模具设计与制造第二张荣清主编电子拉深工艺与拉深模PPT学习教案.pptx

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1、会计学 1模具设计与制造第二 张荣清 主编电子(dinz)拉深工艺与拉深模第一页，共115 页。2023/5/26 2(2)(2)曲线旋转体拉深件 曲线旋转体拉深件 如搪瓷 如搪瓷(tngc)(tngc)盆、汽车灯 盆、汽车灯壳和炒锅等；壳和炒锅等；(3)直壁非旋转体制件(盒形制件)如计算机接口(ji ku)固定架、饭盒和水斗等；第1 页/共115 页第二页，共115 页。2023/5/26 3(4)(4)曲面非旋转体拉深件 曲面非旋转体拉深件 如汽车 如汽车(qch)(qch)覆盖件。覆盖件。按毛坯(mop)形状可分为首次拉深（以平板作毛坯(mop)）和以后的各次拉深（以空心件作毛坯(mop

2、)）；按壁厚变化可分为普通拉深（工件壁厚不变）和变薄拉深（工件壁厚变薄）。变薄拉深用于制造薄壁厚底、变壁厚、大高度的筒形件（如易拉罐）第2 页/共115 页第三页，共115 页。2023/5/26 4 拉深件的工艺性 1.拉深件的形状(xngzhun)和尺寸（1）拉深件的结构形状应简单、对称，尽量避免急剧(jj)的外形变化；（2）标注尺寸时，应根据使用要求只标注内形尺寸或只标注外形尺寸，不能同时标注内、外形尺寸。筒壁和底面连接处的圆角半径只能(zh nn)标注内形，材料厚度不宜标注在筒壁或凸缘上；第3 页/共115 页第四页，共115 页。2023/5/26 5（3）拉深件的底部或凸缘上有孔时

3、，孔边到侧壁的距离(jl)应满足ard+0.5t；（4）多次拉深件的筒壁或凸缘(t yun)的内、外表面应允许有压痕；（5）非对称的空心件应进行组合，成对进行拉深,然后将其切成两个(lin)或多个零件.第4 页/共115 页第五页，共115 页。2023/5/26 6 2.拉深件的高度(god)拉深件的高度h 对拉深成形的次数和成形质量均有重要的影响，常见(chn jin)零件一次成形高度为：无凸缘(t yun)筒形件：h（0.50.7）d带凸缘(t yun)筒形件：当dt/d1.5 时,h（0.40.6）d d 拉深件壁厚中径 dt 拉深件凸缘(t yun)直径第5 页/共115 页第六页，

4、共115 页。2023/5/26 7 3.拉深件的圆角半径(bnjng)拉深件凸缘与筒壁间的圆角半径应取rd2t，为便于拉深顺利，一般rd=（48）t，当rd 2t，需增加(zngji)整形工序；拉深件底面与筒壁间的圆角半径应取rp2t，为便于(biny)拉深顺利，一般rp=（35）t，当rp 2t，需增加整形工序；凸模圆角半径大，减小了板料绕凸模弯曲的拉应力，增加了危险断面的抗拉强度，增加了极限变形程度。第6 页/共115 页第七页，共115 页。2023/5/26 8 4.拉深件的尺寸(ch cun)精度一般不高于IT11 级，如高于，则需增加整形工序。由于材料的各向异性，拉深件的口部和凸

5、缘(t yun)外缘一般是不整齐的，拉深结束后，要增加切边工序。5.拉深件的材料(cilio)选用 良好的塑性，较小的屈强比和较大的厚向异性系数 第7 页/共115 页第八页，共115 页。2023/5/26 9 4.2 拉深工艺(gngy)设计及计算 拉深变形过程(guchng)及特点圆形平板(pngbn)毛坯拉深成开口直壁圆筒形件，且h(D-d)/2拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处:拉深凸、凹模都有一定的圆角,而不是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。第8 页/共115 页第九页，共115 页。2023/5/26 10 面积相等原则：将三角形阴影部分切除，把留下的狭条沿直径d 的圆周折弯

