拉深工藝與拉深模具設(shè)計,概述 4.1 拉深模設(shè)計程序 4.2 審圖與拉深工藝性分析 4.3 拉深件毛坯尺寸計算 4.4 圓筒形件拉深計算 4.5 拉深凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.6 拉深件成形模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.7 其它旋轉(zhuǎn)體件的拉深 4.8 盒形件的拉深 4.9 其它拉深方法 4.10拉深次品分析及拉深中的輔助工序,返回目錄,概述 拉深：指將一定形狀的平板毛坯通過拉深模沖壓 成各種形狀的開口空心件，或以開口空心 件為毛坯通過拉深進(jìn)一步使空心件改變形 狀和尺寸的一種冷沖壓加工方法。,拉深變形過程,類型：不變薄拉深、變薄拉深 不變薄拉深：在拉深過程中不產(chǎn)生較大的變薄， 筒壁與筒底厚度較一致的拉深工藝。 變薄拉深：指以空心開口零件為毛坯，通過減小 壁厚成形零件的拉深工藝。,拉深件,拉深模,播放動畫,4.1 拉深模設(shè)計程序,課后思考,1、闡述拉深模設(shè)計程序，與沖裁模設(shè)計程 序比較，在確定工藝方案時有什么區(qū)別？,4.2 審圖與拉深工藝性分析 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 掌握拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性要求，了解拉深件在 公差、材料上的要求，掌握拉深件工序安排的一般 原則。 教學(xué)要求： 根據(jù)彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性要求改善拉深件的結(jié) 構(gòu)設(shè)計；能夠根據(jù)拉深件的工藝條件，確定拉深件 圓角半徑，確定帶孔拉深件的孔的位置。,4.2.1 對拉深件形狀尺寸的要求 1）拉深件形狀應(yīng)盡量簡單、對稱，盡可能一次拉 深成形。 2）盡量避免半敞開及非對稱的空心件，應(yīng)考慮設(shè) 計成對稱（組合）的拉深，然后剖開；,3）在設(shè)計拉深件時，應(yīng)注明必須保證外形或內(nèi)形 尺寸，不能同時標(biāo)注內(nèi)外形尺寸；帶臺階的拉 深件，其高度方向的尺寸標(biāo)注一般應(yīng)以底部為 基準(zhǔn)。 4）拉深件口部尺寸公差應(yīng)適當(dāng)。,5）一般拉深件允許壁厚變化范圍0.6t1.2t,若 不允許存在壁厚不均現(xiàn)象，應(yīng)注明； 6）需多次拉深成形的工件，應(yīng)允許其內(nèi)、外壁 及凸緣表面上存在壓痕；,4.2.2 拉深件圓角半徑的要求 1.凸緣圓角半徑rd 凸緣圓角半徑rd：指壁與凸緣的轉(zhuǎn)角半徑。 要求： 1）rd2t 一般?。簉d=（48）t 2）當(dāng)rd0.5mm時，應(yīng)增加整形工序。,2.底部圓角半徑rpg 底部圓角半徑rpg：指壁與底面的轉(zhuǎn)角半徑。 要求： 1）rpgt，一般取：rpg（35）t 2）rpgt，增加整形工序，每整形一次，rpg 可減小1/2。,3.矩形拉深件壁間圓角半徑rpy 矩形拉深件壁間圓角半徑rpy： 指矩形拉深件的四個壁的轉(zhuǎn)角半徑。 要求：rpy3t及rpyH/5,4.2.2 拉深件上的孔位布置 1）孔位應(yīng)與主要結(jié)構(gòu)面（凸緣面）在同一平面， 或孔壁垂直該平面，便于沖孔與修邊在同一 道工序中完成。,2）拉深件側(cè)壁上的沖孔與底邊或凸緣邊的距離,3）拉深件凸緣上的孔距： 4）拉深件底部孔距：,4.2.3 拉深件的精度等級 主要指其橫斷面的尺寸精度；一般在IT13級 以下，不宜高于IT11級，高于IT13級的應(yīng)增加整 形工序。 4.2.4 拉深件的材料 1）具有較大的硬化指數(shù)； 2）具有較低的徑向比例應(yīng)力r/b峰值； 3）具有較小的屈強(qiáng)比s/b； 4）具有較大的厚向異性指數(shù)r。