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1、,,拉深概述 4.1 拉深變形過程的分析 4.2 直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計 4.3 非直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深成形的特點 4.4 盒形件的拉深 4.5 拉深工藝設(shè)計 4.6 拉深模具設(shè)計 4.7 其他拉深方法,,,,1.拉深的基本概念 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。(如圖4.0.1) 2.典型的拉深件(如圖4.0.2) 3.拉深模具的特點 結(jié)構(gòu)相對較簡單，與沖裁模比較，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。,,,4.1 拉深變形過程的分析 4.1.1板料
2、拉深變形過程及其特點 (如圖4.1.1) 在毛坯上畫作出距離為a的等距離的同心圓與相同弧度b輻射線組成的網(wǎng)格(如圖4.1.2) ，然后將帶有網(wǎng)格的毛坯進行拉深。 在拉深過程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸緣毛坯的徑向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力 ，切向產(chǎn)生壓縮應(yīng)力 。在它們的共同作用下，凸緣變形區(qū)材料發(fā)生了塑性變形，并不斷被拉入凹模內(nèi)形成筒形拉深件。,在拉深后我們發(fā)現(xiàn)如圖4.1.2：工件底部的網(wǎng)格變化很小，而側(cè)壁上的網(wǎng)格變化很大，以前的等距同心圓，變成了與工件底部平行的不等距的水平線，并且愈是靠近工件口部，水平線之間的距離愈大，同時以前夾角相等的半徑線在拉深后在側(cè)壁上變成了間距相等的垂線，如圖4.1.3所
3、示，以前的扇形毛坯網(wǎng)格變成了拉深后的矩形網(wǎng)格。,,,,4.1.2拉深過程中變形毛坯各部分的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 拉深過程中某一瞬時毛坯變形和應(yīng)力情況(如圖4.1.5) 1.平面凸緣部分 主要變形區(qū) 2.凹模圓角區(qū) 過渡區(qū) 3.筒壁部分 傳力區(qū) 4.凸模圓角部分 過渡區(qū) 5.圓筒底部分 小變形區(qū),,,,,,,圖 4.1.5 拉深中毛坯的應(yīng)力應(yīng)變情況,,,,4.1.3 拉深變形過程的力學分析,1.凸緣變形區(qū)的應(yīng)力分析 （1）拉深中某時刻變形區(qū)應(yīng)力分布 根據(jù)微元體的受力平衡可得 因為 取 并略去高階無窮小，得: 塑性變形時需滿足的塑性方程為 :,,,,,,,,由上
4、述兩式，并考慮邊界條件(當 時， )，經(jīng)數(shù)學推導就可以求出徑向拉應(yīng)力，和切向壓應(yīng)力的大小為： 在變形區(qū)的內(nèi)邊緣（即 處）徑向拉應(yīng)力最大，其值為： 在變形區(qū)外邊緣處壓應(yīng)力最大，其值為：,,,,,,,,,,,凸緣外邊向內(nèi)邊 由低到高變化， 則由高到低變化，在凸緣中間必有一交點存在（如右圖所示），在此點處有 所以： 化簡得： 即： 即交點在 處。用R所作出的圓將凸緣變形區(qū)分成兩部分，由此圓向凹模洞口方向的部分拉應(yīng)力占優(yōu)勢（ ），拉應(yīng)變?yōu)榻^對值最大的主變形，厚度方向的變形 是壓縮應(yīng)變。,,,,,,,,（2）拉深過程中的 變化規(guī)律 和 是當
