冲压模具及冲模设计第五章.ppt

,第五章 拉 深,第一节 拉深的基本原理,第二节 旋转体拉深件毛坯尺寸的确定,第四节 圆筒形件的拉深次数及工序尺寸确定,第五章 拉 深,第五节 圆筒形件拉深的压边力与拉深力,第六节 阶梯形零件的拉深方法,第八节 轴对称曲面形状零件的拉深,第五章 拉 深,第九节 拉深件的工艺性,第十节 拉深模,本章要求,1、学习目的和要求,1）通过学习，了解拉深的过程应力应变情况；2）掌握拉深模的典型结构及工作零件的设计；3）熟悉拉深件毛坯尺寸的确定、拉深系数；4）掌握拉深力、拉深功计算，拉深件的工艺性分析方法及拟定工艺规程。,2、学习内容,1、拉深的基本原理；2、旋转体拉深件毛坯尺寸的确定；3、筒形件拉深系数、拉深次数及工艺尺寸确定；,本章要求,2、学习内容,4、圆筒形件拉深的压边力与拉深力；5、阶梯形零件的拉伸方法；6、轴对称曲面形状零件的拉深；7、拉深件的工艺性；拉深模；8、其他拉深方法,3、考核知识点和考核要求 领会：拉深的基本原理。综合运用：拉深工艺计算；拉深模典型结构与拉深模工作零件设计。,第一节 拉深的基本原理,一、拉深变形过程、特点及拉深分类,拉深俗称拉延是利用专用模具将平板毛坯制成开口空心零件的一种冲压工艺方法。用拉深方法可以制成筒形、阶梯形、锥形、球形和其他不规则形状的薄壁零件，如果和其他冲压成形工艺配合，还可以制造形状极为复杂的零件。,拉深(D),二次拉深(D),反二次拉深(D),一、拉深变形过程、特点及拉深分类,拉深所用的模具主要由凸模、凹模和压边圈三部分组成。,一、拉深变形过程、特点及拉深分类,图5-1 拉深示意图凸模压边圈 毛坯凹模,拉深变形过程,变形区：外部环形部分,不变形区：底部,已变形区：拉入凸凹模间直壁部分,一、拉深变形过程、特点及拉深分类,0,一、拉深变形过程、特点及拉深分类,直壁口附近厚度增加约18%,圆角部分厚度减薄约9%,一、拉深变形过程、特点及拉深分类,各种拉深件按变形力学特点可分为四种基本类型：,直壁圆筒形零件,轴对称的曲面形零件,直壁盒形零件,非轴对称曲面形状零件,直壁类拉深件,曲面类拉深件,二、拉深过程中毛坯的应力和应变状态,二、拉深过程中毛坯的应力和应变状态,图5-4 拉深时毛坯的变形特点)平板毛坯的一部分)毛坯在拉深过程中的变形)拉深成圆筒形件,图5-5 拉深时毛坯内各部分的内应力,二、拉深过程中毛坯的应力和应变状态,图5-6 拉深时的应力与应变状态,（）平面凸缘部分（主要变形区）（）凸缘圆角部分（过渡区）（）筒壁部分（传力区）（）底部圆角部分（过渡区）（）圆筒件底部,11径向应力应变，22轴向应力应变，33切向应力应变,三、拉深时凸缘变形区的应力分布和起皱,1.凸缘变形区的力学分析,图5-7 圆筒形件拉深时的应力分析,(5-1),(5-2),(5-3),(5-4),三、拉深时凸缘变形区的应力分布和起皱,图5-7 圆筒形件拉深时的应力分析,从分布规律看，当R=r0时1最大：,同时可见，当R=Rt处3最大：,切向压应力为主，压应变3最大，材料增厚。,径向拉应力为主，压应变1最大，材料减薄。,三、拉深时凸缘变形区的应力分布和起皱,2.起 皱,在拉深过程中，毛坯凸缘在切向压应力作用下，可能产生塑性失稳而拱起的现象称为起皱，如图所示。,图5-8 凸缘起皱(D)凸模毛坯凹模,起皱首先在外缘处开始（最大切向压应力3max）。,增大，提高抗失稳能力,凸缘宽度缩小到原来的一半左右。,防止起皱：压边、拉深筋(D),四、拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断,1.拉深时筒壁传力区的受力情况,拉深时，凸缘内缘处的径向拉应力为最大值，即1max。因此，筒壁所受的拉应力主要由1max引起。筒壁还存在因压边力产生的摩擦阻力、坯料绕过凹模圆角的摩擦力和弯曲力等，如图所示。