,4.2.5 拉深件工序安排的一般原則 l）在大批量生產(chǎn)中，在凹、凸模壁厚強(qiáng)度允許 的條件下，應(yīng)采用落科、拉深復(fù)合工藝； 2）除底部孔有可能與落料、拉深復(fù)合沖壓外， 凸緣部分及側(cè)壁部分的孔、槽均需在拉深工 序完成后再沖出； 3）當(dāng)拉深件的尺寸精度要求高或帶有小的圓角 半徑時應(yīng)增加整形工序； 4）修邊工序一般安排在整形工序之后； 5）修邊沖孔?？蓮?fù)合完成。,電線插座外殼的沖壓程序,實例分析 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Al 料厚：0.3mm,課后思考,1、什么情況下會產(chǎn)生拉裂？拉深工藝順利進(jìn)行的必要條件是什么？ 2、影響拉深時坯料起皺的主要因素是什么？防止起皺的方法有哪些？機(jī)理是什么？,4.3 拉深件毛坯尺寸計算 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 能夠計算圓筒形拉深件的毛坯尺寸，了解復(fù) 雜旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計算方法。 教學(xué)要求： 能夠利用等面積法，計算圓筒形拉深件的毛 坯尺寸；能夠查表確定常見的旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛 坯尺寸。,4.3.1 簡單旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 計算原則：按等面積（即拉深前后材料面積不變） 原則進(jìn)行計算，再加上修邊余量。,數(shù)學(xué)計算法： 1）將制件分成若干簡單幾何形狀（包括修邊余 量），以其中間層進(jìn)行計算； 注：厚度小于1mm的拉深件，可根據(jù)工件外壁尺寸計算 2）疊加各段中間層面積，求出制件中間層面積； 3）根據(jù)“等面積原則”求出毛坯直徑。 式中 S毛坯面積（包括修邊余量）； f簡單旋轉(zhuǎn)體拉深件各部分面積； D毛坯直徑。,案例分析： 帶凸緣制件 無凸緣制件,將制件分割為： 1）1/4凹球環(huán) 2）圓柱 3）1/4凸球環(huán) 4）圓板,計算： 1）1/4凹球環(huán) 2）圓柱 3）1/4凸球環(huán) 4）圓板 5）修邊 無凸緣 有凸緣,1）帶凸緣毛坯直徑 2）不帶凸緣毛坯直徑,4.3.2 復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 相似原則 1.解析法 若拉深件可由若干個簡單幾何形狀組成，則先分別求出各部分的表面積F，再相加得出拉深件的總面積F，最后按下式計算毛坯直徑。,4.3.2 復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 2.形心法： 任何形狀的母線繞軸線旋轉(zhuǎn)，所得 到的旋轉(zhuǎn)體面積等于母線長度與其重心旋轉(zhuǎn)所 得周長的乘積（是該段母線重心至軸線 的距離）。 旋轉(zhuǎn)體面積： 毛坯面積： 因： 故,（1）由直線和圓弧相連接的形狀,（2）曲線連接的形狀,測驗題 填空 1、不變薄拉深簡單旋轉(zhuǎn)體毛坯尺寸的計算常采用 。,參考答案,課后思考,1、拉深件坯料尺寸的計算遵循什么原則？ 2、簡單旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯尺寸的計算原 則是什么？,4.4 圓筒形件拉深計算 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解拉深系數(shù)的概念，能夠計算圓筒形件的 拉深次數(shù)及各次拉深的工序件尺寸；計算圓筒形 件的拉深力。 教學(xué)要求： 能夠利用推算法或查表法確定無凸緣圓筒形 件的拉深次數(shù)及工序件尺寸；查表確定帶凸緣圓 筒形件的拉深次數(shù)；分別掌握寬凸緣及窄凸緣圓 筒形件的多次拉深的工序計算步驟。,4.4.1 拉深系數(shù) 拉深系數(shù)：指用于表示拉深變形程度的工藝指數(shù)。 其值為拉深后制件直徑與拉深前毛坯 直徑之比值。 