第4章 拉深工艺与拉深模具设计课件.ppt

第4章 拉深工艺与拉深模具设计,测试题：,1 当用外形尺寸标注工件时，应以 为基准件来确定凸、凹模的宽度尺寸。2 U形弯曲件校正力大时也会黏住凸模，需要卸料装置。（ ）3 弹性材料回弹的准确数值只能通过试模获得。（ ）4 大圆筒形件弯曲模特别适用于大孔和相对壁厚较大的制件。（ ）5 弯曲U形工件时，凸、凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的。（ ）6 弯曲过程中坯料可能产生偏移，如何减小和克服偏移？,1,t课件,测试题：,1 当用外形尺寸标注工件时，应以凹模为基准件来确定凸、凹模的宽度尺寸。2 U形弯曲件校正力大时也会黏住凸模，需要卸料装置。（）3 弹性材料回弹的准确数值只能通过试模获得。（）4 大圆筒形件弯曲模特别适用于大孔和相对壁厚较大的制件。（）5 弯曲U形工件时，凸、凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的。（）6 弯曲过程中坯料可能产生偏移，如何减小和克服偏移？答：采用压料装置，使坯料在压紧的状态下逐渐弯曲成形；利用坯料上的孔或设计工艺孔，用定位销插入孔内定位之后再弯曲，使坯料无法移动；将不对称的弯曲件组合成对称弯曲件弯曲，然后再将工件切开模具制造准确、间隙调整一致，以减少偏移的发生。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,2,t课件,教学提示,拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心工件，或将已制成的开口空心件加工成其他形状空心件的一种冲压加工方法。用拉深工艺可以制得筒形、阶梯形、球形、锥形、抛物线型等旋转体零件，也可以制成方盒形等非旋转体零件，若和其他成形工艺复合，则可加工出形状非常复杂的零件。拉深工艺可以在普通的单动压力机上进行，也可以在专用的双动、三动拉深压力机或液压机上进行。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,3,t课件,学习目的与要求,了解拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 掌握拉深工艺计算方法；掌握拉深工艺性分析与工艺设计方法； 认识拉深模典型结构及特点，掌握拉深模工作 零件设计方法；掌握拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,4,t课件,重点,难点,拉深变形规律及拉深件质量影响因素；拉深工艺计算；其它形状零件的拉深变形特点；拉深模典型结构与拉深模工作零件设计。,拉深变形规律及拉深件质量影响因素；拉深工艺计算方法；拉深工艺性分析与工艺方案制定；拉深模典型结构与结构设计；拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,5,t课件,4.1 拉深变形分析 拉深变形是一个较为复杂的塑性变形过程，本节主要通过分析筒形件的拉深变形过程所发生的各种现象来介绍拉深变形规律。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,6,t课件,4.1 拉深变形分析4.1.1拉深变形过程分析,(a) 拉深初始阶段 (b) 拉深过程中 (c) 拉深结束阶段,1凸模；2压边圈；3凹模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,压边圈的作用是什么？,与冲裁模的区别？,与弯曲模区别？,动画12、2,7,t课件,4.1 拉深变形分析4.1.2拉深变形规律,工件凸缘部分工件圆角部分工件筒形侧壁部分工件底部圆角部分工件筒底部分,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,动画1,动画2,8,t课件,4.2 拉深工艺设计 拉深工艺设计主要包括拉深件工艺性分析和拉深工艺方案的确定两个方面的内容，它的合理与否直接关系到拉深工艺的优劣与成效。4.2.1拉深件工艺性分析 拉深件的工艺性是指制件拉深加工的难易程度。1.拉深件的结构工艺性(1)拉深件的形状,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,9,t课件,4.2 拉深工艺设计4.2.1拉深件工艺性分析（续）1.拉深件的结构工艺性(2)拉深件的壁厚(3)拉深件的圆角半径,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,底面半径,拐角半径,10,t课件,4.2 拉深工艺设计4.2.1拉深件工艺性分析（续）1.拉深件的结构工艺性(4)拉深件的深度 (5)凸缘直径(6)在拉深上设计孔,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,11,t课件,4.2 拉深工艺设计4.2.1拉深件工艺性分析（续）1.拉深件的结构工艺性(6)在拉深上设计孔,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,12,t课件,4.2 拉深工艺设计4.2.1拉深件工艺性分析（续）2.拉深件的尺寸精度断面精度一般取IT12IT14级。拉深件内形或外形的直径公差值。拉深件高度尺寸公差值。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,13,t课件,4.2 拉深工艺设计4.2.1拉深件工艺性分析（续）3.拉深件的尺寸标注(1)拉深件不允许同时标注内外形尺寸，底部圆角不允许标注外半径。