6、(sh wn)后竖起来并加以焊接，就得到一个直径为d，高度为h=（D-d）/2的圆筒件，说明被切除的三角形阴影部分在模具的作用下发生了塑性流动，从而使拉深后的工件高度增加了h，所以h（D-d）/2。第9 页/共115 页第十页，共115 页。2023/5/26 11 工件(gngjin)的壁厚和硬度也有所变化第10 页/共115 页第十一页，共115 页。2023/5/26 12 拉深后的网格(wn)变化（1）直径(zhjng)为d 的网格基本保持不变，拉深后成为筒底。（2）D-d 环形部分的网格发生了明显的变化(binhu)，由扇形网格（A1）变成了矩形网格（A2）。第11 页/共115 页

7、第十二页，共115 页。2023/5/26 13 拉深后的网格(wn)变化（3）原来间隔相同的同心圆变成筒壁上的不等距的水平圆筒线，且越往上间距(jin j)增加越大。（4）原来分度相等的辐射线在筒壁上成了相互平行且等距的垂直线，其宽度(kund)完全相等.第12 页/共115 页第十三页，共115 页。2023/5/26 14 扇形网格成为矩形网格的原因，在于拉深时每个网格均受切向压应力3 和径向拉应力1 的作用(zuyng)，这就相当于在一个楔形槽中拉着扇形网格通过一样。1 由于拉深力作用(zuyng)，3 由于直径缩小，切向互相挤压产生的。第13 页/共115 页第十四页，共115 页。

8、2023/5/26 15拉深变形(bin xng)的特点（1）位于(wiy)凸模下面的材料基本不变形，拉深后成为筒底，变形主要集中在位于(wiy)凹模表面的平面凸缘区，该区是拉深变形的主要变形区。（2）变形区的变形不均匀，沿切向受压而缩短，沿径向受拉而伸长，越往口部压缩和伸长得越多。在口部板料的厚度增加。第14 页/共115 页第十五页，共115 页。2023/5/26 16 拉深过程中材料的应力应变(yngbin)状态凸模将拉深力作用在筒形件底部，通过壁部传递(chund)到凸缘，使凸缘部分的毛坯拉入凸、凹模间隙中，变形过程中毛坯各部位的应力应变状态是不同的第15 页/共115 页第十六页，

9、共115 页。2023/5/26 17(1)平面凸缘部分(b fen)(区I，主要变形区）:由扇形网格变成矩形区域，是拉深的主要变形区。承受径向拉应力1 和切向压应力3 以及厚度方向压应力2.产生应变1、3、2.当切向压应力较大，极限变形程度主要受传力区承载能力的限制，而板料较薄时，材料容易失稳弯曲，造成皱褶。第16 页/共115 页第十七页，共115 页。2023/5/26 18(2)凹模圆角部分(区II，过渡区）:由凸缘向筒壁变形(bin xng)的过渡区，材料变形(bin xng)比较复杂，除了有I 区的变形(bin xng)特点外，由于材料还在凹模圆角处产生弯曲，在厚度方向受到压应力2

10、.第17 页/共115 页第十八页，共115 页。2023/5/26 19(3)筒壁部分(区III，传力区）:材料流动到这里(zhl)，筒形已形成承受拉应力1，也产生小量的纵向应变1 和厚向压应变 2.第18 页/共115 页第十九页，共115 页。2023/5/26 20(4)凸模圆角部分(区IV，过渡(gud)区）:承受径向拉应力1 和切向压应力3以及厚度方向压应力2.产生应变1、3、2，在厚度方向受到压应力2.产生径向伸长、厚度减薄的变形，形成危险断面，在此处断裂，造成废品。第19 页/共115 页第二十页，共115 页。2023/5/26 21(5)筒底部分(区V，小变形区）:受到拉深