m=d/D 若需經(jīng)過多次拉深方能成形，則： 首次拉深 m1=d1/D 以后各次拉深 m2=d2/d1 m3=d3/d2 mn=dn/dn-1 m總=d/D=m1m2m3mn,式中： m拉深系數(shù)； d拉深后制件直徑； D拉深前毛坯直徑； m1、m2、m3、mn各次的拉深系數(shù)； d1、d2、d3、dn-1、dn各次拉深制件的直徑； m總需多次拉深成形制件的總拉深系數(shù)。 注意：拉深系數(shù)系愈小，表示拉深變形程度愈大。 極限拉深系數(shù)：指當(dāng)拉深系數(shù)減小至使拉深件起 皺、斷裂或嚴(yán)重變薄超差時的臨界拉深系數(shù)。,4.4.2 圓筒形拉深件拉深次數(shù)及工序尺寸計算 1.拉深次數(shù) 當(dāng)md=d/Dm極限時，可以一次拉深，否則需多 次拉深。 1）推算法：根據(jù)極限拉深系數(shù)和毛坯直徑，從第一道拉深工序開始逐步向后推算各工序的直徑，一直算到得出的直徑小于或等于工件直徑，即可確定所需的拉深次數(shù)。 d1= m1D d2= m2d1 。 dn= mndn-1 式中 d1、d2dn-1、dn第1、2、（n-1）、n道工序的直徑； m1、m2mn第1、2、n道工序的極限拉深系數(shù)； D毛坯直徑。,2）根據(jù)工件的相對高度h/d和毛坯的相對厚度 t/D，查表確定拉深次數(shù)n。,上表只適合08及10號鋼的拉深件,2.拉深件工序件尺寸 1）直徑 確定拉深次數(shù)后，應(yīng)調(diào)整拉深系數(shù)，使首 次拉深盡可能接近極限拉深系數(shù)，其余拉深逐 漸增加，使m1<m2<<mn，并且d/D=m1m2 mn， 再算出各工序件直徑。 d1=m1D d2=m2d1 dn=mndn-1 式中 d1、d2dn-1、dn第1、2、（n-1）、n道工序的直徑； m1、m2mn第1、2、n道工序的拉深系數(shù)； D毛坯直徑。,2）工序件底部圓角半徑 合理選配各次拉深工序件的底部圓角半徑 3）高度,無凸緣圓筒形件拉深工序計算流程,4.4.3 有凸緣圓筒形的拉深計算 1.判斷能否一次拉深成形 （1）利用極限相對高度進(jìn)行判斷（查表） 如果工件的相對高度h/d小于或等于表中對應(yīng)的極限相對高度h1/d1值時，則可以一次拉深成形；否則需多次拉深。 （2）利用極限拉深系數(shù)進(jìn)行判斷（查表） 如果工件的相拉深系數(shù)mF1大于或等于表中對應(yīng)的極限拉深系數(shù)mF1值時，則可以一次拉深成形；否則需多次拉深。,窄凸緣圓筒形件應(yīng)先拉成圓筒形，然后形成錐形凸緣，最后再經(jīng)校平獲得平凸緣；所以窄凸緣圓筒形件的拉深工序的計算，可用無凸緣的圓筒形件的計算方法進(jìn)行計算。,2. 窄凸緣圓筒形件（dF/d=1.11.4）的多次拉深計算,工序計算步驟： 1）選取修邊余量； 2）計算毛坯直徑D； 3）判斷能否一次拉深； 4）判斷是否窄凸緣筒形件，確定拉深方法； 5）計算各工序件的拉深直徑； 6）合理選配各次拉深的圓角半徑； 7）確定各工序件的拉深高度 8）畫出工序圖。,3. 寬凸緣圓筒形件（dF/d1.4）的多次拉深計算,（1）拉深方法 寬凸緣零件多次拉深應(yīng)先按零件要求的尺寸拉出凸緣直徑（包括修邊余量），并在以后拉深工序中保持凸緣直徑不變，只是逐漸地縮小圓筒部分的直徑。,為保持在以后拉深工序中的凸緣直徑不變，通常第一次拉入凹模的材料要比工件最后拉深部分實際材料多約5%，這些多余材料在后面的拉深中，部分材料被擠回到凸緣。,（2）保持凸緣直徑不變 凸緣一經(jīng)形成，在后續(xù)的拉深中就不能變動。因為后續(xù)拉深時 ，凸緣的微量縮小會使中間圓筒部分的拉應(yīng)力過大而使危險斷面破裂。為此，必須正確計算拉深高度，嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模的深度。,（3）計算程序 1）選取修邊余量； 2）預(yù)算毛坯直徑D； 3）判斷能否一次拉深； 4）計算拉深次數(shù)； 5）計算各工序件的拉深直徑； 6）合理選配各次拉深的圓角半徑； 7）重新修整毛坯直徑； 8）計算第一次拉深高度，并校核其相對高度； 9）計算以后各次的拉深高度； 10）畫出工序圖。