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,14,t课件,4.2 拉深工艺设计4.2.1拉深件工艺性分析（续）3.拉深件的尺寸标注(2)阶梯拉深件的高度尺寸 ，应以底为基准。,(a)以底为基准 (b)以口部为基准,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,15,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计 拉深工序安排的一般规则如下：（1）大批量生产中，应尽量采用落料、拉深复合工艺；底部孔可与其同时进行冲压，凸缘部分及侧壁部分的孔、槽均需在拉深工序完成后再冲出。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,冲底孔,冲凸缘孔,冲侧壁孔,动画6,16,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） （2）凸缘部分及侧壁部分的孔、槽均需在拉深工序完成后再冲出，修边冲孔常可复合完成,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,17,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） （3）当拉深件的尺寸精度要求高或带有小的圆角半径时，应增加整形工序，修边工序一般安排在整形工序之后。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,整形,修边,冲底孔,外缘翻边,18,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下：（4）窄凸缘零件应先拉成圆筒形，然后形成锥形凸缘，最后经校平获得平凸缘。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,19,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） （5）宽凸缘零件应先按零件要求的尺寸拉出凸缘直径，并在以后拉深工序中保持凸缘直径不变。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,20,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下：,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,21,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下：,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,22,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下：,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,（6）双壁空心零件采用反拉深法能获得良好的效果。,动画3、4、5,23,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） （7）锥度大、深度深的锥形件，先拉深出大端直径，然后在以后每次工序中将所有比零件大出的部分拉深成锥形表面。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,24,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下：,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,（8）头部带凹形的圆筒形件，当凹部深时，可先拉出外形，再用宽凸缘成形法成形凹部。,25,t课件,4.2 拉深工艺设计,4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下：,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,（9）复杂形状零件，一般是先拉深内部形状，然后再拉深外部形状。,26,t课件,4.3 圆筒形件拉深工艺设计,圆筒形件是最典型的拉深件，掌握了它的工艺计算方法后，其他零件的工艺计算可以借鉴其计算方法。4.3.1 圆筒形拉深件毛坯尺寸的确定1.计算拉深件毛坯尺寸的理论依据体积不变原理相似原理：毛坯的形状与工件截面形状相似。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,27,t课件,4.3 圆筒形件拉深工艺设计,4.3.1圆筒形拉深件毛坯尺寸的确定（续）2.计算毛坯尺寸(1)确定修边余量制件口端会出现高低不平现象。(2)求毛坯尺寸,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,28,t课件,4.3 圆筒形件拉深工艺设计,4.3.2采用压边装置的条件 在拉深过程中，拉深变形区的工件凸缘部分在切向压应力作用下，很可能因为失稳而发生起皱现象，致使零件出现废品，进而导致模具损坏。为了防止拉深过程中工件起皱现象，拉深过程中一般均采用压边圈的方法。 表4-4判断是否需要采用压边装置。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,29,t课件,4.3 圆筒形件拉深工艺设计,4.3.3筒形拉深件的拉深系数与拉深次数1.拉深系数(1)拉深系数的概念和意义 所谓拉深系数，即每次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，以m表示，它是衡量拉深变形程度的指标。