模具第四章拉深模设计.ppt

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1、第四章 拉深模设计,拉深是利用模具使冲裁后得到的平面毛坯变成开口空心件的冲压工艺方法。,拉深,拉深也叫拉延，拉伸。拉深件的类型：旋转体类件：如搪瓷杯、车灯罩等。盒形类件：如饭盒、汽车油箱等。复杂形状件：如汽车覆盖件等。,4-1圆筒形拉深件拉深变形过程分析,在凸模的作用下，原直径为D0的毛坯，在凹模和压边圈之间的缝隙中变形，并被拉进凸、凹模的间隙中形成空间零件的直壁。,变形总体分析,筒底：变形前后基本保持不变环形区：阴影部分被挤压入了直角方形区，周向受压，材料变厚，且最外端厚度增加最大，径向受拉伸长,4-2拉深件设计的基本要求,1、拉深件的形状应简单、对称，并尽量避免急剧的轮廓变化。2、拉深件直

2、径尺寸应明确标注，不得同时标注内、外部直径。,3、拉深件的圆角半径,底部凸缘处对于盒形件并尽可能,4-3圆筒形拉深件毛坯尺寸计算（P118）（P54）,根据面积相等的原则，筒形拉深件的毛坯尺寸为：,表4.14.2,4-4圆筒形拉深件拉深工艺计算,一、拉深系数1、拉深系数：即拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯（或半成品）直径的比值。,2、极限拉深系数,凸模直径d固定后能拉出的最大坯料外径 的拉深系数极限拉深系数（圆角部分不破裂，周边变形区坯料不失稳起皱）,3、影响极限拉深系数的因素,板料的力学性能板料的相对厚度：t/D；t/D大，抗失稳能力强，不易起皱。模具结构及其参数：有无压边圈、凹模圆角半径、

3、凸模圆角半径。拉深工艺条件：拉深次数、压边条件、润滑条件、拉深速度。,4、拉深次数,一种材料，在一定的条件下，存在一个极限拉深系数，当拉深件的拉深系数小于其极限拉深系数时，零件就很难由平板毛坯一次拉深成形，必须采用多次拉深，逐步成形。我们把材料逐步拉深的次数称为拉深次数。,拉深次数(1),第一次第二次第n次,拉深次数(2),总拉深系数为 即多次拉深的总拉深系数能小于一次拉深的极限拉深系数。,拉深次数(3),每次所取 应符合以下原则：1、应大于各次的极限拉深系数。2、这是因为每次拉深后的材料，硬化不断有所增加，无中间退火时更为严重。（表47、8、9）（表21）,总结,（M1）拉深系数M反映了拉深

4、时材料变形程度的大小，M越小，表明变形程度越大。当M小到一定值时，凸缘外边缘便会出现起皱现象，但可用增加压力圈的压边力防止起皱的出现。当M 小到一定值时，出现拉破现象，拉破一般出现在拉深力快出现峰值时，即拉深的初始阶段。,极限拉深系数，在危险断面不被拉破的条件下所能采用的最小拉深系数。拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数，是拉深工艺计算和模具设计的重要依据。实际生产中，为减少拉深次数，M一般取最小值。,二、无凸缘筒形件拉深的工艺计算,1、拉深次数的确定1）求出工件的拉深系数：mz=d/D2）如果mz m1,则可一次拉深成形；如mz m1，则需多次拉深（两次或两次以上）,3）求m 1,m 2,m

5、 3m n直到其乘积小于m z为止，n即是拉深的次数。（表4.8）4）另一种方法是由工件的相对高度H/d和相对厚度t/D确定。（表4.10）5）多次拉深的目的是防止拉裂。,2、工艺计算程序,1）确定切边余量。（表4.3）2）计算毛坯的直径。（表4.2）3）确定是否用压边圈。（p149）4）确定拉深系数与拉深次数。5）确定各次拉深的直径。,6）确定各次拉深的凸凹模圆角半径：凹模圆角：太小，毛坯拉入凹模的阻力增大，拉深件易产生裂纹和划痕；太大，会使毛坯过早脱离压边圈，产生起皱。一般情况首次拉深：当 时：以后各次拉深：凸模圆角：一般凸模圆角比凹模圆角要小。,7）确定各次拉深半成品的高度：,4-5拉深

6、件的起皱与破裂,一、起皱 拉深件的起皱：受切向压应力失稳而起皱。,1、起皱影响因素,毛坯相对厚度拉深系数凹模工作部分几何形状,2、防止起皱的措施,1）采用压边圈,压边圈的结构,（1）刚性压边圈,压边圈的结构,（2）弹性压边圈,带限位装置在压边圈,2、防止起皱的措施,2）采用锥形凹模,2、防止起皱的措施,3）采用反拉深,2、防止起皱的措施,4）采用软模拉深,二、破裂,1、原因：危险断面变薄并被拉断。2、影响因素压边力大。润滑不良。拉深系数小。模具结构：凸凹模间隙、凸凹模圆角等毛坯力学性能,3、防止措施：选择合适的润滑剂；合理圆角；合理间隙；多次拉深等,3-6常用拉深模的结构设计,一、结构设计要点

7、拉深工艺计算要有很高的精确性。压力机行程S 2H。拉深模必须有通气孔。,凸凹模、压边圈要有足够的硬度、耐磨性，低的表面粗糙度。多次拉深的凸模稳定性、垂直度要求高。有凸缘拉深模应设有限位器。多次拉深件最后设计落料模。,二、常用拉深模,无压边圈拉深模,二、常用拉深模,带压边圈拉深模,1上模座2推杆 3推件板4锥形凹模5限位柱6锥形压边圈7拉深凸模8固定板9下模座,带锥形压边圈的倒装拉深模,二、常用拉深模,双动压力机使用的拉深模,双动压力机用拉深模刚性压边装置动作原理,无压边装置的以后各次拉深模,二、常用拉深模,有压边装置的以后各次拉深模,1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆

8、 6-弹簧,4-7凸凹模工作部分的设计,一、拉深模间隙：间隙太大时，拉深件壁不直或成锥形；间隙太小，模具磨损加剧，工件易拉裂。不用压边的浅拉深 多次拉深 C=（）t C=（）t 用压边的一次拉深 光洁拉深 C=（）t C=（）t,二、凸凹模结构形式,无压料一次拉深成形的凹模结构,a）圆弧形 b)锥形 c）渐开线形 d）等切面形,无压料多次拉深的凸、凹模结构,有压料多次拉深的凸、凹模结构,四、凸凹模刃口尺寸及公差(1),当工件要求外形尺寸 时：1、最终工序凹模尺寸：凸模尺寸：2、中间过渡工序：凹模尺寸：凸模尺寸：,当工件要求内形尺寸 时：1、最终工序凸模尺寸：凹模尺寸：2、中间过渡工序：凸模尺寸：凹模尺寸：,