5、毛坯凸緣半徑變化到 時，在凹模洞口的最大拉應(yīng)力和凸緣最外邊的最大壓應(yīng)力。 2.筒壁傳力區(qū)的受力分析 （1）壓邊力 引起的摩擦力 該摩擦應(yīng)力為：,,,,,,,,,,,（2）材料流過凹模圓角半徑產(chǎn)生彎曲變形的阻力 可根據(jù)彎曲時內(nèi)力和外力所作功相等的條件按下式計算： （3）材料流過凹模圓角后又被拉直成筒壁的反向彎曲力仍按式上式進行計算: 拉深初期凸模圓角處的彎曲應(yīng)力也按上式計算，即：,,,,,,（4）材料流過凹模圓角時的摩擦阻力 通討凸模圓角處危險斷面?zhèn)鬟f的徑向拉應(yīng)力即為： 由上式把影響拉深力的因素，如拉深變形程度，材料性能，零件尺寸，凸、凹模圓角半徑，壓邊力，潤滑
6、條件等都反映了出來，有利于研究改善拉深工藝。 拉深力可由下式求出：,,,,,,4.1.4 拉深成形的障礙及防止措施 1.起皺(如圖4.1.8)，影響起皺的因素： (1)凸緣部分材料的相對厚度 凸緣部分的相對料厚，即為 : (2)切向壓應(yīng)力的大小 拉深時 的值決定于變形程度，變形程度越大，需要轉(zhuǎn)移的剩余材料越多，加工硬化現(xiàn)象越嚴重，則越 大，就越容易起皺。 (3)材料的力學性能 板料的屈強比 小，則屈服極限小，變形區(qū)內(nèi)的切向壓應(yīng)力也相對減小，因此板料不容易起皺。,,,,,,,(4)凹模工作部分的幾何形狀 平端面凹模拉深時，毛坯首次拉深不起皺的條件是 :
7、 用錐形凹模首次拉深時，材料不起皺的條件是： 如果不能滿足上述式子的要求，就要起皺。在這種情況下，必須采取措施防止起皺發(fā)生。最簡單的方法(也是實際生產(chǎn)中最常用的方法)是采用壓邊圈 。,,,,,,,,,2.拉裂 拉深后得到工件的厚度沿底部向口部方向是不同的(如圖4.1.9) 防止拉裂: 可根據(jù)板材的成形性能，采用適當?shù)睦畋群蛪哼吜?，增加凸模的表面粗糙度，改善凸緣部分變形材料的潤滑條件，合理設(shè)計模具工作部分的形狀，選用拉深性能好的材料。 3.硬化 拉深是一個塑性變形過程，材料變形后必然發(fā)生加工硬化，使其硬度和強度增加，塑性下降。 加工硬化的好處是使工件的強度和剛度高
8、于毛坯材料，但塑性降低又使材料進一步拉深時變形困難。,,,,,,,,4.2 直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計 4.2.1 拉深毛坯尺寸的確定 拉深毛坯尺寸的確定原則： 體積不變原理（拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面積 ）、相似性原理。 毛坯的計算方法：等重量、等體積、分析圖解法、作圖法。 （1）確定修邊余量 由于材料的各向?qū)砸约袄顣r金屬流動條件的差異，拉深后工件口部不平，通常拉深后需切邊，因此計算毛坯尺寸時應(yīng)在工件高度方向上(無凸緣件)或凸緣上增加修邊余量 。,,（2）計算工件表面積 圓筒直壁部分的表面積為 :,,,,4.2.2無凸緣圓筒形件的拉深工藝計算 1.拉深系數(shù) 拉
9、深系數(shù)是表示拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯（或半成品）的直徑之比。 （如圖4.2.2） 工件的直徑與毛坯直徑之比稱為總拉深系數(shù)，即工件所需要的拉深系數(shù),圖 4.2.2 拉深工序示意圖,,,,,,拉深系數(shù)的倒數(shù)稱為拉深程度或拉深比，其值為： 拉深系數(shù)表示了拉深前后毛坯直徑的變化量，反映了毛坯外邊緣在拉深時切向壓縮變形的大小，因此可用它作為衡量拉深變形程度的指標。拉深時毛坯外邊緣的切向壓縮變形量為： 由此可知，拉深系數(shù)是一個小于1的數(shù)值，其值愈大表示拉深前后毛坯的直徑變化愈小，即變形程度小。其值愈小則毛坯的直徑變化愈大，即變形程度大。,,,,2.影響拉深系數(shù)的因素 拉深材料：