,图5-9 拉深时压边力引起的 摩擦阻力,四、拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断,1.拉深时筒壁传力区的受力情况,）由压边力Fy所引起摩擦阻力Fy应与其所引起的筒壁附加拉力相等，设摩擦系数为，即,2FydtM,MFydt,式中 Fy压边力（N）；M附加拉应力（Mpa）。,(5-5),四、拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断,1.拉深时筒壁传力区的受力情况,）拉深开始时，凸模下压使毛坯弯曲绕过凹模圆角，此时要克服凹模圆角的摩擦力，如图所示。,图5-10 凹模圆角处的受力状态,T2即为毛坯材料克服凹模圆角摩擦力后筒壁处的拉应力。,(5-6),）凸模处的材料绕过凹模圆角时，筒壁部分还有克服弯曲阻力引起的附加拉应力W，如图所示。,四、拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断,1.拉深时筒壁传力区的受力情况,图5-11 毛坯的弯矩示意图,(5-7),(5-8),有效抗拉强度：,(5-12),pk 拉深件即产生拉裂。,四、拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断,2.拉 裂,图5-12 拉深件拉裂(D),（）压边力的影响（）相对圆角半径的影响（）润滑的影响（）凸模和凹模间隙的影响（）表面粗糙度的影响,圆筒形件拉裂的主要因素是拉深变形程度、毛坯与模具的摩擦阻力和筒壁的承载力。,防止拉裂：改善材料性能提高筒壁抗拉强度；采用合理的拉深工艺，降低筒壁所受拉应力。,第二节 旋转体拉深件毛坯尺寸的确定,计算法,简单形状的旋转体拉深件的毛坯尺寸,图解法解析法,复杂形状的旋转体拉深件的毛坯尺寸,计算原则,1、最后一次拉深后的尺寸为计算基础,2、不变薄拉深，拉深件与毛坯表面积相等,3、板厚t1时，按工件中线尺寸计算；板厚t1时，按工件内形或外形尺寸计算,4、计算毛坯尺寸时要加上修边余量（D）,旋转体零件的毛坯应该是圆形的，其直径按面积相等的原则计算。在进行计算时，首先应该将拉深零件划分成若干个便于计算的部分，分别计算出各部分的面积并相加，即可得到零件的总面积。然后根据旋转体零件的总面积，计算出圆形毛坯的直径。,第二节 旋转体拉深件毛坯尺寸的确定,一、计算法,一、计算法,图5-13 圆筒形拉深件 毛坯尺寸计算,（5-13）,式中 A拉深件的总面积（含修边 余量）；D0拉深件的毛坯直径；Ai拉深件各组成部分的面积。,（久里金法则）根据图求毛坯尺寸，即：任何形状的母线绕轴线旋转一周所得到的旋转体面积，等于该母线的长度与其形心绕该轴线旋转所得周长的乘积。,二、解析法,图5-14 旋转体表面积计算图示,（5-14）,二、解析法,只要知道旋转体母线长度及其形心的旋转半径，即可求出毛坯的直径。,图5-15 复杂拉深件尺寸图,（5-15）,三、图解法,图5-16 求拉深件毛坯尺寸图解法,（5-16）,第三节 圆筒形件的拉深系数,一、拉深变形程度的表示方法拉深系数,第三节 圆筒形件的拉深系数,一、拉深变形程度的表示方法拉深系数,把材料能拉深成形又不被拉断时的最小拉深系数称为极限拉深系数。,拉深系数是一个小于1的数值，其值愈大表示拉深前后毛坯的直径变化愈小，即变形程度小。其值愈小则毛坯的直径变化愈大，即变形程度大。,（）材料力学性能的影响（）材料相对厚度的影响（）拉深次数的影响（）压边力的影响（）模具工作部分圆角半径及间隙的影响,二、影响拉深系数的因素,三、极限拉深系数的确定,圆筒形件的极限拉深系数（带压边圈）,(D),第四节 圆筒形件的拉深次数及工序尺寸确定,一、拉深次数的确定,从毛坯拉深到圆筒形件的总拉深系数mm1时，则可一次拉深成形。