,實例分析,相對厚度： 總拉深系數(shù)： 首次拉深系數(shù)： 采用不帶壓邊圈 以后各次拉深系數(shù)： 采用不帶壓邊圈,調(diào)整 取 則： 取 則：,4.4.4 圓筒形件拉深的拉深力與壓料力 1. 拉深力的計算 （1）采用壓邊圈 首次拉深 以后各次拉深 （2）不采用壓邊圈 首次拉深 以后各次拉深,2. 壓料力 QAp 式中壓料圈下坯料的投影面積； 單位面積壓料力。 圓筒形件首次拉深 圓筒形件以后各次拉深 （2、3、） 3. 壓力機(jī)公稱壓力（ Fg）的確定 工藝總壓力為：Fz=F+Q 淺拉深 Fg（1.61.8）Fz 深拉深 Fg（1.82.0）Fz,測驗題 填空 1、拉深變形程度用 表示。 判斷 1、后次拉深的拉深系數(shù)可取得比首次拉深的拉深系數(shù) 小。（ ） 2、拉深系數(shù)越小，說明拉深變形程度越大。（ ） 3、要分多次拉深的圓筒形件，每次拉深系數(shù)應(yīng)該大于或等于圖表推薦值。（ ） 計算 圓筒件直徑為 d ，高為h ，若忽略低部圓角半徑 r不 計，設(shè)拉深中材料厚度不變，極限拉深系數(shù)m=0.5時，求 容許的零件最大相對高度（h/d）為多少？,參考答案,課后思考,1、為什么有些拉深件要二次或多次拉深才 能成形？ 2、拉深系數(shù)的意義？怎樣判斷拉深件能否 一次拉深成功？,4.5 拉深凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 能夠理解拉深凸模和凹模結(jié)構(gòu)尺寸的計算， 掌握拉深凸模、凹模的結(jié)構(gòu)。 教學(xué)要求： 能夠計算凸、凹模的圓角半徑、間隙、工作 部分的尺寸等工藝參數(shù)；掌握有/無壓料、首次/ 再次拉深模的凸模和凹模結(jié)構(gòu)。,4.5.1 凸、凹模的圓角半徑 1.凹模圓角半徑 （1）根據(jù)經(jīng)驗公式確定凹模圓角半徑 首次（包括只有一次）拉深凹模圓角半徑： 式中 rd1首次拉深凹模圓角半徑； D坯料直徑； d凹模內(nèi)徑； t材料厚度。,以后各次拉深凹模圓角半徑逐漸減小 最后一次拉深的凹模圓角半徑等于工件的尺寸 當(dāng)制件直徑d200mm時，拉深凹模圓角半 徑應(yīng)按下式確定： rdmin=0.039d+2mm 要求：不宜采用過小的凹模圓角半徑，一般應(yīng) rd2t,（2）根據(jù)工件材料和厚度確定凹模圓角半徑 一般對于鋼的拉深件，rd=10t，對于有色金屬（鋁、黃銅、純銅）的拉深，rd=5t。 注： 1第一次拉深和較薄的材料，取表中的最大極限值； 2以后各次拉深和較厚的材料，取表中的最小極限值。,2.凸模圓角半徑 首次拉深凸模圓角半徑： rp1=（0.61.0）rd1 中間各次拉深凸模圓角半徑： rpi-1=0.5（di-1-di-2t） 最后一次拉深凸模圓角半徑： rpn=r，且rpn(23)t(t<6mm) 若工件底部圓角半徑小于拉深工藝性要求時，則應(yīng)按工藝性要求確定，在最后一次拉深后整形。,實例分析 （1）凹模圓角半徑rd 以后各次拉深凹模圓角半徑 rd2= rd3=1mm （2）凸模圓角半徑rp1 rp1=（0.61.0）rd1=1.1mm 以后各次拉深凹模圓角半徑 rp2=rp3=1mm,4.5.2 拉深模的凸、凹模間隙 拉深模的單邊間隙： 1.拉深間隙對拉深力、零件、模具的影響 間隙小，拉深力大、模具磨損大，使零件減 薄甚至拉裂；但沖件回彈小，精度高。 間隙大，坯料易起皺，精度差。 2.無壓邊圈的拉深模的單邊間隙C C=(11.1)tmax tmax毛坯厚度的最大極限值； 末次拉深用小值，中間拉深用大值。,3.有壓邊圈的拉深模的單邊間隙C 一般精度拉深： 間隙系數(shù) 較高精度拉深：,4. 對精度要求高的零件，為減小拉深后的回彈， 常采用負(fù)間隙拉深，單邊間隙值為 ： =(0.90.95)t 5.盒形件拉深模的間隙 當(dāng)尺寸精度要求較高時： (0.9 1.05)t 當(dāng)尺寸精度要求不高時： (1.1 1.3)t 最后一道拉深取較小值，圓角部分的間隙比 直邊部分大0.1t 。（圓角部分材料增厚）,實例分析 有壓邊圈 =(0.90.95)t=0.285,4.5.3 凸、凹模工件部分尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺 寸及公差決定。