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,30,t课件,4.3 圆筒形件拉深工艺设计,4.3.3筒形拉深件的拉深系数与拉深次数（续）1.拉深系数(2)影响极限拉深系数的主要因素1)材料的内部组织及力学性能2)板料的相对厚度t/D 3)拉深次数：m1m2m3mn4)拉深方式：有/无压边圈5)凹模和凸模圆角半径6)润滑条件及模具情况：润滑剂涂在毛坯与凹模 接触的一面。7)拉深速度(v),第4章 拉深工艺与拉深模具设计,31,t课件,4.3 圆筒形件拉深工艺设计,4.3.3筒形拉深件的拉深系数与拉深次数（续）(3)极限拉深系数确定 在生产中采用的拉深系数和其他金属材料的拉深系数分别见书中的3个表。2. 拉深次数的确定 拉深次数通常只能概略进行估计，最后需通过工艺计算来确定。初步确定圆筒件拉深次数的方法有以下几种：计算法 查表法：能快速查出拉深次数推算法：求出拉深次数，并知中间工序尺寸。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,32,t课件,4.3 圆筒形件拉深工艺设计,4.3.4拉深凸模与凹模的圆角半径1.凹模圆角半径r凹2.凸模圆角半径r凸,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,33,t课件,4.3 圆筒形件拉深工艺设计,4.3.5筒形拉深件的拉深高度【例4-1】无凸缘圆筒形工件的拉深工序设计拉深圆筒形工件，如图所示，说明其工艺计算程序，工件材料为08钢。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,34,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,带凸缘圆筒形工件可以看成是一般无凸缘圆筒形工件在拉深未结束时的半成品，即只将毛坯外径拉深到等于法兰边(即凸缘)直径时拉深过程就结束，因此其变形区的应力状态和变形特定应与无凸缘圆筒形工件基本相同。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,35,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.1带凸缘圆筒形工件拉深方法,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,窄凸缘圆筒工件： df/d=1.11.4,36,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.1带凸缘圆筒形工件拉深方法(续)宽凸缘df/d1.4筒形件多次拉深方法通常有两种：(1)减小圆筒直径并增加圆筒高度(2)减小凸模和凹模圆角半径并减小圆筒直径,凸缘直径不变, (b) 高度不变，减小直径增加高度 减小圆角半径缩小筒径,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,37,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.2带凸缘圆筒形工件毛坯尺寸的确定1.确定修边余量2.展开尺寸,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,38,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.3 确定拉深系数首次极限拉深系数m1值表4-12；后续极限拉深系数值表4-13；,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,39,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.4 确定拉深次数 带凸缘圆筒形工件的拉深次数确定方法有：用拉深系数确定拉深次数M总m1时，可一次拉深。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,40,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.4确定拉深次数(续） 带凸缘圆筒形工件的拉深次数确定方法有：(2)用相对拉深高度确定拉深次数当h/dh1/d1,则可一次拉深；当h/dh1/d1, 则多次拉深。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,41,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.4确定拉深次数(续）【例4-2】窄凸缘圆筒形工件的拉深工序设计 计算如图所示窄凸缘筒形件(材料：10钢；厚度1mm)的拉深工序尺寸。