若mm1，则需多次拉深。,下面介绍常用的确定拉深次数的方法。1.根据拉深系数确定拉深次数2.根据零件的相对高度h/d确定拉深次数,确定了圆筒形件的拉深次数后，各工序件直径可由各工序的拉深系数和前道工序的直径求得。,二、不带凸缘的圆筒形件拉深工序尺寸计算,底部无圆角圆筒形件,第一次拉深高度：,底部有圆角圆筒形件,第一次拉深高度：,三、带凸缘圆筒形件工序尺寸计算,1.带凸缘圆筒形件的拉深系数与拉深次数,图5-17 带凸缘圆筒形件,拉深系数:,式中 dF/d凸缘的相对直径；h/d零件的相对高度；r/d零件的相对圆角半径。,三、带凸缘圆筒形件工序尺寸计算,1.带凸缘圆筒形件的拉深系数与拉深次数,图5-18 带凸缘零件拉深用计算曲线,F,dF/d1.1，极限拉深系数与无凸缘筒形件基本相同。当dF/d逐渐增大，mF逐渐减小，但并不意味着变形程度增大；当dF/d=3时，mF=0.33，此时变形程度为零（D0=dF）。,三、带凸缘圆筒形件工序尺寸计算,三、带凸缘圆筒形件工序尺寸计算,2.带凸缘圆筒形件的拉深方法及工序件尺寸确定,（）窄凸缘圆筒形件（dF/d1.4）的拉深方法,图5-19 窄凸缘圆筒形件拉深,三、带凸缘圆筒形件工序尺寸计算,2.带凸缘圆筒形件的拉深方法及工序件尺寸确定,（2）宽凸缘圆筒形件（dF/d 1.4）的拉深方法,第一种采用逐步减小筒体直径和增加高度方法，在拉深过程中保持凸模和凹模的圆角半径Rd、rp不变，如图所示。,图5-20 宽凸缘圆筒形件第一种拉深方法,该方法常用于dF200mm的拉深件。,三、带凸缘圆筒形件工序尺寸计算,2.带凸缘圆筒形件的拉深方法及工序件尺寸确定,（2）宽凸缘圆筒形件（dF/d 1.4）的拉深方法,第二种方法是，第一次即拉成零件高度，且在以后的拉深中保持不变，只是在各道拉深中减小筒体直径和圆角半径，如图所示。,图5-21 宽凸缘圆筒形件第二种拉深方法,该方法限于相对厚度较大的毛坯，并常用于dF200mm的拉深件。,三、带凸缘圆筒形件工序尺寸计算,3.有凸缘圆筒形件工序尺寸计算实例,图5-17 带凸缘圆筒形件,试对图所示的带凸缘圆筒形件进行工艺计算，板料的厚度为2mm，材料为08钢。,D,第五节 圆筒形件拉深的压边力与拉深力,一、拉深的起皱与防皱措施,一般来说，拉深过程中的起皱是不允许的，必须采取措施防止或消除起皱缺陷。最常用的防止起皱的方法是采用合适的模具结构，如应用锥形凹模、设置压边圈等。,图5-24 锥形拉深凹模的拉深过程,一、拉深的起皱与防皱措施,用锥形凹模时，毛坯不起皱的条件：,普通的平面凹模拉深时，毛坯不起皱的条件：,(5-23),(5-22),(5-24),(5-25),或,或,式中 d拉深件直径；m拉深系数；K拉深程度(拉深比)，K=1/m。,也可用表5-8的条件判断是否采用压边圈。,压边力能引起毛坯凸缘部分与凹模平面和压边圈表面之间的摩擦阻力，该摩擦阻力的大小会增加危险断面的拉应力，压边力太大会导致拉裂或严重变薄；而压边力太小则会导致起皱。,二、压边力的计算,圆筒形件第一次拉深时压边力：,圆筒形件以后各次拉深时压边力：,（5-26）,（5-27）,式中 rd1,rdn凹模圆角半径；p单位压边力，可有表5-9查得；Fy1,Fyn各次拉深的压边力。,三、压边装置的种类及其选择,压边圈主要有两种类型：刚性压边圈和弹性压边圈。,图5-25 双动压力机用拉深模刚性压边原理内滑块外滑块拉深凸模落料凸模兼压边圈落料凹模拉深凹模,一般取c=(1.031.07)t,刚性压边圈的防皱是通过调整压边圈和凹模平面之间的间隙c的大小来保证的。,三、压边装置的种类及其选择,图5-26 刚性压边圈结构示意图）平面刚性压边圈）锥形刚性压边圈,当拉深较薄的板料时，毛坯的边缘仍会出现轻微的起皱。