第4章-拉深工艺与拉深模具设计.ppt

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1、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学习目的与要求n了解拉深变形规律及拉深件质量影响因素； n掌握拉深工艺计算方法；n掌握拉深工艺性分析与工艺设计方法； n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；n掌握拉深工艺与拉深模

2、设计的方法和步骤。 第4章 拉深工艺与拉深模具设计重点 难点n拉深变形规律及拉深件质量影响因素；n拉深工艺计算；n其它形状零件的拉深变形特点；n拉深模典型结构与拉深模工作零件设计。n拉深变形规律及拉深件质量影响因素；n拉深工艺计算方法；n拉深工艺性分析与工艺方案制定；n拉深模典型结构与结构设计；n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4.1 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4.1 拉深变形分析4.1.1拉深变形过程分析第4章 拉深工艺与拉深模具设

3、计(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4.1 拉深变形分析4.1.1拉深变形过程分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计1.工件凸缘部分2.工件圆角部分2.3.工件筒形侧壁部分3.4.工件底部圆角部分4.5.工件筒底部分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4.2 拉深工艺设计4.2.1拉深件工艺性分析（续）1.

4、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)凸缘直径第4章 拉深工艺与拉深模具设计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(5)凸缘直径第4章 拉深工艺与拉深模具设计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

5、的高度尺寸 第4章 拉深工艺与拉深模具设计(a)以底为基准 (b)以口部为基准 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续

6、） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2

7、 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.2 拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.2.2 拉深工序设计（续） 拉深工序安排的一般规则如下： 4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计 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(1)体积不变原理(2)相似原理4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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

8、余量(2)求毛坯尺寸4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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。 4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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。 4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.3.3筒形拉深件的拉深系数与拉深次数（续）1.拉深

9、系数(1)拉深系数的概念和意义 4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4)拉深方式5)凹模和凸模圆角半径6)润滑条件及模具情况7)拉深速度(v)4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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

10、圆筒件拉深次数的方法有以下几种：(1)计算法 (2)查表法(3)推算法 4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.3.4拉深凸模与凹模的圆角半径1.凹模圆角半径2.凸模圆角半径r凸4.3 圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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。4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计 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

11、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。4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.4.1带凸缘圆筒形工件拉深方法4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.4.1带凸缘圆筒形工件拉深方法(续)宽凸缘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 (a) 圆角半径不变,减小直径增加高度 (b) 高度不变，减小圆角半径缩小筒径 4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.4 带凸缘圆筒形

12、件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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：(1)用拉深系数确定拉深次数4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.4.3 确定拉深系数4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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：(1)用拉深系数确定拉深次数4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具

13、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)的拉深工序尺寸。4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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)的拉深工序尺寸。(a) (b) (a)工序1 落料拉深 (b)工序2拉深4.4 带凸缘圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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)

14、工序5 修边 4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计 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4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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mm。 4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.5.1拉深次数的确定（续）【例4-4】确定阶梯形拉深次数 4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.5.2

15、 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 4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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

16、件的拉深4.5 阶梯圆筒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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 139D1t550D1ta) b)4.6 曲面形状零件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计 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 。4.6 曲面形状零件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.6.1 锥形件的

17、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(1)阶梯拉深法4.6 曲面形状零件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.6 曲面形状零件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.6 曲面形状零件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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。 71. 022ddD

18、dm4.6 曲面形状零件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.6.3 抛物线形件(1)直接 拉深法4.6 曲面形状零件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.6.3 抛物线形件（续）(2)阶梯拉深法4.6 曲面形状零件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.6.3 抛物线形件（续）(3)反拉深法(4)液压机械拉深法4.7 盒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计 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

19、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。 4.7 盒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.7.2 拉深用毛坯形状尺寸和拉深工序的确定 由于矩(方)形件拉深时，变形的不均匀性，其不均匀程度及可成形性受尺寸参数、和转角半径的大小及相互关系影响，拉深用毛坯形状尺寸和拉深工序的确定方法也随之不同。 4.7 盒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计 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。4.7 盒形件拉深工艺设计第4章 拉深工艺与拉深模具设

20、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。4.8 拉深模典型结构分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计 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。4.8 拉深模典型结构分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计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 无压边装置的首次拉深： 1凸模；2

21、定位板；3凹模；4下模座4.8 拉深模典型结构分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.8.2 首次拉深模（续） (2)弹性压边装置的首次拉深模，具有弹性压边装置的首次拉深模：4.8 拉深模典型结构分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.8.3后续各工序拉深模1推件板；2拉深凹模；3拉深凸模；4压边圈；5顶杆4.8 拉深模典型结构分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.8 拉深模典型结构分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.8.4落料拉深复合模(2)再次拉深、冲孔、切边复合模1

22、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4.8 拉深模典型结构分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.8.5带料连续拉深模(1)正装式带料连续拉深模4.8 拉深模典型结构分析第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.8.5带料连续拉深模（续）(2)倒装式带料连续拉深模4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计 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

23、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。4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.9.1压边装置与压边圈形式2.压边圈的形式4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计

24、4.9.1压边装置与压边圈形式2.压边圈的形式 4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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) FqP压压P4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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；