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,42,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.4确定拉深次数(续）【例4-2】窄凸缘圆筒形工件的拉深工序设计,(a)工序1 落料拉深 (b)工序2拉深,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,43,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.4确定拉深次数(续）【例4-2】窄凸缘圆筒形工件的拉深工序设计,(c) (d) (e),(c)工序3拉深 (d)工序4 整形（使圆角达到要求尺寸） (e) 工序5 修边,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,44,t课件,4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计,4.4.4确定拉深次数(续）【例4-3】宽凸缘圆筒形工件的拉深工序设计材料：08钢厚度：2mm,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,45,t课件,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,防止筒壁拉裂的措施：1 改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度；2 正确制定拉深工艺和设计模具。 合理确定拉深变形程度、凹模圆角半径， 合理改善润滑条件等。,46,t课件,4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计,阶梯圆筒形零件的拉深，其变形特点与圆筒形件的拉深基本相同。但由于这类零件的复杂性，还不能用统一的方法来确定工序次数和工艺程序。,4.5.1拉深次数的确定,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,1 计算毛坯直径2 计算假想拉深系数,47,t课件,4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计,4.5.1拉深次数的确定（续）【例4-4】确定阶梯形拉深次数 确定如图所示阶梯形拉深次数，材料08钢，料厚1.5mm。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,48,t课件,4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计,4.5.1拉深次数的确定（续）【例4-4】确定阶梯形拉深次数,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,49,t课件,4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计,4.5.2 拉深方法的确定常用的阶梯形件的拉深方法有如下几种：1. 由大阶梯到小阶梯的拉深程序,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,50,t课件,4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计,4.5.2 拉深方法的确定（续）常用的阶梯形件的拉深方法有如下几种：2.由小阶梯到大阶梯的拉深程序,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,51,t课件,4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计,4.5.2 拉深方法的确定（续）常用的阶梯形件的拉深方法有如下几种：3.使用胀形法,a) b),(a) t=0.8，08钢 (b) t=1.5，低碳钢,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,52,t课件,4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计,4.5.2 拉深方法的确定(续）常用的阶梯形件的拉深方法有如下几种：5.带锥形阶梯零件的拉深,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,53,t课件,4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计,4.5.2 拉深方法的确定(续）常用的阶梯形件的拉深方法有如下几种：6.带曲面阶梯零件的拉深,mm (b) 毛坯直径,(a) 毛坯直径,a) b),第4章 拉深工艺与拉深模具设计,54,t课件,4.6 曲面形状零件拉深工艺设计,曲面形状(如锥面、球面及抛物面)零件的拉深，其变形区的位置、受力情况、变形特点等都与圆筒形件不同，所以在拉深中出现的各种问题和解决方法亦与圆筒形件不同。4.6.1 锥形件的拉深锥形件的拉深过程，取决于它的几何参数 。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,55,t课件,4.6 曲面形状零件拉深工艺设计,4.6.1 锥形件的拉深 根据参数值不同，拉深锥形件的方法有如下几种：1.浅锥形件2.中锥形件3.深锥形件阶梯拉深法,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,56,t课件,4.6 曲面形状零件拉深工艺设计,4.6.1 锥形件的拉深（续） 根据参数值不同，拉深锥形件的方法有如下几种：3.深锥形件(2)锥面逐步成形法,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,57,t课件,4.6 曲面形状零件拉深工艺设计,4.6.1 锥形件的拉深（续） 根据参数值不同，拉深锥形件的方法有如下几种：3.深锥形件(3)整个锥面一次成形法,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,58,t课件,4.6 曲面形状零件拉深工艺设计,4.6.2 半球形件的拉深半球形件的拉深系数，对于任何直径，均为定值。