为了克服这个缺陷，可采用带锥面的压边圈。,三、压边装置的种类及其选择,弹性压边圈可以利用气压、液压、弹簧或橡胶为压边圈提供压力。,橡皮压边装置 弹簧压边装置 气垫式压边装置,三、压边装置的种类及其选择,图5-27 弹性压边圈结构示意图落料凸模兼拉深凹模卸料板拉深凸模落料凹模顶杆弹簧,三、压边装置的种类及其选择,弹簧、橡胶的弹性压边圈的压边力随凸模的行程增大而上升，不符合拉深过程所需要压边力变化规律，对拉深不利；采用气压或液压作为压边力时，其压边力的大小不会随凸模行程增大而产生大的变化，不会造成拉深后期压边力徒升，筒壁拉力增大。,压边力与形成的变化曲线,三、压边装置的种类及其选择,有限位装置的压边装置,三、压边装置的种类及其选择,对于曲面形零件和大型覆盖件的拉深，需要较大压边力。多采用带拉深筋的压边圈，以增加毛坯进入凹模的阻力，其防皱的效果明显。根据材料厚度的不同，一般压边圈与凸模的单面间隙在0.20.5mm范围内。拉深薄材料时，间隙取小值，反之取大值。,四、拉深力的计算,采用压边圈拉深圆筒形零件所需拉深力首次拉深 Fd1tbK1（5-28）以后各次拉深 FditbK2（i2，3，n）（5-29）不用压边圈拉深圆筒形零件所零拉深力首次拉深 F125（D0d1）tb）（5-30）以后各次拉深 F13（di-1di）tb（i2，3，n）(5-31),式中 F拉深力（N）；t毛坯厚度（mm）；b材料抗拉强度（MPa）；K1、K2修正系数，见表5-10。,拉深较浅零件，对压边要求不高时，一般可选用通用型曲柄压力机。在模具设计时采用弹性压边装置。对于拉深零件较深，压边要求较高或大型零件拉深时，应选用专用的双动拉深压力机或带气垫的单动曲柄压力机。,五、拉深压力机选用,对于拉深较浅的零件，一般情况下只要实际拉深力不超过压力机的公称压力即可。对于工作行程较长的拉深功序，实际生产中，一般按总的拉深力小于或等于压力机公称压力的50%60%来选用。,六、拉深功的计算,拉深功：,（5-32）,式中 W拉深功（J）；h凸模工作行程（mm）；Fmax最大拉深力（包含压料力）（N）；C系数，C=0.60.8。,拉深成形计算拉深力外，还要校核压力机的电动机功率。,六、拉深功的计算,）可通过求出工件的总高与最小直径之比值H/dn，即相对高度，若不超过不带凸缘圆筒形件第一次拉深的相对高度值，则可一次拉深成形，否则应多次拉深。,第六节 阶梯形零件的拉深方法,一、拉深次数的判断,图5-28 阶梯形圆筒件,一、拉深次数的判断,图5-28 阶梯形圆筒件,）对于高度较大、阶梯数较多的工件，可用经验公式来判断。,（5-34）,若计算出的m值大于按毛坯相对厚度t/D0查得的圆筒形件的极限拉深系数，则可一次拉深成形，否则，需要多次拉深。,二、阶梯形零件多次拉深的方法,当大、小阶梯的直径差别大时（dn/dn-1小于相应极限拉深系数），应按带凸缘圆筒形件的拉深方法，如图b)所示。反之，大于筒形件的极限拉深系数是，有大到小每次拉深一个阶梯，如图a)所示。,图5-29 阶梯形件拉深方法,第七节 盒形件的拉深,一、盒形件拉深变形特点,盒形件是由圆角和直边两部分组成，可以把它划分为四个长度为A2r和B2r的直边部分和四个半径为r的圆角部分。,图5-30 盒形件拉深变形特点,如果把直边和圆角部分分开变形，则可看成盒形件是由直边的弯曲和圆角部分的拉深组成。但实际上绝不是简单的弯曲和拉深。,一、盒形件拉深变形特点,图5-30 盒形件拉深变形特点,直边部分对圆角部分的影响程度，取决于圆角半径r与宽度B的比值r/B和相对高度H/B。,即圆角部分的拉深变形与相应圆筒形件的变形差别越大。