修正系數(shù),,,,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3拉深力的計算 2.拉深帶凸緣圓筒形件所需的拉深力 帶凸緣圓筒形拉深件所需的拉深力，可按下式來計算： 式中: P——拉深力(N)； d——拉深凹模直徑，mm； t——材料厚度，mm； ——材料的抗拉強度，； K——修正系數(shù)，首次拉深修正系數(shù)見表。,,,,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3拉深力的計算 3.拉深矩形盒件所需的拉深力 (1)低矩形盒件可以一次拉深成形時，其拉深力P按下式計算： （N） 式中 P——拉深力(kN)； r——盒形件圓角部圓角半徑(mm)； L——盒形件直邊部分長度總和(mm)； t——材料厚度(mm)； ——材料的抗拉強度，； ， ——修正系數(shù),,,,,,,,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3 拉深力的計算 3.拉深矩形盒件所需的拉深力 (1)高正方形盒件最后一次拉深力可按下式計算： 式中 P——拉深力(kN)； B——正方形盒件邊長(mm)； r——正方形盒件圓角部圓角半徑(mm)； t——材料厚度(mm)； ——材料的抗拉強度，； K——修正系數(shù),,,,,,,,,,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3 拉深力的計算 3.拉深矩形盒件所需的拉深力 (1)對于矩形盒件，其最后一道工序的拉深力可按下式計算： P——拉深力(kN)； L——矩形盒件周長(mm)；； r——正方形盒件圓角部圓角半徑(mm)； t——材料厚度(mm)； ——材料的抗拉強度，； K——修正系數(shù)。,,,,,,,,,,,,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3 拉深力的計算 4.選擇壓力機 選擇壓力機的總壓力為 式中 ——壓力機公稱壓力(kN)； ——拉深力(kN)； ——壓邊力(kN)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3 拉深力的計算 5.拉深功（續(xù)） 拉深所需的功可按下式計算： 式中 W——拉深所需的功(J)； H——拉深深度(m)； ——拉深最大壓力(N)； C——修正系數(shù)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3 拉深力的計算 5.拉深功（續(xù)） 對壓力機的電動機功率可按下式核算： 式中 N——工件拉深時所需的功率(kW)； W——拉深所需的功(J)； ——壓力機效率，； ——電動機效率，； n——壓力機每分鐘行程數(shù)(次/min) ； K——不均衡系數(shù)，。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.9 壓邊力和拉深力的確定,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.9.3 拉深力的計算 [例4-7] 計算壓邊力和拉深力 如圖所示零件，材料10鋼，采用單工序帶壓邊圈的倒裝式結(jié)構(gòu)，試計算拉深力，并初選壓力機。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.1 拉深間隙 (1)不用壓邊圈時 考慮起皺的可能性，不用壓邊圈的拉深間隙 式中：Z ——單邊間隙，末次拉深或精密拉深件 取小值，中間拉深時取大值； ——板料厚度的上限值。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.1 拉深間隙 (1)不用壓邊圈時 考慮起皺的可能性，不用壓邊圈的拉深間隙 式中：Z ——單邊間隙，末次拉深或精密拉深件 取小值，中間拉深時取大值； ——板料厚度的上限值。 (2)用壓邊圈時 用壓邊圈的拉深間隙Z按表選取。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.2 凸模和凹模工作部分的尺寸及制造公差 (1)當(dāng)制件要求外形尺寸時，如圖所示，以凹模尺寸為基準進行計算。即 凹模尺寸 凸模尺寸 (2)當(dāng)制件要求內(nèi)形尺寸時，如圖所示，以凸模尺寸為基準進行計算。即 凸模尺寸 凹模尺寸,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.2凸模和凹模工作部分的尺寸及制造公差（續(xù)） (3) 若以凹模為基準時，則 凹模尺寸 凸模尺寸 =(D－2Z,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.3 凸模和凹模的結(jié)構(gòu) 1.不用壓邊圈的拉深凸模和凹模,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.3 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)（續(xù)） 1.不用壓邊圈的拉深凸模和凹模,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.3 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)（續(xù)） 2.用壓邊圈的拉深凸模和凹模,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.3 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)（續(xù)） 3.帶限制圈的拉深凹模,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,a) b) (a) 不帶限制的凹模 (b) 帶限制的凹模,4.10 拉深模工作部分設(shè)計,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.10.3 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)（續(xù)） 3.帶限制圈的拉深凹模 [例4-8] 設(shè)計帶壓邊圈的拉深凸模和凹模 如圖所示零件，材料10鋼，采用單工序帶壓邊圈的倒裝式結(jié)構(gòu)，試設(shè)計帶壓邊圈的拉深凸模和凹模。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.11 拉深的輔助工序,拉深件的潤滑、退火、酸洗、去毛刺、表面處理等是常用的拉深輔助工序。 4.11.1潤滑,P1—凹模上平面、壓邊圈下平面與坯料間的摩擦力；P2—凹模圓角處的摩擦力； P3—凹模側(cè)壁處的摩擦力；P4—沖頭側(cè)壁與制件之間的摩擦力； P5—凸模圓角處的摩擦力,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.11 拉深的輔助工序,4.11.1潤滑(續(xù)） (1)單面潤滑 在生產(chǎn)實際中，有時會將凹模和壓邊圈表面盡量拋光，而將凸模有意弄粗糙來進行拉深，并稱之為單面潤滑。 (2)雙面潤滑 (3)域差潤滑方法 (4)潤滑劑 拉深用的潤滑劑大致可分為無附加料和有附加料2類。