10、機械性能、料厚、表面質(zhì)量。 拉深模具：間隙、凸模圓角半徑、凹模圓角半徑、凹模形狀(如圖4.2.3）凹模表面質(zhì)量。 拉深條件：壓邊圈、次數(shù)、潤滑、工件形狀。 3.拉深系數(shù)的值與拉深次數(shù) 查表確定。 4.后續(xù)拉深的特點 壓力行程曲線（如圖4.2.4）。,圖4.2.3 錐形凹模,1-首次拉深； 2-二次拉深 圖 4.2.4 首次拉深與二次拉深的拉深力,,,,4.2.3無凸緣圓筒形拉深件的拉深次數(shù)和工序件尺寸的計算 試確定如下圖所示零件(材料08鋼，材料厚度 =2mm)的拉 深次數(shù)和各拉深工序尺寸。 計算步驟如下： 1.確定切邊余量 根據(jù) ，查教材表4.2.1
11、，并?。? 。 2.按教材表4.2.3序號1的公式計算毛坯直徑 ,,,,,,,,3.確定拉深次數(shù) 判斷能否一次拉出 對于圖示的零件，由毛坯的相對厚度： 從表 4.2.4中查出各次的拉深系數(shù) ： =0.54， =0.77， =0.80， =0.82。則該零件的總拉深系 數(shù) 。 即 ： ，故該零件 需經(jīng)多次拉深才能夠達到所需尺寸。,,,,（2）計算拉深次數(shù) 例如: 可知該零件要拉深四次才行 。 半成品尺寸確定 （1）半成品直徑 拉深次數(shù)確定后，再根據(jù)計算直徑 應(yīng)等于 的原則對 各次拉深系數(shù)進行調(diào)整，使實際采用的拉深系數(shù)大于推算拉 深次數(shù)時所用的極限拉深系數(shù)
12、。,,,,,,零件實際需拉深系數(shù)應(yīng)調(diào)整為： 調(diào)整好拉深系數(shù)后，重新計算各次拉深的圓筒直徑即得 半成品直徑。零件的各次半成品尺寸為 ：,,,,,,（2）半成品高度 各次拉深直徑確定后，緊接著是計算各次拉深后零件 的高度： 式中： 各次拉深的直徑(中線值)； 各次半成品底部的圓角半徑(中值)； 各次半成品底部平板部分的直徑； 各次半成品底部圓角半徑圓心以上的 筒壁高度；,,,,,,,,,,,,,零件的以上各項具體數(shù)值代人上述公式，即求出各次 高度為： 各次半成品的總高度為： 拉深后得到的各次半成品(如圖4
13、.2.6),,,,,,,,圖4.2.6 零件各次拉深的半成品尺寸,4.2.4 有凸緣圓筒件拉深方法及工藝計算 有凸緣筒形件的拉深變形原理與一般圓筒形件是相同的，但由于帶有凸緣(如圖4.2.7)，其拉深方法及計算方法與一般圓筒形件有一定的差別。 1.有凸緣筒形件的拉深特點 有凸緣筒形件的拉深系數(shù) 該式說明，拉深系數(shù)決定三個因素：相對凸緣直徑、相對高度、相對轉(zhuǎn)角半徑 ，影響程度為遞減。,,,圖4.2.7有凸緣圓形件與坯料圖,,,,有凸緣筒形件分類 窄凸緣： 寬凸緣: 有凸緣筒形件的拉深特點： 寬凸緣變形程度不能用拉深系數(shù)來衡量； 首次拉深系數(shù)比圓筒件要??； 首次拉深極限變形
14、程度與 有關(guān)。,,,,,2.寬凸緣圓筒件拉深工藝計算要點 （1）毛坯尺寸計算 毛坯尺寸的計算仍按等面積原理進行，參考無圓凸緣筒形零件毛坯的計算方法計算。 （2）判別能否一次拉成 這只需比較工件實際所需的總拉深系數(shù)和 與凸緣件第一次拉深的極限拉深系數(shù)和極限拉深相對高度即可 （3）半成品尺寸計算 寬凸緣件的拉深次數(shù)仍可用推算法求出。 根據(jù)表中的拉深系數(shù)值進行計算，即第n次拉深后的直徑為： 各次拉深后的筒部高度可按下式計算：,,,,,,3.拉深方法 寬凸緣件拉深方法有兩種：（如圖4.2.10) 一種是中小型（ ）、料薄的零件，如圖a)； 二種是大型拉深件（ ），如圖b)。