,二、盒形件拉深毛坯形状和尺寸的确定,图5-31 盒形件,盒形件毛坯的形状和尺寸,盒形件的拉深高度H,相对圆角半径r/B相对高度H/B,一次拉深的低盒形件,一次拉深的高盒形件,多次拉深的小圆角高盒形件,多次拉深的高盒形件,二、盒形件拉深毛坯形状和尺寸的确定,图5-32 盒形件毛坯的 初步作图法,弯曲部分的展开长度为：,式中 H盒形件高度（包括 修边余量）；rp盒形件底部圆角半径。,圆角拉深部分展开后的毛坯圆角半径R为：,H/B0.60.7,一般需要多次拉深,二、盒形件拉深毛坯形状和尺寸的确定,图5-33 正方形盒 多次拉深毛坯,图5-34 矩形件多次拉深 形状和尺寸,三、盒形件拉深变形程度,盒形件的变形程度,拉深系数m相对高度H/r,相对厚度t/D0(t/B)相对圆角半径r/B,三、盒形件拉深变形程度,板料性能,四、盒形件的多工序拉深方法及工序尺寸确定,盒形件多次拉深时的变形是直壁进一步收缩，高度进一步增大的过程，如图所示。,图5-35 盒形件多次拉深过程,传力区：进入凹模深度h2冲模底部,待变形区：直壁部分h1,四、盒形件的多工序拉深方法及工序尺寸确定,1.方形盒多工序拉深方法,图5-36 方盒形件多工序拉深的工序件形状与尺寸,采用直径D0的圆形毛坯，各中间工序为圆筒形，最后一道拉成方盒形。,n-1道工序件的直径:,（5-44）,式中 Dn-1第n-1次拉深工序件内径；B放盒形件边长（内形尺寸）；r放盒形件角部的内圆角半径；n-1次工序件内表面到零件角 部内表面的间距，简称为角部壁间距离。,四、盒形件的多工序拉深方法及工序尺寸确定,2.矩形盒多工序拉深方法,图5-37 矩形件多工序拉深半成品的形状和尺寸,矩形件过渡工件为椭圆形，最后再拉深成为矩形零件。,为使最后一道工序能顺利拉成盒形件，应将n-1道工序件拉深成具有和零件相同的平底形状，并以3045斜角和大的圆角半径将其与侧壁连接起来。,五、盒形件拉深力的计算,拉深力可按下式计算：KLtb式中 盒形件周长；b材料的抗拉强度；材料的厚度；系数，0.50.8。,第八节 轴对称曲面形状零件的拉深,一、轴对称曲面形状零件拉深的特点,1.轴对称曲面零件的成形过程,图5-38 曲面形零件的拉深过程,如图所示，在变形前的平板毛坯上的某点，假如毛坯的厚度不发生变化，由于成形前后毛坯的面积相等，点应该于D1点贴模。,由于曲面形零件的形状及所用模具结构的不同，故曲面形零件拉深时胀形区的大小及其在整个变形区中的比例大小也有较大的差别。在胀形变形区的边缘至凹模圆角处之间的毛坯处于不与凸模接触的悬空部分，这部分毛坯的抗失稳能力差，在切向压应力的作用下很容易起皱。,一、轴对称曲面形状零件拉深的特点,2.轴对称曲面零件的变形特点,一、轴对称曲面形状零件拉深的特点,3.提高轴对称曲面形零件成形质量的措施,曲面形零件拉深时要解决的质量问题主要是防止起皱，包括凸缘变形区起皱和中间悬空部分起皱等。通常采用的措施是：加大毛坯直径、增加压边力和采用带拉深筋结构的模具结构等。,一、轴对称曲面形状零件拉深的特点,3.提高轴对称曲面形零件成形质量的措施,图5-39 拉深筋结构压边圈 凹模 凸模,二、球形件的拉深方法,图5-40 典型球面形零件）半球形）带直边）带凸缘）浅球形,半球形件的拉深系数，对于任何直径的拉深件均为定值。,二、球形件的拉深方法,图5-41 不带压边装置的球形件拉深模,当毛坯相对厚度 1003时，采用无压边圈拉深模，如图所示。,二、球形件的拉深方法,当毛坯相对厚度 1000.5时，不仅需要使用压边圈，还应采用带拉深筋的拉深模或用反向拉深法，如图所示。,图5-42 半球形拉深模,三、抛物线形件的拉深方法,抛物线形件的深度h较大，顶端圆角半径R1较小，如图所示，因此其成形较球形零件困难。,图5-43 抛物线形件,三、抛物线形件的拉深方法,图5-44 抛物线形件多次拉深成形,四、锥形件拉深,图5-45 各种锥形件)低锥形件)中等深度锥形件)高锥形件,第九节 拉深件的工艺性,一、拉深件的公差,拉深件的公差包括直径方向的尺寸精度和高度方向的尺寸精度。