首次及中間各次拉深的模具尺寸 公差和拉深半成品的尺寸公差沒有必要作嚴(yán)格限 制，這時模具的尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸 即可。,1末次拉深的凸、凹模尺寸 （1）當(dāng)零件標(biāo)注外形尺寸時： （2）當(dāng)零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時： 式中 Dd、dd凹?；境叽?； Dp、dp凸模基本尺寸； Dmax拉深件外徑的最大極限尺寸； dmin拉深件內(nèi)徑的最小極限尺寸； 制件公差； d、p凹模和凸模制造公差； Z拉深模間隙。,2中間拉深的凸、凹模尺寸 式中 Di各工序的基本尺寸。 凸、凹模制造公差 非圓形凸、凹模的制造公差可根據(jù)工件的公 差來選定。工公差為 ITl3 級以上時, 和 可按IT6 8 級取，工件公差在 ITl4 級以下時, 按 ITl0 級 取；圓形凸凹模制造公差查表獲得。,凸、凹模工作表面粗糙度 凹模： 型腔表面Ra0.8m， 圓角表面Ra0.4m 凸模： Ra1.6m0.8m 拉深凸模的出氣孔尺寸,4.5.4 凸、凹模結(jié)構(gòu) 1.無壓料的拉深模凸、凹模結(jié)構(gòu) （1）一次拉深的凹模結(jié)構(gòu) 錐形凹模和等切面形凹模對抗失穩(wěn)起皺有利。 a）圓弧形 b)錐形 c）漸開線形 d）等切面形 a）適合大型拉深件，其余適合小型拉深件,（2）多次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu) 首次拉深凹模圓角處采用斜度為30度的錐面，以后各次拉深的凹模圓角采用圓弧面。,2.有壓料的拉深模凸、凹模結(jié)構(gòu) （1）有壓料多次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu) 工件直徑d100mm可采用錐形凹模結(jié)構(gòu)。,（2）最后拉深工序凸模底部的設(shè)計 保證拉深件底部平整,C盒形件凸模底部,測驗題 判斷 1、一般情況下，拉深模的凹模的圓角表面粗糙度應(yīng)比凸 模的圓角表面粗糙度小些。（ ）,參考答案,課后思考,1、拉深凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計要注意拉深過程中的什么問題？,4.6 拉深件成形模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解拉深模上的輔助部件的作用；理解拉深 模的典型結(jié)構(gòu)。 教學(xué)要求： 了解拉深模的三種常見的壓邊裝置、理解各 種壓邊圈的結(jié)構(gòu)；參考實物及動畫等資料掌握各 種典型拉深模的結(jié)構(gòu)。,4.6.1 拉深模的壓邊裝置 1.彈性壓邊裝置（多用于普通的單動壓力機(jī)） 由于壓邊力逐漸增大，只適用于淺拉深。 ）橡皮壓邊裝置 ）彈簧壓邊裝置 ）氣墊式壓邊裝置,2.剛性壓邊裝置 帶剛性壓邊裝置的拉深模（用于雙動壓力機(jī)） 剛性壓邊，壓邊力不隨行程變化，拉深效果 較好，且模具結(jié)構(gòu)簡單。 1-固定板 2-拉深凸模 3-剛性壓邊圈 4-拉深凹模 5-下模板 6-螺釘,3.壓邊圈的形式 （1）平面壓邊圈 適用于一般拉深模 （2）弧形壓邊圈 適用于 ， 且小凸緣和較大圓角半徑,（3）帶限位裝置的壓邊圈 適于拉深板料較薄或帶較寬凸緣的零件 （4）局部壓邊的壓邊圈 適于拉深帶寬凸緣工件,（5）帶拉深筋的壓邊圈 適用于凸緣特別小或半球形工件,4.6.2 拉深模的典型結(jié)構(gòu) 1.首次拉深模 （1）無壓邊裝置的簡單拉深模 1-定位板 2-下模板 3-拉深凸模 4-拉深凹模,（2）有壓邊裝置的拉深模 1）正裝拉深模 模柄 上模座 凸模固定板 彈簧 壓邊圈 定位板 凹模 下模座 卸料螺釘 10凸模,播放動畫,2）倒裝拉深模 1上模座 2推桿 3推件板 4錐形凹模 5限位柱 6錐形壓邊圈 7拉深凸模 8固定板 9下模座 帶錐形壓邊圈的倒裝拉深模,播放動畫,2.