15、,圖 4.2.10 寬凸緣零件的拉深方法,4.2.5 階梯圓筒形件的拉深 1.拉深次數(shù)的確定(如圖4.2.11) 判斷能否一次拉深 2.拉深方法的確定 （1）若任意兩個相鄰階梯的直徑比都大于或等于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)，則先從大的階梯拉起 (如圖4.2.12a)。 （2）相鄰兩階梯直徑 之比小于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)，則按帶凸緣圓筒形件的拉深進行,即由小階梯拉深到大階梯(如圖4.2.12b) 。,,圖4.2.11階梯形零件,圖4.2.12 階梯形多次拉深方法,,,,,,（3）若最小階梯直徑 過小，即 過小， 又不大時，最小階梯可用脹形法得到。 （4）若階梯
16、形件較淺，且每個階梯的高度又不大，但相鄰階梯直徑相差又較大而不能一次拉出時，可先拉成圓形或帶有大圓角的筒形，最后通過整形得到所需零件，(如圖4.2.13)。,,,圖4.2.13 直徑差較大的淺階梯形件的拉深方法,,,,4.3 非直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深成形的特點 曲面形狀(如球面、錐面及拋物面) 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零件不同，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。對于這類零件就不能簡單地用拉深系數(shù)衡量成形的難易程度，并把拉深系數(shù)作為制定拉深工藝和模具設(shè)計的依據(jù)。,4.3.1 曲面形狀零件的拉深特點 （1）拉深球面零件時(圖4.3.1
17、)，毛坯的凸緣部分與中間部分都是變形區(qū)，而且在很多情況下中間部分反而是主要變形區(qū) 。 （2）錐形零件的拉深與球面零件一樣，除具有凸模接觸面積小、壓力集中、容易引起局部變薄及自由面積大、壓邊圈作用相對減弱、容易起皺等特點外，還由于零件口部與底部直徑差別大，回彈特別嚴重，因此錐形零件的拉深比球面零件更為困難。 （3）拋物面零件,其拉深時和球面以及錐形零件一樣，材料處于懸空狀態(tài)，極易發(fā)生起皺。 總之:球面零件、錐形零件和拋物面零件等其他旋轉(zhuǎn)體零件的拉深是拉深和脹形兩種變形方式的復合，其應(yīng)力、應(yīng)變既有拉伸類、又有壓縮類變形的特征。,,,4.3.2 球面零件拉深方法 球面零件可分為半球形
18、件(圖4.3.2a)和非半球形件(圖4.3.2b，c，d) 兩大類。不論哪一種類型，均不能用拉深系數(shù)來衡量拉深成形的難易程度。對于半球形件，根據(jù)拉深系數(shù)的定義可知，其拉深系數(shù)是與零件直徑無關(guān)的常數(shù)，即：,,4.3.3 拋物面零件拉深方法 拋物面零件常見的拉深方法有下面幾種： (1)淺拋物面形件( ) 因其高徑比接近球形，因此拉深方法同球形件。 (2)深拋物面形件( )其拉深難度有所提高。這時為了使毛坯中間部分緊密貼模而又不起皺，通常需采用具有拉深筋的模具以增加徑向拉應(yīng)力。如汽車燈罩的拉深(如圖4.3.3)就是采用有兩道拉深筋的模具成形的。,,,,4.3
19、.4 錐形零件拉深方法(如圖4.3.5) 拉深錐形件的方法有如下幾種 : （1）對于淺錐形件 ( ) ，可一次拉成，但精度不高，因回彈較嚴重?？刹捎脦Ю罱畹陌寄；驂哼吶?，或采用軟模進行拉深。 （2）對于中錐形件（ ），拉深方法取決于相對料厚： （3）對于高錐形件（ ），因大小直徑相差很小，變形程度更大，很容易產(chǎn)生變薄嚴重而拉裂和起皺。這時常需采用特殊的拉深工藝，通常有下列方法（如圖所示）： 階梯拉深成形法 錐面逐步成形法 整個錐面一次成形法,,圖 4.3.5 錐形件,,,,4.4 盒形零件的拉深 4.4.1盒形零