拉深件的公差大小与毛坯厚度、拉深模的结构和拉深方法等有着密切的关系。其值按GBT139141992选用，对于拉深件的尺寸精度要求较高的，可在拉深以后增加整形工序。,二、拉深件的结构工艺性,1.拉深件的形状应尽可能简单、对称,轴对称旋转体拉深件在凸缘变形区的变形是均匀的，模具加工工艺性最好。,图5-51 成双拉深,非轴对称的拉深件，应尽量避免急剧的轮廓变化。非轴对称的半敞开零件，设计拉深工艺时，可将两个件成双拉深，然后再剖切成两件。,二、拉深件的结构工艺性,2.拉深件各部分尺寸的比例要合适,图5-52 上下部分成形后连接,如图所示的零件上下部分的尺寸相差太大，给拉深带来了困难。可将上下两部分分别成形，然后再连接起来c。,宽大凸缘（dF3d）和较大深度（h2d）的拉深件，需要多道拉深工序才能完成，应尽可能避免。,二、拉深件的结构工艺性,3.拉深件圆角半径,图5-53 拉深件的圆角半径,拉深件的底部与壁部、凸缘与壁部及矩形件的四壁间圆角半径应满足r1t，r22t，r33t。否则应增加一道整形工序。,拉深件的圆角半径大，有利于成形和减少拉深次数。,二、拉深件的结构工艺性,4.拉深件上的孔位,拉深件上的孔位应设置在与主要结构面（凸缘）同一平面上，或使孔壁垂直于该平面，以便冲孔和修边在同一工序中完成。,图5-54 拉深件侧壁上的孔（D）,图5-55 拉深件上孔位的合理布置,钻孔,第十节 拉 深 模,一、拉深模分类及典型拉深模结构,(D1),(D2),第十节 拉 深 模,一、拉深模分类及典型拉深模结构,覆盖件主要指覆盖汽车发动机和底盘、构成驾驶室及构成车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门外板、发动机盖、水箱盖、行李箱盖、骨架等。覆盖件与一般冲压件的区别：材料薄、形状复杂（多为立体曲面），结构尺寸大，尺寸精度高，因此冲压工艺编制、冲模设计、冲模制造工艺都有一些特殊的要求，冲压设计中常把他作为一种特殊类型研究。,一、拉深模分类及典型拉深模结构,覆盖件拉深示意图a)坯料放入；b)压边；c)板料与凸模接触；d)材料拉入；e)压型；f)下止点；g)卸载,一、拉深模分类及典型拉深模结构,(D1),一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,图5-56 不用压边圈的拉深模凸模校模定位圈凹模紧固圈定位板凹模套圈垫板,适用于底部平整、拉深变形程度不大、相对厚度(t/D)较大和拉深高度较小的零件。,一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,图5-57 带弹性压边圈的首次拉深模弹簧卸料螺钉凸模凸模气孔压边圈限位螺钉定位板凹模,限位螺钉6可以防止压边力过大。,为了减小拉深件的凹模直壁的摩擦，一般精度的拉深件，凹模直壁部分的高度为813mm为宜。,一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,平板毛坯放在凹模上，并由挡料销定位，上模下行，凹模将板料毛坯压在压边圈上，凸模使其拉入凹模内。上模上行，通过压边圈将制件从凸模上推出。,(有弹性压边装置的正装式拉深模),一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,(有弹性压边装置的倒装式拉深模),凹模固定在上模座上，并设有刚性打料装置。坯料由固定挡料销定位，凸模固定在下模座上，并设有弹性压边装置，其压边力可以由弹簧或橡皮产生，也可以由气垫产生。,一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,凸缘件拉深模(定距垫块),带凸缘零件的拉深模结构，毛坯用定位板定位，在下模座上安装了定距垫块，用来控制拉深深度，以保证制件的拉深高度和凸缘直径。