以后各次拉深模 （1）無壓邊裝置的以后各次拉深模,（2）有壓邊裝置的以后各次拉深模 1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-壓邊圈 5-頂桿 6-彈簧,3.落料拉深復(fù)合摸 （1）正裝落料拉深復(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,播放動畫,（2）后次拉深、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-凸模固定板 6-墊板 7-沖孔凸模 8-拉深凸模 9-限位螺栓 10-螺母 11-墊柱 12-拉深切邊凹模 13-切邊凸模 14-固定塊,筒形件切邊的工作原理 擠切修邊,4.6.3 拉深件成形模具總體設(shè)計 實例分析,展開圖 排樣圖,測驗題 填空 1、拉深模中壓邊圈的作用是防止工件在變形過程中發(fā)生 。 判斷 1、在拉深過程中，壓邊力過大或過小均可能造成拉裂。 （ ）,參考答案,課后思考,1、說出常見的單工序拉深模類型。,4.7 其它旋轉(zhuǎn)體件的拉深 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解其它常見旋轉(zhuǎn)體拉深件的結(jié)構(gòu)、拉深過 程；理解它們的拉深工序安排。 教學(xué)要求： 能夠計算階梯圓筒件的拉深次數(shù)，確定各種 形狀的階梯圓筒件的拉深工序安排；理解難拉深 的球面、錐形等曲面旋轉(zhuǎn)體拉深件的工藝方案。,4.7.1 階梯圓筒件的拉深 1. 拉深次數(shù) 一次拉深的條件： h-直徑為dn的有凸緣圓筒形件首次拉深的允許相對高度。,2. 多次拉深工序的安排 ）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；,）若某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(jìn)行，即由小階梯拉深到大階梯；,上圖中，d2/d1<m2極限，故先分三次拉出直徑為d2的帶凸緣筒形件，再用工序V拉出d1。,）若最小階梯直徑過小時，但高度不大時，最 小階梯可用脹形法得到； ）若淺階梯零件的相鄰階梯直徑相差較大時， 不能一次拉出，可先拉成圓形或帶有大圓角 的筒形件，再整形得到該零件。,4.7.2 曲面旋轉(zhuǎn)體的拉深 曲面旋轉(zhuǎn)體工件包括球形件、錐形件、拋物 面件等復(fù)雜形狀的曲面工件，其凸緣部分與中間 部分都是變形區(qū)，而且中間部分是主要變形區(qū)。 曲面旋轉(zhuǎn)體件的凸模接觸面積小、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，因此拉深較困難。,一、球形件的拉深 球形件可分為半球形件和非半球形件兩類 。,毛坯相對厚度t/D 可不用壓邊圈，帶整形 必須壓邊圈或反向拉深 必須拉深筋或反向拉深,二、錐形件的拉深 （1）淺錐形件（ ） 可帶壓邊圈一次拉深成形， 為抑制回彈，常用帶有拉深筋 的模具結(jié)構(gòu)。 H-錐形件高度; d-錐形件口部直徑。,（2）中錐形件（ ） 多為一次拉深成形 ） 可一次拉深成形，不需壓邊,行程終了時需整 形； ） 可一次拉深成形，但需采用壓邊圈、拉深筋、 增加工藝凸緣等措施，防止起皺； ） 需多次拉深，預(yù)成形球形或大圓角圓筒件， 再逐次拉深成所需形狀的零件。,（3）深錐形件（ ） 易變薄破裂，易起皺，需多次拉深才能成形,3.拋物面形件的拉深 （1）淺拋物面件 當(dāng)拋物面件時，可按帶有拉深 筋的凹?；蚍蠢畹那蛐渭钸M(jìn)行。 （2）深拋物面件 當(dāng)拋物面件時，需要多次拉深或反 拉深逐漸成形、液壓機(jī)械拉深法。,課后思考,1、階梯形旋轉(zhuǎn)體拉深件的拉深工藝方案。,4.8 盒形件的拉深 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解盒形件的變形特點，掌握盒形件的有關(guān) 工藝計算。 教學(xué)要求： 能夠簡略計算低盒件、高盒件的毛坯尺寸； 理解高盒形件的拉深方法。