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,59,t课件,4.6 曲面形状零件拉深工艺设计,4.6.3 抛物线形件直接 拉深法,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,60,t课件,4.6 曲面形状零件拉深工艺设计,4.6.3 抛物线形件（续）(2)阶梯拉深法,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,61,t课件,4.6 曲面形状零件拉深工艺设计,4.6.3 抛物线形件（续）(3)反拉深法(4)液压机械拉深法,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,62,t课件,4.7 盒形件拉深工艺设计,矩形和方形的盒形件是一种非旋转体件，其侧壁是由四个转角部分和两对直边部分构成的。由于其几何形状的非回转特性，拉深时，材料的变形沿周边分布是不均匀的。4.7.1成形分析 矩 (方)形件拉深时，一般采用由外及内逐步顺向拉深方法。如选用由内及外的方法时，应考虑最后的成形条件。在旋转体件拉深中，应用较多的反拉深法，在矩 (方)形件拉深时不宜采用。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,63,t课件,4.7 盒形件拉深工艺设计,4.7.1成形分析(续)按相对宽度H/B的大小,可分为低(矩)方和高(矩)方形件：低(矩)方形件： H/B0.60.7高(矩)方形件： H/B0.60.7(需多次拉深) B-盒形件短边长度,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,64,t课件,4.7 盒形件拉深工艺设计,4.7.2 拉深用毛坯形状尺寸和拉深工序的确定 参考表4-17、4-18、4-19、4-20,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,65,t课件,4.7 盒形件拉深工艺设计,例4-5 设计方形件拉深工艺工件图：如图所示。材料10钢板。料厚0.3mm。设计拉深工艺。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,66,t课件,4.7 盒形件拉深工艺设计,例4-5 设计方形件拉深工艺工件图：如图所示。材料10钢板。料厚0.3mm。设计拉深工艺。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,67,t课件,4.8 拉深模典型结构分析,拉深模按其工序顺序可分为首次拉深模和后续各工序拉深模。 按拉伸模使用的冲压设备又可分为单动压力机用拉深模、双动压力机用拉深模及三动压力机用拉深模。 按工序的组合来分，又可分为单工序拉深模、复合模和级进式拉深模。 此外还可按有无压边装置分为无压边装置拉深模和有压边装置拉深模等。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,68,t课件,4.8 拉深模典型结构分析,4.8.1拉深模设计的基本原则4.8.2 首次拉深模 (1)无压边装置的首次拉深模：,1凸模；2定位板；3凹模；4下模座,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,透气孔的作用：防止制件被真空吸附在凸模上，以便卸下制件。,69,t课件,4.8 拉深模典型结构分析,4.8.2 首次拉深模（续） (2)弹性压边装置的首次拉深模：,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,上压边：弹性元件装在上模部分 压边力不大下压边：弹性元件装在下模部分 压边力较大，常采用。,思考： 怎样区分压边圈和定位板？ 试设计下压边装置的拉深模？,动画8、12、11,70,t课件,4.8 拉深模典型结构分析,4.8.3后续各工序拉深模 有压边装置的倒装式后续拉深模,1推件板；2拉深凹模；3拉深凸模；4压边圈；5顶杆,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,思考：毛坯如何定位？制件如何取出？试设计正装式后续拉深模？,动画9、10,71,t课件,4.8 拉深模典型结构分析,4.8.4落料拉深复合模(1)落料首次拉深复合模,1顶杆；2压边圈；3凸凹模；4推杆；5推件板；6卸料板；7落料凹模；8拉深凸模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,思考： 怎样保证先落料，后拉深？,动画6/7,72,t课件,4.8 拉深模典型结构分析,4.8.4落料拉深复合模(2)再次拉深、冲孔、切边复合模,1压边圈；2凹模固定板；3冲孔凹模；4推件板；5冲孔凸模固定板；6垫板；7冲孔凸模；8拉深凸模；9限位螺钉；10螺母；11垫柱；12拉深、切边凹模；13切边凸模；14固定板,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,思考题： 制件有哪几道工序？ 如何实现这些工序？,73,t课件,4.8 拉深模典型结构分析,4.8.5带料连续拉深模(1)正装式带料连续拉深模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,74,t课件,4.8 拉深模典型结构分析,4.8.5带料连续拉深模（续）(2)倒装式带料连续拉深模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,75,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,压边方式(压边装置和压边力)选择设计得当是防止凸缘变形区失稳、起皱的主要措施。