,一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,凸缘件拉深模(打料块定距),毛坯用固定挡料销定位，打料块同时起定距垫块的作用，同时是控制拉深高度和凸缘直径。,一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,（无压边圈的后次拉深模）,无压边圈的后次拉深模如图所示。图中毛坯是经过前道工序拉深成为一定尺寸的半成品筒形件，置入模具的定位板中定位后进行拉深。,（D1）（D2）,一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,（无压边圈的反向后次拉深模）,无压边圈的反向后次拉深模,多用于较薄材料的后次拉深和锥形、半球形及抛物线形等旋转体形状零件的后次拉深。,将经过前次拉深的半成品制件套在凹模上，制件的内壁经拉深后翻转到外边，使材料的内外表面互相转换，材料要绕凹模流动180度才能成形。,(D1),一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,（有压边圈的反向后次拉深模）,有弹性压边圈的反向后次拉深模如图所示。与上图相比，增加了弹性压边力，可以减小起皱趋势。但同时也增大了毛坯变形时的摩擦阻力，使毛坯的拉裂倾向增加。,(D1)(D2),一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,（带凸缘制件落料拉深复合模）,带凸缘零件的落料拉深复合模如图所示。这类模具要注意设计成先落料后拉深，因此拉深凸模低于落料凹模。,(D),一、拉深模分类及典型拉深模结构,1.单动压力机用拉深模,（落料拉深冲孔复合模）,一、拉深模分类及典型拉深模结构,（落料、正反拉深、冲孔、翻边复合模）,1.单动压力机用拉深模,一、拉深模分类及典型拉深模结构,2.双动压力机用拉深模,图5-58 带拉深筋的双动压力机拉深模凸模固定座压边圈固定座压边圈球形凸模带拉深筋凹模凹模座定位圈,压边力的大小可通过调节压力机外滑块闭合高度来实现。,(D),一、拉深模分类及典型拉深模结构,2.双动压力机用拉深模,双动压力机大型零件拉深模(凸模导向),拉深模工作部分零件主要包括：凸模、凹模和压边圈等，它们的结构和尺寸设计，对拉深系数、拉深力、拉深件的尺寸精度和粗糙度值都有很大的影响。,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,1.凹模圆角半径rd,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,1.凹模圆角半径rd,当工件直径d20mm时，rd可按下式计算：,第一次拉深的rd1也可以查表得到（表5-17）。,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,1.凹模圆角半径rd,以后各次拉深，rd可由下式决定：rd2（0.60.8）rd1 rn（0.70.9）rdn-1式中 rd2第二次拉深凹模圆角半径；rdn第n次拉深凹模圆角半径。,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,2.凸模圆角半径rp,在一般情况下，凸模圆角半径可与凹模圆角半径取得相等或略小，即rp（0.71.0）rd。各道拉深凸模圆角半径rp应逐次缩小。最后一道拉深时，rp与圆筒形件的圆角半径相同。,如果零件的圆角半径小于板厚t，最后一道拉深的凸模圆角半径一般取t，通过增加一道整形来获得零件要求的圆角。