11、引起的拉应力1 和3 作用，但由于(yuy)凸模的摩擦作用，这个拉应力不大,材料变薄很小，一般只有1%3%，可以忽略不计。拉深主要的质量问题是平面(pngmin)凸缘区起皱和“危险断面”的拉裂。第20 页/共115 页第二十一页，共115 页。2023/5/26 22n n 在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是 不均匀 的。即使在凸缘变形区也是这样，愈靠近(kojn)外缘，变形程度愈大，板料增厚也愈大。第21 页/共115 页第二十二页，共115 页。2023/5/26 23 拉深过程(guchng)的起皱和破裂1.起皱：拉深时，凸缘部分存在切向压应力3，达到一定(ydng)程度，板料切向失稳

12、而拱起，在凸缘四周沿切向产生波浪形的连续弯曲第22 页/共115 页第二十三页，共115 页。2023/5/26 24 拉深起皱后，轻者凸缘变形区材料仍能被拉进凹模，会使工件口部产生(chnshng)波纹，影响工件的质量。第23 页/共115 页第二十四页，共115 页。2023/5/26 25 起皱严重时，起皱的凸缘材料不能通过(tnggu)凸、凹模间隙而引起拉深件拉裂。拉深是否起皱与3 大小(dxio)有关，也与毛坯的相对厚度t/D 有关，而3 与拉深的变形程度有关。而每次拉深的变形程度较大而t/D 较小时就会起皱。防止起皱的方法是压边圈，或者减小拉深变形程度、加大毛坯(mop)厚度。第2

13、4 页/共115 页第二十五页，共115 页。2023/5/26 26 2.破裂：起皱并不表示板料变形达到了极限，因为采用加压边圈等措施后变形程度仍然可以提高(t go)。随着变形程度的提高(t go)，变形力也相应增大，当变形力大于危险断面的承载能力时拉深件则被拉破，因此危险断面的承载能力是决定拉深能否顺利进行的关键.第25 页/共115 页第二十六页，共115 页。2023/5/26 27 拉深时危险断面是否被拉裂，取决于材料的性能、变形程度的大小(dxio)、模具的圆角半径、润滑条件等。生产实践中通常采用硬化指数大、屈强比小的材料进行拉深，采用适当增加拉深凸、凹模圆角半径、增加拉深次数、

14、改善润滑等措施来避免拉裂的产生第26 页/共115 页第二十七页，共115 页。2023/5/26 28 直壁圆筒形件的拉深工艺(gngy)计算1.毛坯(mop)尺寸计算（1）修边余量(y lin)的确定板料存在着 各向异性，实际生产中毛坯和凸、凹模的中心也不可能完全重合，因此拉深口不可能很整齐，通常都要有修边工序，以切去不整齐部分。表4.1、表4.2第27 页/共115 页第二十八页，共115 页。2023/5/26 29n n 因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是经过(jnggu)多次拉深的拉深件，起口部质量更差。因此在多数情况下采用加大工序件高度或凸缘直径的

15、方法，拉深后再经过(jnggu)切边工序以保证零件质量。第28 页/共115 页第二十九页，共115 页。2023/5/26 30（2）拉深件毛坯尺寸(ch cun)的确定 根据拉深后工件表面积与拉深前毛坯(mop)表面积相等这一原则来计算(1)确定(qudng)修边余量：查表4.1、4.2(P119)查处h(2)计算工件表面积，分解成若干简单几何体(3)求出毛坯尺寸第29 页/共115 页第三十页，共115 页。2023/5/26 31表表4.14.1筒形件的修边余量筒形件的修边余量(y lin(y lin)(mm)(mm)第30 页/共115 页第三十一页，共115 页。2023/5/26

16、 32表 表4.2 4.2 带凸缘 带凸缘(t yun)(t yun)的修边余量 的修边余量第31 页/共115 页第三十二页，共115 页。2023/5/26 33(3)求出毛坯(mop)尺寸第32 页/共115 页第三十三页，共115 页。2023/5/26 34n n 用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件，通常是先做好拉深模，以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复(fnf)试模，直到得到符合要求的冲件时，再将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。第33 页/共115 页第三十四页，共115 页。2023/5/26 35 2.拉深次数(csh)（1