20、件的拉深特點(如圖4.4.1) 根據(jù)網(wǎng)格的變化可知盒形件拉深有以下變形特點： （1）盒形件拉深的變形性質(zhì)與圓筒件一樣，也是徑向伸長，切向縮短 。 （2）變形的不均勻?qū)е聭?yīng)力分布不均勻(如圖4.4.2)。 （3）盒形件拉深時，直邊部分除了產(chǎn)生彎曲變形外，還產(chǎn)生了徑向伸長，切向壓縮的拉深變形。,圖4.4.1 盒形件拉深變形特點,圖4.4.2 盒形件拉深時的應(yīng)力分布,,,,4.4.2 盒形零件拉深毛坯形狀與尺寸確定 1一次拉深成形的低盒形件 低盒形件是指一次可拉深成形，或雖兩次拉深，但第二次僅用來整形的零件。(圖4.4.3)計算步驟如下： (1)按彎曲計算直邊部分的
21、展開長度 (2)把圓角部分看成是直徑為d=2r,高為h的圓筒件，則展開的毛坯半徑為： (3)通過作圖用光滑曲線連接直邊和圓角部分，即得毛坯的形狀和尺寸 :,圖4.4.3 低矩形盒毛坯作圖法,,2.多次拉深高盒形件毛坯形狀和尺寸的確定 該類零件的變形特點是在多次拉深過程中，直邊與圓角部分的變形相互滲透，其圓角部分將有大量材料轉(zhuǎn)移到直邊部分。毛坯尺寸仍根據(jù)工件表面積與毛坯表面積相等的原則計算。當零件為正方盒形且高度比較大，需要多道工序拉深時，如圖4.4.4，可采用圓形毛坯，其直徑為： 當 時：,,,,,,,,,,圖 4.4.4 方盒件毛坯的形狀與尺寸,,,,4.4.3盒形件多
22、次拉深的工藝計算,,,1.盒形件初次拉深的成形極限 在盒形件的初次拉深時，圓角部分側(cè)壁內(nèi)的拉應(yīng)力大于直邊部分。因此，盒形件初次拉深的極限變形程度受到圓角部分側(cè)壁傳力區(qū)強度的限制，這一點和圓筒形件拉深的情況是十分相似的。 但是，由于直邊部分對圓角部分拉深變形的減輕作用和帶動作用，都可以使圓角部分危險斷面的拉應(yīng)力有不同程度的降低。因此，盒形件初次拉深可能成形的極限高度大于圓筒形零件。,2.方形盒拉深工序形狀和尺寸確定(如圖4.4.6) 采用直徑為 的圓形毛坯，中間工序都拉深成圓筒形的半成品，在最后一道工序才拉深成方形盒的形狀和尺寸。計算時，應(yīng)采用從 道工序，即倒數(shù)第二次拉深開始，確定拉深半成
23、品件的工序直徑。 道拉深工序所得圓筒形件半成品的直徑(mm)； 方形盒的內(nèi)表面寬度(mm)； 方形盒角部的內(nèi)圓角半徑(mm)； 方形盒角部壁間距離(mm)。該值直接影響毛坯變形區(qū)拉深變形程度是否均勻的最重要參數(shù)。,圖4.4.6 方形盒多工序拉深的半成品形狀和尺寸,,,,,3.長方形盒拉深工序形狀和尺寸的確定,,,,長方形盒的拉深方法與正方形盒相似，中間過渡工序可拉深成橢圓形或長圓形，在最后一次拉深工序中被拉深成所要求的形狀和尺寸，如圖4.4.7所示。其計算與作圖同樣由 道(倒數(shù)第二次拉深)工序開始，由內(nèi)向外計算。,,圖4.4.7 高長方形盒多工序拉深的半成品形狀和尺寸,,
24、,,4.5拉深工藝設(shè)計 4.5.1 拉深零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 拉深零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指拉深零件采用拉深成形工藝的難易程度。良好的工藝性應(yīng)是坯料消耗少、工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、廢品少和操作簡單方便等。 在設(shè)計拉深零件時，應(yīng)根據(jù)材料拉深時的變形特點和規(guī)律，提出滿足工藝性的要求。,,,,4.5.2 拉深工藝力的計算,,1.壓邊力的計算 施加壓邊力是為了防止毛坯在拉深變形過程中的起皺，壓邊力的大小對拉深工作的影響很大(如圖4.5.3)。如果 太大，會增加危險斷面處的拉應(yīng)力而導致破裂或嚴重變簿， 太小時防皺效果不好。在生產(chǎn)中，一次拉深時的壓邊力可按拉深力的1/4選取，
