(纯实战)宽凸缘圆筒形拉伸件级进模具设计实例.doc

宽凸缘圆筒形拉伸件级进模具设计实例定义： 凸缘的相对直径（dp包括修边余量）相对拉伸高度 （所有数据均取中性层数值）带凸缘圆筒形件拉伸一般分为两类:第一种： 窄凸缘 = 1.11.4第二种： 宽凸缘 1.4计算宽凸缘圆筒形件工序尺寸原则：1. 在第一次拉伸时，就拉成零件所要求的凸缘直径，而在以后的各次拉伸中，凸缘直径保持不变。2. 为保证拉伸时凸缘不参加变形，宽凸缘拉伸件首次拉入凹模的材料应比零件最后拉伸部分实际所需材料3%-10%（按面积计算，拉伸次数多去上限，拉伸次数少去下限），这些多余材料在以后各次拉深中逐次将1.5%-3%的材料挤回到凸缘部分，使凸缘增厚避免拉裂。这对材料厚度小于0.5mm的拉伸件效果更显著。凸缘圆筒形件拉伸工序计算步骤：1. 选定修边余量（查表1）2. 预算毛培直径3. 算出x100 和 ，查表2第一次拉深允许的最大相对高度之值，然后与零件的相对高度相比，看能否一次拉成。若则可一次拉出，若则许多次拉深，这是应计算各工序尺寸。4. 查表3第一次拉深系数m1，查表4以后各工序拉深系数m2、m3、m4，并预算各工序拉深直径，得出拉深次数。5. 调整各工序拉深系数。 计算实例1.产品件 凸缘直径：dp=74.9 拉伸直径：d=43.15 拉伸高度：H=19.5 材料厚度：t=12修边余量表1 带凸缘拉深件修边余量凸缘尺寸dp相对凸缘尺寸 dp/d1.51.5222.52.53251.61.41.21502.521.81.61003.532.52.21504.33.632.520054.23.52.72505.54.63.82.83006543相对凸缘尺寸：=74/43.15=1.71 ；根据上面的表格(表1) 1.5<=1.71<2 ；50<dp=74 <1004<100则，带凸缘的拉伸件修边余量：23，取值 3 则，带凸缘的拉伸件修边余量：d=3 mm3. 展开根据成型前后中性层的面积不变原理使用UG测量出拉深件中性层面积7379.0492 mm² （不推荐使用公式计算，个人感觉一般计算得数偏大，故本文省略公式）则，展开尺寸D= = 96.9597 mm4. 拉深系数确定表2 带凸缘拉深件的首次拉深系数凸缘相对直径dp/d1材料相对厚度x1000.20.20.50.50.111.51.51.10.640.620.60.580.551.11.30.600.590.580.560.531.31.50.570.560.550.530.511.51.80.530.520.510.500.491.820.470.460.450.440.43表3 带凸缘拉深件的首次拉深最大相对高度h1/d1凸缘相对直径dp/d1材料相对厚度x1000.20.20.50.50.111.51.51.10.450.500.570.650.751.11.30.400.450.500.560.651.31.50.350.400.450.500.581.51.80.290.340.370.420.481.820.250.290.320.360.42表4 带凸缘拉深件的以后各次拉深系数凸缘相对直径dp/d1材料相对厚度x1000.20.20.50.50.111.51.5m20.800.790.780.760.75m30.820.810.800.790.78m40.850.830.820.810.80m50.870.860.850.840.82(1) 验证可否一次完成拉伸材料相对厚度：t/D=1/97×100=1.031凸缘相对直径：dp/d=80.9/43.15=1.87总的拉伸系数：M=d/D=43.15/97=0.45根据上表（附表2）：0.5< t/D 1；1.8< dp/d <2则有工艺切口的首次最小拉伸系数 M1=M根据上表（附表3）有工艺切口的首次拉伸最大相对高度：h/d=19.5/43.15=0.45>0.32所以，根据 M1=M 和 h/d=0.45>0.32 ,判定一次拉伸不能成功，需要多步拉伸。(2) 初步取第一次拉伸系数 M1=0.51根据上表（附表2）,第一次初步取第一次拉伸系数 M/1=0.51则，第一次拉伸的直径：d1=D×M1=97×0.51=49.4750第一次拉伸的凹模入口R角：rd=5.48,取值rd=6.5（保证拉伸顺利）第一次拉伸的冲头R角：rp=(0.71)×rd=4.556.54.5根据中性层的面积不变原理,UG计算（根据已知数据逐一尝试拉深高度），第一次拉伸高度：h1=18.9第一次拉伸的相对高度：h1÷d1=18.9÷50=0.378第一次拉伸的凸缘相对直径：dp÷d1=80.9÷50=1.62根据上表（附表73）,dp÷d1=1.62；t/D=1；h1÷d1=0.378>0.37所以，经过以上验证，M1=0.51 