25、材料的抗拉强度，； K 修正系数 bdtKPb4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.9.3拉深力的计算2.拉深带凸缘圆筒形件所需的拉深力 带凸缘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，首次拉深修正系数见表。bdtKPb4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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

26、总和(mm)； t材料厚度(mm)； 材料的抗拉强度，； ， 修正系数btLKrKP)2(21b1K2K4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.9.3 拉深力的计算3.拉深矩形盒件所需的拉深力(1)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 KtrBPb)72. 14(b4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.9.3 拉深力的计算3.拉深矩形盒件所需的拉深力(1)对于矩形盒件，其最后一道工序的拉深力可按下式计

27、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。KtrLPb)72. 1(b4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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)。压拉PPP00P拉P压P4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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)； 拉深最大压力(N)； C修正系数。1000ma

28、xHCPW maxP4.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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，； 电动机效率，； n压力机每分钟行程数(次/min) ； K不均衡系数，。211920KWnN 124.9 压边力和拉深力的确定第4章 拉深工艺与拉深模具设计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。4.10 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.10.1

29、 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。 max1 . 10 . 1tZ maxt4.10 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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按表选取。 max1 . 10 . 1tZ 4.10 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.10.2 凸模和凹模工作部分的尺

30、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 凹模尺寸凹凹075. 0DD0275. 0凸凸ZDD04 . 0凸凸 dd凹凹024 . 0Zdd4.10 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.10.2凸模和凹模工作部分的尺寸及制造公差（续）(3) 若以凹模为基准时，则凹模尺寸凸模尺寸 =(D2Z 凹凹0DD02凸凸ZDDD凸 0)凸4.10 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.1

31、0 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.10 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.10 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计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4.10 拉深模工作部分设计第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.10.3 凸模和凹模的结构（续）3.带限制圈的拉深凹模例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

32、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

33、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。材 料08、10、15钢铝黄铜纯铜不锈钢镁合金、钛合金可拉深次数454221低温(再结晶)退火温度第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.11 拉深的辅助工序4.11.2 退火（续）材 料08、10、15钢Q195、Q21520、25、30、Q235、Q25530CrMnSiA不锈钢1Cr18Ni9Ti纯铜T1、T2黄铜H62、H68镍铝加热温度/76078090092070072065070011501170600650650700750850300

34、400保温时间/min20402040601218303015302030冷却方式空冷随炉冷空冷在气流中冷却空冷250后空冷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4.11 拉深的辅助工序4.11.3 酸洗序号工艺项目化学成分含量说 明1有机除油70#汽油100%浸泡1015min2化学除油HK-851脱脂剂60g/L加热至4050，浸泡30min3清洗清水100%流动清水清洗4无光泽酸洗HClH2O20%80%浸泡1020min5辅助清洗清水100%流动清水清洗6光泽酸洗HNO3H2SO4HCl水28%21%1%50%在酸液中，快速翻动1015次，时间不超过0.5min7中

35、和Na3PO4H2O15%20%80%85%浸泡13min8清洗清水100%加热至90左右，浸泡5min后用清水9烘干放入温度为200的烘箱烘干，空冷低碳钢酸洗工艺第4章 拉深工艺与拉深模具设计4.11 拉深的辅助工序 4.11.3 酸洗（续）序号工艺项目化学成分含量说 明1有机除油70#汽油100%浸泡1015min，翻动数次2化学除油HK-851脱脂剂60g/L加热至4050，浸泡30min翻动数次3清洗清水100%流动清水清洗4无光泽酸洗HClH2SO4H2O20%20%60%浸泡310min，期间翻动数次5辅助清洗清水100%流动清水清洗6光泽酸洗H2SO4HNO3HClH2O40%4

36、0%3%5%15%17%在酸液中，快速翻动1015次，时间不超过0.5min7中和H2ONaOH95%5%浸泡12次8清洗清水100%加热至90左右，浸泡5min后用清水9烘干放入温度为200的烘箱烘干空冷 铜及铜合金酸洗工艺 第4章 拉深工艺与拉深模具设计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(1)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 tD0.045 1m板料不起皱的条件为：或：拉深方法第一次拉深以后各

37、次拉深(t/D)100m1(t/D)100mn用压边圈可用可不用压边圈不用压边圈1.51.52.02.00.600.600.60111.51.50.800.800.80第4章 拉深工艺与拉深模具设计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：tD0.03 1m (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

38、艺与拉深模具设计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

39、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

40、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4.13 支座拉深模设计详解4.13.1

41、冲压件工艺性分析(1)拉深件的形状和尺寸(2)拉深件的尺寸精度(3)产品材料结论：适合冲裁。第4章 拉深工艺与拉深模具设计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(1)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：hhHh2256. 072. 14rrddHdD第4章 拉深工艺与拉深模具设计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 压拉PPP0bd

42、tKP第4章 拉深工艺与拉深模具设计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(1)凸、凹模间隙的计算(2)凸、凹模的圆角半径的计算1)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凹r凸r第4章 拉深工艺与拉深模具设计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(1)压边圈的设计(2)压边装置的设计 第4章 拉深工艺与拉深模具设计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tsHHHHHHH下模座垫板压边圈凹模固定板上模座第4章 拉深工艺与拉深模具设计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