,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,2.凸模圆角半径rp,图5-59 无压边圈的多次拉深模结构10,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,图5-60 有压边圈的多次拉深模结构）圆角的结构形式(多用于拉深直径d100mm）斜角的结构形式（多用于拉深直径d100mm）,2.凸模圆角半径rp,工序件下次拉深容易定位，提高零件侧壁的质量。,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,3.凸模和凹模单边间隙,不用压边圈拉深时，Z（11.1）tmax 用压边圈时，Ztmaxkt式中 tmax材料最大厚度；凸、凹模单面间隙；间隙系数。,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,3.凸模和凹模单边间隙,最后一道拉深工序的间隙应根据零件的尺寸精度和表面质量要求来取，当精度在IT11IT13级时,拉深黑色金属 Z=t拉深有色金属 Z=0.95t,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,4.凸、凹模工作部分尺寸及公差,图5-61 凸模和凹模尺寸确定）拉深件尺寸标注在外形,a)尺寸标注在外形时；,式中 Dd凹模的基本尺寸；dp凸模的基本尺寸；Dmax拉深件外径最大极限尺寸；d、p凹模和凸模的制造公差，见表5-19；Z拉深模间隙。,二、拉深模工作部分结构和尺寸设计,4.凸、凹模工作部分尺寸及公差,图5-61 凸模和凹模尺寸确定）拉深件尺寸标注在内形,b)尺寸标注在内形时；,式中 Dd凹模的基本尺寸；dp凸模的基本尺寸；dmin拉深件外径最大极限尺寸；d、p凹模和凸模的制造公差，见表5-19；Z拉深模间隙。,第十一节 其他拉深方法,一、软模拉深,1.软凸模拉深,图5-62 液体凸模拉深的变形过程,一、软模拉深,2.柔性凹模拉深,用液体或橡胶的压力代替刚性凹模的作用，即可实现软凹模拉深。,图5-64 橡胶凹模拉深容框橡胶压边圈凸模固定板顶杆凸模,一、软模拉深,3.强制润滑拉深,图5-66 强制润滑拉深,普通拉深需二至三道工序完成的，采用差温拉深仅一道工序即可，图为局部加热的差温拉深。,二、差温拉深,图5-67 局部加热差温拉深,三、变薄拉深,图5-69 变薄拉深,变薄拉深时毛坯的直径变化很小，主要的变形是工件的厚度变薄，高度增大。变薄拉深适合于加工高度大、壁薄而底厚的零件，如弹壳、易拉罐的冲压成形等。,一、盒形件拉深变形特点,图5-30 盒形件拉深变形特点,拉深后直边网络发生横向压缩和纵向伸长。,横向：,纵向：,圆角变形与圆筒形件拉深相似，但变形程度比相应圆筒形件小。,第十节 拉 深 模,一、拉深模分类及典型拉深模结构,1-发动机罩前支撑板;2-固定框架;3-前群板;4-前框架;5-前翼子板;6-地板总成;7-门槛;8-前门;9-后门;10-车轮挡泥板;11-后翼子板;12-后围板;13-行李舱盖;14-后立柱;15-后围上盖板;16-后窗台板;17-上边梁;18-顶盖;19-中立柱;20-前立柱;21-前围侧板;22-前围板;23-前围上盖板;24-前挡泥板;25-发动机罩;26-门窗框,第十节 拉 深 模,一、拉深模分类及典型拉深模结构,单动压力机,济南第二机床闭式双动拉深压力机J47-1250/2000型是目前国内技术最密集、公称压力最大、机电仪一体化大型金属零件双动拉深压力机,第十节 拉 深 模,一、拉深模分类及典型拉深模结构,济南第二机床闭式双动拉深压力机J47-1250/2000型是目前国内技术最密集、公称压力最大、机电仪一体化大型金属零件双动拉深压力机。,