,4.8.1 盒形件的變形特點 盒形件是非旋轉(zhuǎn)體零件，變形不均勻，導(dǎo)致 應(yīng)力分布不均勻，其拉深變形可分為： ）圓角部位的變形 圓角部分相當(dāng)于圓筒形件拉深，徑向伸長， 切向縮短； ）直邊部位的變形 直邊部分相當(dāng)于彎曲變形，還有徑向伸長， 切向壓縮的拉深變形。 但兩部分因相互聯(lián)系而不能簡單地認(rèn)為是圓 筒形件拉深和彎曲變形。,4.8.2 盒形件毛坯 1.低盒形毛坯 矩形盒件的拉深高度；矩形盒件的最短邊長。 可一次拉深或補充一道整形工序。 毛坯的一種計算方法： 根據(jù)工件表與毛坯的表面積相等的原則計算。 （1）按彎曲計算直邊部分的展開長度； （無凸緣） l直邊部分的長度； r1矩形盒件底部與直壁間的圓角半徑； H0矩形盒件高度； H修邊余量。,（2）把圓角部分看成是直徑為d=2r2，高為H的圓筒件，則展開的毛坯半徑為： （無凸緣） 當(dāng)； 式中 R坯料圓角半徑； r1矩形盒件底部與直壁間的圓角半徑； r2底部圓角半徑； H矩形盒件的拉深高度。,（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。,2.高矩形盒件毛坯 當(dāng)零件為方盒形且高度比較大，需要多道工 序時，可采用圓形毛坯，其直徑為：,高度和圓角半徑較大的盒形件， 毛坯的形狀可做成長圓形或橢圓形。 長圓形毛坯尺寸 ）圓弧半徑 D-假象尺寸為BB的方盒坯料直徑 ）長度 ）寬度,4.8.3 高盒形件拉深方法及工序尺寸計算 高方盒形件 采用圓筒工序件過渡成形 1）確定毛坯直徑D； 2）(n-1)道工序半成品的直徑 3）按圓筒形件拉深計算，由 直徑D的平板毛坯拉深成直徑為 Dn-1，高度為hn-1的圓筒。,測驗題 填空 1、矩形件拉深時，直邊部分變形程度相對 ，圓角部 分的變形程度相對 。,參考答案,課后思考,1、為什么說盒形件比圓筒形件(同等截面周長)的拉深變形要容易？,4.9 其它拉深方法 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解各種軟模拉深的方法，理解變薄拉深與 不變薄拉深的區(qū)別。 教學(xué)要求： 區(qū)別軟凸模與軟凹模拉深的特點；通過拉深 工件的對比，能夠理解變薄拉深與不變薄拉深的 區(qū)別。,4.9.1 軟模拉深 1. 軟凸模拉深 用液體代替凸模進(jìn)行拉深，主要用于拉深錐 形件、半球形件和拋物線件等。,液體凸模拉深的變形過程,2. 軟凹模拉深 用橡膠或高壓液體代替金屬拉深凹模； （1）聚氨酯橡膠凹模拉深,1-容框；2-聚氨酯橡膠；3-毛坯；4-凸模 ；5-壓邊圈 聚氨酯橡膠拉深模 a)不帶壓邊圈的拉深 b)帶壓邊圈的拉深,（2） 液體凹模拉深,1-溢流閥；2-凹模；3-毛坯4-模座；5-凸模；6-潤滑油 液體凹模拉深,（3） 橡皮液囊凹模拉深,1-橡皮囊；2-液體；3-板材；4-壓邊圈；5-凸模 橡皮囊凹模的拉深過程 a)原始位置；b)拉深工藝在進(jìn)行中；c)拉深結(jié)束，壓邊圈上升推出工件,4.9.2 變薄拉深 所謂變薄拉深,主要是在拉深過程中改變拉 深件筒壁的厚度,而毛坯的直徑變化很小。,課后思考,1、說出減薄拉深與拉深的區(qū)別。,4.10 拉深次品分析及拉深中的輔助工序 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 通過理解各次拉深的特點，分析拉深過程中 出現(xiàn)的次品原因；了解拉深工藝中使用輔助工序 的作用及目的。 教學(xué)要求： 能夠看圖分析出起皺、拉裂等拉深現(xiàn)象的原 因，并給出適當(dāng)?shù)慕鉀Q措施；了解拉深中的輔助 工序的目的及影響。,4.10.1 各次拉深的特點 （1）材料的均勻性 首次拉深時，材料的厚度和機(jī)械性能可視為 均勻；以后各次拉深時，筒壁的壁厚及機(jī)械性能 是不均勻的。 （2）凸緣變化 首次拉深時，凸緣縮??；以后各次拉深時， 凸緣保持不變。 （3）拉深力 首次拉深時，拉深力很快達(dá)到最大，然后逐 漸減??；以后各次拉深時，拉深力呈一逐漸增加 的趨勢。,（4）拉深破裂發(fā)生時間 首次拉深時，發(fā)生在初始階段；以后各次拉 深時，發(fā)生在終結(jié)階段。 （5）起皺 以后各次拉深起皺的機(jī)率比首次拉深起皺的 機(jī)率大。 （6）拉深系數(shù) 以后各次拉深的拉深系數(shù)比首次拉深的拉深 系數(shù)大得多。,4.10.2 拉深次品分析 1. 起皺 原因： ）凸緣部位受切向壓應(yīng)力； ）材料較薄。 解決： ）加壓邊圈，提高壓力力； ）適當(dāng)提高材料厚度。,. 拉裂 壁部被拉裂 原因： ）徑向拉應(yīng)力過大； ）凹模圓角半徑過??； ）潤滑不良； ）材料塑性較差。 解決： ）減小壓邊力； ）加大凹模圓角半徑； ）正確使用潤滑劑； ）選用塑性好材料或增加中間退火工序。,底部被拉裂 原因：凹模圓角半徑過小； 解決：加大凹模圓角半徑，使其圓滑過渡，降低 表面粗糙度。,播放動畫,. 邊緣高低不一致及有折皺 邊緣高低不一致的原因： ）毛坯與凸、凹模中心不合； ）材料厚度不均； ）凹模圓角半徑和凹模間隙不均。 邊緣有折皺的原因： 凹模圓角半徑太大，壓邊圈壓不到最后流進(jìn) 凹模且起皺的材料。 解決： ）減小凹模圓角半徑； ）采用弧形壓邊圈。,4.10.3 拉深工藝的輔助工序 作用：利于拉深，提高模具壽命和工件尺寸精度、 表面質(zhì)量。 1. 潤滑 目的： 1）降低材料與模具間的摩擦系數(shù)； 2）提高材料的變形程度； 3）方便從沖模中取出工件； 4）保證工件表面質(zhì)量。 使用： 一般在凹模和材料之間加潤滑劑,2. 熱處理 目的：恢復(fù)材料的塑性，消除冷作造成的內(nèi)應(yīng)力 對普通硬化金屬（如08鋼、10鋼、15鋼，黃 銅和退火過的鋁等），若工藝過程正確，模具設(shè) 計合理，在拉深次數(shù)較少的情況下，可不必進(jìn)行 中間熱處理。 對高度硬化金屬（如不銹鋼、耐熱鋼、退火 紫銅等），一般經(jīng) 道工序后就要進(jìn)行中間 熱處理。,3. 酸洗 目的：去除熱處理工序件的氧化皮及其它污物。 酸洗工藝過程： ）等待工件退火冷卻； ）加熱的稀酸中侵蝕； ）冷水中沖洗； ）弱堿中中和； ）熱水中沖洗； ）烘干。 退火、酸洗是延長生產(chǎn)周期和增加生產(chǎn)成本、 產(chǎn)生環(huán)境污染的工序，應(yīng)盡可能加以避免。,測驗題 填空 1、拉深加工時，潤滑劑涂在與 接觸的 表面上。 2、拉深過程中的輔助工序有 、 、 等。,參考答案,課后思考,1、拉深工序中的起皺、拉裂現(xiàn)象是如何產(chǎn) 生的，如何防止它？ 2、拉深過程中潤滑的目的是什么？如何合 理潤滑？ 3、說出圓筒形拉深件壁部破裂，凸緣起皺 的原因，并指出預(yù)防方法。,本章小結(jié),本章按照拉深模的設(shè)計程序，以一個拉深件 為案例，分析了彎曲模的設(shè)計過程，重點在拉深 件的工藝分析、工藝計算以及拉深模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 方面的基礎(chǔ)知識，同時也強(qiáng)調(diào)了設(shè)計中需要注意 的一些要點。 通過本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能夠舉一反三，獨 立的完成中等復(fù)雜程度的拉深模的設(shè)計。,測驗題 填空 1、不變薄拉深簡單旋轉(zhuǎn)體毛坯尺寸的計算常采用等面積法 。,返 回,測驗題 填空 1、拉深變形程度用 拉深系數(shù)m 表示。 判斷 1、后次拉深的拉深系數(shù)可取得比首次拉深的拉深系數(shù) 小。（） 2、拉深系數(shù)越小，說明拉深變形程度越大。（） 3、要分多次拉深的圓筒形件，每次拉深系數(shù)應(yīng)該大于或等于圖表推薦值。（） 計算,返 回,測驗題 判斷 1、一般情況下，拉深模的凹模的圓角表面粗糙度應(yīng)比凸 模的圓角表面粗糙度小些。（）,返 回,測驗題 填空 1、拉深模中壓邊圈的作用是防止工件在變形過程中發(fā)生 起皺 。 判斷 1、在拉深過程中，壓邊力過大或過小均可能造成拉裂。 （）,返 回,測驗題 填空 1、矩形件拉深時，直邊部分變形程度相對較小，圓角部 分的變形程度相對 較大。,返 回,測驗題 填空 1、拉深加工時，潤滑劑涂在與凹模接觸的 毛坯表面上。 2、拉深過程中的輔助工序有中間退火、潤滑、酸洗等。,返 回,