25、即： FQ0.25F（N) 2拉深力的計算 圓筒形工件采用壓邊拉深時可用下式計算拉深力 ： 第一次拉深 ： 第二次拉深 ：,圖4.5.3 壓邊力對拉深工作的影響,,,,3.拉深功 拉深功可按下式計算 ： 第一次拉深： 后續(xù)各次拉深： 拉深所需壓力機的電動機功率為：,,,,,,,,4.5.3 拉深工藝的輔助工序 1.潤滑 在凹模圓角、平面、壓邊圈表面及與這些部位相接觸的毛坯表面，應(yīng)每隔一定周期均勻抹涂一層潤滑油，并保持潤滑部位干凈. 2.熱處理 在多道拉深時，為了恢復冷加工后材料的塑性，應(yīng)在工序中間安排退火，以軟化金屬組織。拉深工序后還要安排去應(yīng)力退火。一般拉深工序
26、間常采用低溫退火 。各種材料不需熱處理可以拉深的次數(shù)，見表4.5.4。 3.酸洗 退火后工件表面必然有氧化皮和其他污物，在繼續(xù)加工時會增加模具的磨損，因此必需要酸洗，否則使拉深不能正常進行。,,,,4.6拉深成形模具設(shè)計 4.6.1 拉深模具的分類及典型結(jié)構(gòu) 按拉深模使用的設(shè)備可分為： 單動壓力機 雙動壓力機 三動壓力機 按工序組合分為 單工序拉深模 級進式拉深模 復合模,,,,1.首次拉深 （1）無壓邊裝置的首次拉深(如圖4.6.1，圖4.6.2)。 （2）具有彈性裝置壓邊的首次拉深模(如圖4.6.3，圖4.6.4)。 （3）雙動壓力機上使用的首次拉深模
27、 因雙動壓力機有兩個滑塊(圖 4.6.5)，在雙動壓力機上使用的首次拉深模(圖 4.6.6)其凸模1與拉深滑塊( 內(nèi)滑塊 ) 相連接，而上模座2 (上模座上裝有壓邊圈3)與壓邊滑塊(外滑塊)相連。拉深時壓邊滑塊首先帶動壓邊圈壓住毛坯，然后拉深滑塊帶動拉深凸模下行進行拉深。此模具因裝有剛性壓邊裝置，所以模具結(jié)構(gòu)顯得很簡單，制造周期也短，成本也低，但壓力機設(shè)備投資較高。,圖4.6.1無壓邊裝置的簡單拉深模（一）,1、8、10-螺釘； 2-模柄；3-凸模；5-凹模；,6-刮料環(huán)；7-定位板；9-拉簧；11-下模座,圖4.6.2無壓邊裝置的簡單拉深模（二）1-定位板；2-下模座；3-凸模；4---凹
28、模,,,圖4.6.3有壓邊裝置倒裝拉深模,,,圖4.6.4有壓邊裝置順裝拉深模,,圖 4.6.5雙動壓力機工作原理,,1-凸模；2-上模座；3-壓邊圈；4-凹模；5-下模座；6-頂件塊 圖 4.6.6 雙動壓力機上使用的首次拉深模,2.后續(xù)各工序拉深模 （1）無壓邊圈的后續(xù)工序拉深模(如圖4.6.7)； （2）有壓邊圈的后續(xù)工序拉深模(如圖4.6.8)； （3）落料拉深復合模 (如圖4.6.9)；,,圖 4.6.7 無壓邊裝置的后續(xù)工序拉深模,圖 4.6.8有壓邊裝置的后續(xù)各工序拉深模,,圖4.6.9高矩形盒落料首次拉深的順裝復合模,,,,,,,4.6.2拉深模工作零件的結(jié)構(gòu)和尺寸