,4.9.1压边装置与压边圈形式 压边装置是决定压边力大小和冲压过程中压边力变化规律的装置，压边圈形式合理与否直接关系到极限变形程度和进料阻力的大小。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,76,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.1压边装置与压边圈形式1.压边装置 设计压边装置时必须考虑便于调节压边力，生产中常用的压边装置分弹性和刚性两类。(1)弹性压边装置,a) b),(a)弹簧垫或橡皮垫 (b)气垫或液压垫 适合浅拉深,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,压边圈,77,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.1压边装置与压边圈形式1.压边装置(2)刚性压边装置,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,1-内滑块；2-外滑块；3-压边圈；4-凹模；5-凸模,思考：1 内、外滑块的运动顺序如何？2 内、外滑块的作用分别是什么？,动画14,78,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.1压边装置与压边圈形式2.压边圈的形式,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,S=t+(0.050.1),首次拉深,后续拉深,限位杆,79,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.1压边装置与压边圈形式2.压边圈的形式-拉深筋,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,在压料面上设置突出的筋条，在凹模面上开有相应的凹槽。,80,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.2压边力的计算 压边力的大小要根据既不起皱也不被拉裂这个原则，在试模中加以调整，设计压边装置时应考虑便于调节压边力。在生产中，压边力为压边面积乘以单位压边力，即式中： 压边力(N)； F 在压边圈下坯料的投影面积(mm2)； q 单位压边力(MPa),第4章 拉深工艺与拉深模具设计,81,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.3拉深力的计算1.拉深圆筒形件所需的拉深力 圆筒形拉深件所需的拉深力，可按下式来计算： 式中 P拉深力(N)； d拉深凹模直径，mm； t材料厚度，mm； 材料的抗拉强度； K 修正系数。 无凸缘查表4-22 有凸缘查表4-23,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,82,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.3拉深力的计算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时，其拉深力P按下式计算： （N）式中 P拉深力(kN)； r盒形件圆角部圆角半径(mm)； L盒形件直边部分长度总和(mm)； t材料厚度(mm)； 材料的抗拉强度，； ， 修正系数,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,83,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.3 拉深力的计算3.拉深矩形盒件所需的拉深力(2)高正方形盒件最后一次拉深力可按下式计算： 式中 P拉深力(kN)； B正方形盒件边长(mm)； r正方形盒件圆角部圆角半径(mm)； t材料厚度(mm)； 材料的抗拉强度，； K修正系数，见表4-24。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,84,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.3 拉深力的计算3.拉深矩形盒件所需的拉深力(3)对于高矩形盒件，其最后一道工序的拉深力可按下式计算： P拉深力(kN)； L矩形盒件周长(mm)； r正方形盒件圆角部圆角半径(mm)； t材料厚度(mm)； 材料的抗拉强度，； K修正系数。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,85,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.3 拉深力的计算4.选择压力机 选择压力机的总压力为式中 压力机公称压力(kN)； 拉深力(kN)； 压边力(kN)。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,86,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.3 拉深力的计算5.拉深功（续）拉深所需的功可按下式计算：式中 W拉深所需的功(J)； H拉深深度(m)； 最大拉深力(N)； C修正系数,取0.60.8 。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,87,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.3 拉深力的计算5.