不合适(3) 初步取第一次拉伸系数 M1=0.55根据上表（附表2）,第二次初步取第一次拉伸系数 M1=0.55则，第一次拉伸的直径：d1=D×M1=97×0.55=53.3554第一次拉伸的凹模入口R角：rd=5.86,取值rd=6.5（保证拉伸顺利）第一次拉伸的冲头R角：rp=(0.71)×rd=4.556.54.5根据中性层的面积不变原理,UG计算，第一次拉伸高度：h1=17.9第一次拉伸的相对高度：h1÷d1=17.9÷54=0.332第一次拉伸的凸缘相对直径：dp÷d1=80.9÷54=1.4981.5根据上表（附表3）,dp÷d11.5；t/D=1；h1÷d1=0.332<0.37(很接近)所以，经过以上验证，虽然0.332<0.37，但是两者很接近，为保险起见，M1=0.55 也不合适(4) 初步取第一次拉伸系数 M1=0.58根据上表（附表2）,第三次初步取第一次拉伸系数 M1=0.58则，第一次拉伸的直径：d1=D×M1=97×0.58=56.2657第一次拉伸的凹模入口R角：rd=5.66,取值rd=6.5（保证拉伸顺利）第一次拉伸的冲头R角：rp=(0.71)×rd=4.556.54.5根据中性层的面积不变原理,UG计算，第一次拉伸高度：h1=17.2第一次拉伸的相对高度：h1÷d1=17.2÷57=0.302第一次拉伸的相对高度：h1÷d1=17.2÷57=0.302第一次拉伸的凸缘相对直径：dp÷d1=80.9÷57=1.42根据上表（附表73）,dp÷d1=1.42；t/D=1；h1÷d1=0.302<0.45所以，经过以上验证，M1=0.58 合适(5) 初步取第二次拉伸系数 M1=0.8根据上表（附表4）,初步取第二次拉伸系数 M2=0.8(取高一个规格)则，第二次拉伸的直径：d2=d1×M2=57×0.8=45.646 (粗算需拉深三次)第二次拉伸的凹模入口R角(rdn-1=（0.60.8）rdn) ： rd=R6.5->R5.5->R4.5，则,拉伸凹模入口R角： rd=5.5同理，第二次拉伸的冲头R角：rp=R4.5->R3.5->R2.5=3.5根据中性层的面积不变原理,UG计算，第二次拉伸高度：h2=19.3(6) 初步取第三次拉伸系数 M1=0.82根据上表（附表4）,初步取第三次拉伸系数 M2=0.82则，第三次拉伸的直径：d/3=d/2×M/3=46×0.82=37.72<d(43.15)(7) 调整拉深系数调整第二次和第三次的拉伸系数。第二次:M2=0.84 => d2=47.8848；rd=5.5；rp=3.5；h2=18.7；第三次:M3=43.15÷48=0.8990.9 => d3=43.15；rd=4.5；rp=2.5；h3=19.5；(8) 总结5. 拉深力计算表5 系数k1、k2m10.550.570.600.650.700.750.80K11.00.930.860.720.600.550.40m20.700.750.800.850.900.95K21.00.900.800.700.600.50带凸缘筒形拉伸件拉伸力：F=×d/n×t××KF：拉伸力Dn：第n次的拉伸直径t：材料厚度:材料的抗拉强度K：调整系数（参考上表5）注：K1是首次拉伸时的系数； K2是首次以后的系数;(1)第一次拉伸的拉伸力： d1=57m1=0.58 k1=0.91F/1 =×d1×t××K1 =3.14×57×1×350×0.91 =57005.13 (N) =5700.5 (KG) 5.7 (吨)(2)第二次拉伸的拉伸力： d2=48 m2=0.84K2=0.72F2 =×d2×t××K2 =3.14×48×1×350×0.72 =37981.44 (N) =3798.2 (KG) 3.8 (吨)(3)第三次拉伸的拉伸力： d3=43.15 m3=0.90 K3=0.60F/3 =×d/3×t××K/3 =3.14×43.15×1×350×0.60 =28453.11 (N) =2845.3 (KG) 2.9 (吨)6. 压边力计算拉伸件压边力：F压=A×p ；压边力或者是：F压 = /4×dn-1²-(dn+2rdn)²×p ；F压：压边力；A：压边圈内的毛料面积；p：单位压边力（查上表 3-3）；dn：第n次的拉伸直径；dn-1：第(n-1)次的拉伸直径；n=1时，dn-1=D；rdn：第n次拉伸凹模的入口R角；d0=D=97；d1=57；d2=48；d3=43.15；rd1=6.5；rd2=5.5；rd3=4.5；查上表：p=2.5(1) 第一次拉伸的压边力：F压1=0.9 ton (2) 第二次拉伸的压边力：F压2=负数 ，不需压边力(3) 第三次拉伸的压边力：F压3=负数 ，不需压边力画出排样