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.11 拉深的輔助工序,4.11.2 退火 不需要中間退火的材料可完成拉深的次數(shù)見下表。,低溫(再結(jié)晶)退火溫度,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.11 拉深的輔助工序,4.11.2 退火（續(xù)）,各種材料的高溫退火溫度見表,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.11 拉深的輔助工序,4.11.3 酸洗,低碳鋼酸洗工藝,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.11 拉深的輔助工序,4.11.3 酸洗（續(xù)）,銅及銅合金酸洗工藝,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制 4.12.1起皺,1.拉深過程中影響起皺的主要因素 板料的相對厚度 (2)拉深系數(shù) (3)模具工作部分幾何形狀,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制 4.12.1起皺（續(xù)） 2. 防止起皺的措施 (1)采用便于調(diào)節(jié)壓邊力的壓邊裝置,板料不起皺的條件為：,≥,或：,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制 4.12.1起皺（續(xù)） 2. 防止起皺的措施 (2)采用錐形凹模 用錐形凹模拉深時，板料不起皺的條件為：,,,≥,(3)采用拉深筋,有拉深筋的凸、凹模,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制 4.12.2拉裂 拉裂一般發(fā)生在筒壁與筒底過渡部位的圓角與側(cè)壁相切處。,,,影響筒形件拉裂的主要因素： 板料力學(xué)性能的影響 拉深系數(shù)m的影響 壓邊力的影響,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制 4.12.2拉裂（續(xù)）,,,影響筒形件拉裂的主要因素： 凸模圓角半徑的影響 摩擦的影響 壓邊力的影響,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制 4.12.2拉裂（續(xù)）,,,綜上所述，在拉深過程中，破裂與起皺是拉深過程中的兩大障礙，是拉深時的主要質(zhì)量問題。為避免其發(fā)生，針對任一障礙所采取的預(yù)防措施對于另一方則產(chǎn)生相反的影響。由于起皺可以通過采用合適的壓邊力得以控制，因此，拉裂就成為拉深的主要破壞形式，拉深時，極限變形程度的確定就是以不破裂為前提條件的。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制 4.12.2拉裂（續(xù)）,,,綜上所述，在拉深過程中，破裂與起皺是拉深過程中的兩大障礙，是拉深時的主要質(zhì)量問題。為避免其發(fā)生，針對任一障礙所采取的預(yù)防措施對于另一方則產(chǎn)生相反的影響。由于起皺可以通過采用合適的壓邊力得以控制，因此，拉裂就成為拉深的主要破壞形式，拉深時，極限變形程度的確定就是以不破裂為前提條件的。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制 4.12.2拉裂（續(xù)）,,,綜上所述，在拉深過程中，破裂與起皺是拉深過程中的兩大障礙，是拉深時的主要質(zhì)量問題。為避免其發(fā)生，針對任一障礙所采取的預(yù)防措施對于另一方則產(chǎn)生相反的影響。由于起皺可以通過采用合適的壓邊力得以控制，因此，拉裂就成為拉深的主要破壞形式，拉深時，極限變形程度的確定就是以不破裂為前提條件的。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制,,,4.12.3 拉深凸耳,4.12.4 時效開裂 引起時效開裂的原因主要有金屬組織和殘余應(yīng)力兩個方面。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.12 拉深件的質(zhì)量控制,,,4.12.4 時效開裂（續(xù)） 預(yù)防時效開裂的措施有： 拉深后及時修邊； 在拉深過程中及時進行中間退火； 在多次拉深時盡量在其口部留一條寬度較小的凸緣邊等。,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.13 支座拉深模設(shè)計詳解 零件名稱：支座 材料：10鋼 料厚：1mm 生產(chǎn)批量：大批量 制件精度：IT14級 零件簡圖,,,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.13 支座拉深模設(shè)計詳解 4.13.1 沖壓件工藝性分析 拉深件的形狀和尺寸 拉深件的尺寸精度 產(chǎn)品材料 結(jié)論：適合沖裁。,,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.13 支座拉深模設(shè)計詳解 4.13.2 支座的工藝方案 (1)拉深模類型的確定 (2)繪制結(jié)構(gòu)簡圖 4.13.3 支座的工藝計算 拉深件毛坯尺寸的計算 1)確定修邊余量 2)計算毛坯直徑 無凸緣圓筒形拉深工件的毛坯尺寸計算公式為：,,,,,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.13 支座拉深模設(shè)計詳解 4.13.3 支座的工藝計算（續(xù)） (2) 判斷拉深次數(shù) (3) 確定工藝方案 4.13.4 拉深力的計算 拉深件所需的壓力： 所需的拉深力,,,,,,,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.13 支座拉深模設(shè)計詳解 4.13.5 彎曲模工作部分尺寸計算 凸、凹模間隙的計算 (2)凸、凹模的圓角半徑的計算 凹模的圓角半徑 2)凸模的圓角半徑 (3)凸、凹模工作部分的設(shè)計計算,,,,,,,,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.13 支座拉深模設(shè)計詳解 4.13.6 拉深模其他零件的設(shè)計和選用 壓邊圈的設(shè)計 壓邊裝置的設(shè)計,,,,,,,,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.13 支座拉深模設(shè)計詳解 4.13.7 拉深模其他零件的設(shè)計和選用 拉深模閉合高度的計算 彎曲模閉合高度是指沖床運行到下死點時模具工作狀態(tài)的高度。故模具閉合高度為,,,,,,,,,第4章 拉深工藝與拉深模具設(shè)計,,4.13 支座拉深模設(shè)計詳解 4.13.8 拉深模裝配圖的設(shè)計繪制,,,,,,,,,1.上模座2. 導(dǎo)套 3導(dǎo)柱. 4. 凹模墊板 5 推件板6. 模柄 7. 推桿8. 凹模 9. 壓料 10.卸料螺釘 11. 凸模固定板 12. 下模座 13.凸模,模具總裝圖,