拉深功（续） 对压力机的电动机功率可按下式核算：式中 N工件拉深时所需的功率(kW)； W拉深所需的功(J)； 压力机效率，取0.60.8； 电动机效率，取0.90.95 ； n压力机每分钟行程数(次/min) ； K不均衡系数，取1.21.4 。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,88,t课件,4.9 压边力和拉深力的确定,4.9.3 拉深力的计算例4-7 计算压边力和拉深力 如图所示零件，材料10钢，采用单工序带压边圈的倒装式结构，试计算拉深力，并初选压力机。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,89,t课件,4.10 拉深模工作部分设计,4.10.1 拉深间隙(1)不用压边圈时 考虑起皱的可能性，不用压边圈的拉深间隙式中：Z 单边间隙，末次拉深或精密拉深件 取小值，中间拉深时取大值； 板料厚度的上限值。(2)用压边圈时 用压边圈的拉深间隙Z按表4-25选取。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,90,t课件,4.10 拉深模工作部分设计,4.10.2 凸模和凹模工作部分的尺寸及制造公差(1)当制件要求外形尺寸时，如图所示，以凹模尺寸为基准进行计算。即凹模尺寸 凸模尺寸 (2)当制件要求内形尺寸时，如图所示，以凸模尺寸为基准进行计算。即凸模尺寸 凹模尺寸,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,91,t课件,4.10 拉深模工作部分设计,4.10.2凸模和凹模工作部分的尺寸及制造公差（续）(3) 对于中间各道工序，若以凹模为基准时，则凹模尺寸凸模尺寸,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,92,t课件,4.10 拉深模工作部分设计,4.10.3 凸模和凹模的结构1.不用压边圈的拉深凸模和凹模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,一次拉深凹模,93,t课件,4.10 拉深模工作部分设计,4.10.3 凸模和凹模的结构（续）1.不用压边圈的拉深凸模和凹模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,多次拉深凹模,94,t课件,4.10 拉深模工作部分设计,4.10.3 凸模和凹模的结构（续）2.用压边圈的拉深凸模和凹模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,首次,二次,95,t课件,4.10 拉深模工作部分设计,4.10.3 凸模和凹模的结构（续）3.带限制圈的拉深凹模,a) b)(a) 不带限制的凹模 (b) 带限制的凹模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,96,t课件,4.10 拉深模工作部分设计,4.10.3 凸模和凹模的结构（续）例4-8 设计带压边圈的拉深凸模和凹模 如图所示零件，材料10钢，采用单工序带压边圈的倒装式结构，试设计带压边圈的拉深凸模和凹模。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,97,t课件,4.11 拉深的辅助工序,拉深件的润滑、退火、酸洗、去毛刺、表面处理等是常用的拉深辅助工序。4.11.1润滑,P1凹模上平面、压边圈下平面与坯料间的摩擦力；P2凹模圆角处的摩擦力；P3凹模侧壁处的摩擦力；P4冲头侧壁与制件之间的摩擦力； P5凸模圆角处的摩擦力,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,98,t课件,4.11 拉深的辅助工序,4.11.1润滑(续）(1)单面润滑 在生产实际中，有时会将凹模和压边圈表面尽量抛光，而将凸模有意弄粗糙来进行拉深，并称之为单面润滑。(2)双面润滑(3)域差润滑方法(4)润滑剂 拉深用的润滑剂大致可分为无附加料和有附加料2类。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,99,t课件,4.11 拉深的辅助工序,4.11.2 退火 不需要中间退火的材料可完成拉深的次数见下表。,低温(再结晶)退火温度,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,100,t课件,4.11 拉深的辅助工序,4.11.2 退火（续）,各种材料的高温退火温度见表,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,101,t课件,4.11 拉深的辅助工序,4.11.3 酸洗,低碳钢酸洗工艺,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,102,t课件,4.11 拉深的辅助工序,4.11.3 酸洗（续）,铜及铜合金酸洗工艺,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,103,t课件,4.12 拉深件的质量控制4.12.1起皱,1.拉深过程中影响起皱的主要因素板料的相对厚度 (2)拉深系数 (3)模具工作部分几何形状,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,104,t课件,4.12 拉深件的质量控制4.12.1起皱（续）2. 防止起皱的措施(1)采用便于调节压边力的压边装置,板料不起皱的条件为：,或：,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,105,t课件,4.12 拉深件的质量控制4.12.1起皱（续）2. 