29、 拉深模工作部分的尺寸指的是凹模圓角半徑 ，凸模圓角半徑 ，凸、凹模的間隙c，凸模直徑，凹模直徑等，(如圖4.6.10)。 1.凹模圓角半徑 (1)拉深力的大小 凹模圓角半徑小時材料流過凹模時產(chǎn)生較大的彎曲變形，結(jié)果需承受較大的彎曲變形阻力，此時凹模圓角對板料施加的厚向壓力加大，引起摩擦力增加。 (2)拉深件的質(zhì)量 當 過小時，坯料在滑過凹模圓角時容易被刮傷，結(jié)果使工件的表面質(zhì)量受損。而當 太大時，拉深初期毛坯沒有與模具表面接觸的寬度加大，由于這部分材料不受壓邊力的作用，因而容易起皺。,,圖 4.6.10 拉深模工作部分的尺寸,,,,(3)拉深模的壽命 小時，
30、材料對凹模的壓力增加，摩擦力增大，磨損加劇，使模具的壽命降低。所以 的值既不能太大也不能太小。 通?？砂唇?jīng)驗公式計算： 或查教材表4.6.1。 2.凸模圓角半徑 凸模圓角半徑對拉深工序的影響沒有凹模圓角半徑大，但其值也必須合適。,,,,,,,,3.凸模和凹模的間隙 拉深模間隙是指單面間隙。間隙的大小對拉深力、拉深件的質(zhì)量、拉深模的壽命都有影響 。 確定時要考慮壓邊狀況、拉深次數(shù)和工件精度等。其原則是： 既要考慮板料本身的公差，又要考慮板料的增厚現(xiàn)象，間隙一般都比毛坯厚度略大一些。采用壓邊拉深時其值可按下式計算： 也可直接查教材表4.6.2。 不用壓邊圈拉深時，考慮到起
31、皺的可能性取間隙值為:,,,,,,,,,,,,4.凸模、凹模的尺寸及公差 若以凹模為基準時，凹模尺寸為： 凸模尺寸為： 當工件的外形尺寸及公差有要求時(如圖4.6.12a)所示，以凹模為基準。先確定凹模尺寸，因凹模尺寸在拉深中隨磨損的增加而逐漸變大，故凹模尺寸開始時應(yīng)取小些。其值為： 凸模尺寸為：,,,,,,,,當工件的內(nèi)形尺寸及公差有要求時(如圖4.6.12b)所示，以凸模為基準，先定凸模尺寸?？紤]到凸?；静荒p，以及工件的回彈情況，凸模的開始尺寸不要取得過大。其值為： 凹模尺寸為：,,,,,,,,5.凸、凹模的結(jié)構(gòu)形式 拉深凸模與凹模的結(jié)構(gòu)形式取決于工件的形狀、尺寸以
32、及拉深方法、拉深次數(shù)等工藝要求，不同的結(jié)構(gòu)形式對拉深的變形情況、變形程度的大小及產(chǎn)品的質(zhì)量均有不同的影響。 當毛坯的相對厚度較大，不易起皺，不需用壓邊圈壓邊時，應(yīng)采用錐形凹模(如圖 4.2.3)。 當毛坯的相對厚度較小，必須采用壓邊圈進行多次拉深時，應(yīng)該采用圖 4.6.13 所示的模具結(jié)構(gòu)。圖a)中凸、凹模具有圓角結(jié)構(gòu)，用于拉深直徑d100mm的拉深件。b)中凸、凹模具有斜角結(jié)構(gòu)，用于拉深直徑d100mm的拉深件。,圖4.2.3錐形凹模,,,圖4.6.13 拉深凸模和凹模工作部分結(jié)構(gòu),,,4.7其它拉深法 4.7.1軟模拉深 1.軟凸模拉深 用液體(或粘性介質(zhì))代替凸模進行拉深，其變
33、形過程如圖4.7.1所示。 2.軟凹模拉深 （1）液壓凹模拉深（如圖4.7.2）。 （2）聚氨酯橡膠凹模拉深 如圖4.7.3所示聚氨酯橡膠凹模拉深，可分為帶壓邊圈和不帶壓邊圈拉深。,,圖 4.7.1 液體凸模拉深的變形過程,1-凸模；2-壓邊圈；3-密封圈；4-凹模；5=溢流閥圖4.7.2 液壓凹模拉深工作原理,,1-容框;2-聚氨酯橡膠;3-毛坯;4-凸模;5-壓邊圈 a)不帶壓邊圈的拉深模;b)帶壓邊圈的拉深模 圖 4.7.3 聚氨酯橡膠拉深模,,4.7.2變薄拉深 1.變薄拉深的變形特點 變簿拉深凸模與凹模的間隙小于毛坯材料厚度，其變形過程如圖4.7.4所示。材料受切向和徑向壓應(yīng)力 及 ，軸向是拉應(yīng)力 ，產(chǎn)生的應(yīng)變是平面應(yīng)變。從圖中看出，變簿拉深過程的重要問題是傳力區(qū)材料的強度和變形抗力之間的矛盾。 2.工藝計算 毛坯尺寸按變形前后體積不變原則確定。 變形程度,,圖 4.7.5 變薄拉深變形特點,,4,
拉深工藝與拉深模具設(shè)計.ppt