防止起皱的措施(2)采用锥形凹模用锥形凹模拉深时，板料不起皱的条件为：,(3)采用拉深筋,有拉深筋的凸、凹模,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,106,t课件,4.12 拉深件的质量控制4.12.2拉裂 拉裂一般发生在筒壁与筒底过渡部位的圆角与侧壁相切处。,影响筒形件拉裂的主要因素：板料力学性能的影响 拉深系数m的影响 压边力的影响,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,107,t课件,4.12 拉深件的质量控制4.12.2拉裂（续）,影响筒形件拉裂的主要因素：凸模圆角半径的影响 摩擦的影响 压边力的影响,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,108,t课件,4.12 拉深件的质量控制4.12.2拉裂（续）,综上所述，在拉深过程中，破裂与起皱是拉深过程中的两大障碍，是拉深时的主要质量问题。为避免其发生，针对任一障碍所采取的预防措施对于另一方则产生相反的影响。由于起皱可以通过采用合适的压边力得以控制，因此，拉裂就成为拉深的主要破坏形式，拉深时，极限变形程度的确定就是以不破裂为前提条件的。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,109,t课件,4.12 拉深件的质量控制4.12.2拉裂（续）,综上所述，在拉深过程中，破裂与起皱是拉深过程中的两大障碍，是拉深时的主要质量问题。为避免其发生，针对任一障碍所采取的预防措施对于另一方则产生相反的影响。由于起皱可以通过采用合适的压边力得以控制，因此，拉裂就成为拉深的主要破坏形式，拉深时，极限变形程度的确定就是以不破裂为前提条件的。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,110,t课件,4.12 拉深件的质量控制4.12.2拉裂（续）,综上所述，在拉深过程中，破裂与起皱是拉深过程中的两大障碍，是拉深时的主要质量问题。为避免其发生，针对任一障碍所采取的预防措施对于另一方则产生相反的影响。由于起皱可以通过采用合适的压边力得以控制，因此，拉裂就成为拉深的主要破坏形式，拉深时，极限变形程度的确定就是以不破裂为前提条件的。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,111,t课件,4.12 拉深件的质量控制,4.12.3 拉深凸耳,4.12.4 时效开裂 引起时效开裂的原因主要有金属组织和残余应力两个方面。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,112,t课件,4.12 拉深件的质量控制,4.12.4 时效开裂（续） 预防时效开裂的措施有：拉深后及时修边；在拉深过程中及时进行中间退火；在多次拉深时尽量在其口部留一条宽度较小的凸缘边等。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,113,t课件,4.13 支座拉深模设计详解零件名称：支座材料：10钢料厚：1mm生产批量：大批量制件精度：IT14级零件简图,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,114,t课件,4.13 支座拉深模设计详解4.13.1 冲压件工艺性分析拉深件的形状和尺寸拉深件的尺寸精度产品材料结论：适合冲裁。,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,115,t课件,4.13 支座拉深模设计详解4.13.2 支座的工艺方案(1)拉深模类型的确定(2)绘制结构简图4.13.3 支座的工艺计算拉深件毛坯尺寸的计算1)确定修边余量2)计算毛坯直径无凸缘圆筒形拉深工件的毛坯尺寸计算公式为：,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,116,t课件,4.13 支座拉深模设计详解4.13.3 支座的工艺计算（续）(2) 判断拉深次数(3) 确定工艺方案4.13.4 拉深力的计算拉深件所需的压力：所需的拉深力,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,117,t课件,4.13 支座拉深模设计详解4.13.5 弯曲模工作部分尺寸计算凸、凹模间隙的计算(2)凸、凹模的圆角半径的计算凹模的圆角半径2)凸模的圆角半径 (3)凸、凹模工作部分的设计计算,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,118,t课件,4.13 支座拉深模设计详解4.13.6 拉深模其他零件的设计和选用压边圈的设计压边装置的设计,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,119,t课件,4.13 支座拉深模设计详解4.13.7 拉深模其他零件的设计和选用拉深模闭合高度的计算 弯曲模闭合高度是指冲床运行到下死点时模具工作状态的高度。故模具闭合高度为,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,120,t课件,4.13 支座拉深模设计详解4.13.8 拉深模装配图的设计绘制,1.上模座2. 导套3导柱. 4. 凹模垫板5 推件板6. 模柄7. 推杆8. 凹模9. 压料10.卸料螺钉 11. 凸模固定板12. 下模座 13.凸模,模具总装图,第4章 拉深工艺与拉深模具设计,121,t课件,