17、）拉深系数(xsh)m拉深后的工件直径(zhjng)与拉深前工件（或毛坯）直径(zhjng)之比。m 越小，则变形程度越大。多次拉深是因为每次允许的拉深程度是有限制的第34 页/共115 页第三十五页，共115 页。2023/5/26 36 总拉深系数(xsh)拉深系数是否合理是拉深工艺成败的关键。m 小，拉深变形(bin xng)越大；过小，拉深无法进行。拉深比k 是拉伸系数(xsh)m 的倒数。m 大，塑性潜力未被充分利用，拉深次数增加。极限拉深系数：拉深件不被拉裂的最小拉深系数第35 页/共115 页第三十六页，共115 页。2023/5/26 37 影响极限拉深系数的因素：材料(cil

18、io)的力学性能、毛坯的相对厚度t/D、模具的几何参数及润滑条件。材料的屈强比s/b 小，塑性好材料的厚向异性系数 大，拉深系数可选小；毛坯的相对厚度t/D 大、凸、凹模圆角半径大，拉深系数可取小；凹模与板料之间、压边圈与板料之间良好(lingho)的润滑也可以减小极限拉深系数。查表4.3、表4.4（P123）（2）拉深次数(csh)确定首先判定是否能够一次拉深完成（拉深件直径/毛坯直径 表中值）。1）推算 法：d1=m1D，d2=m1m2D2）查表 法：表4.5，根据相对高度（P124）第36 页/共115 页第三十七页，共115 页。2023/5/26 38表表4.3 4.3 筒形件带压边

19、圈的极限筒形件带压边圈的极限(jxin)(jxin)拉深系数拉深系数第37 页/共115 页第三十八页，共115 页。2023/5/26 39表 表4.4 4.4 筒形件不带压边圈的极限 筒形件不带压边圈的极限(jxin)(jxin)拉深系数 拉深系数第38 页/共115 页第三十九页，共115 页。2023/5/26 40表 表4.5 4.5 筒形件相对高度 筒形件相对高度h/d h/d 与拉深次数 与拉深次数(csh)(csh)的关系 的关系第39 页/共115 页第四十页，共115 页。2023/5/26 41 3.各次拉深后半成品尺寸(ch cun)的计算（1）半成品直径(zhjng)

20、的计算1）m1m1mnmn；且m1-m1 mnmn2)m1m2mn=d/D（2）半成品圆角半径(bnjng)除了最后一次拉深底部的圆角半径(bnjng)等于工件的圆角半径(bnjng)外，中间各半成品的底部圆角半径(bnjng)等于相应拉深凸模的圆角半径(bnjng)第40 页/共115 页第四十一页，共115 页。2023/5/26 42（3）半成品高度(god)尺寸的计算4 拉深工艺(gngy)力的计算（1）压边力是否(sh fu)采用压边圈？查表4.6（P125）压边力过大，会增加坯料拉入凹模的拉力，容易 拉裂 工件；过小，则不能防止 凸缘起皱。第41 页/共115 页第四十二页，共11

21、5 页。2023/5/26 43 压边力经验(jngyn)公式任意(rny)形状的拉深件圆筒形件首次(shu c)拉深q 单位压边力N，表4.7（P126)圆筒形件以后 各次拉深第42 页/共115 页第四十三页，共115 页。2023/5/26 44（2）拉深力圆筒形件首次(shu c)k1、k2 修正(xizhng)系数，表4.8（P127）以后(yhu)各次拉深（3）压力机吨位单动压力机双动压力机：内滑块的公称压力大于拉深力，外滑块的公称压力大于压边力第43 页/共115 页第四十四页，共115 页。2023/5/26 45 当拉深行程较大。特别是落料、拉深复合(fh)冲压时，不能简单地

22、将落料力和拉深力叠加去选择压力机，因为公称压力是指压力机在接近下死点时的压力。因此，应该注意压力机的压力-行程曲线，否则很可能由于过早地出现最大冲压力而使压力机超载损坏在深拉深时，最大拉深力 F(0.5 0.6)F设；在浅拉深时，最大拉深力 F(0.7 0.8)F设。1-压力(yl)机压力(yl)曲线 2-落料力曲线 3-拉深力曲线第44 页/共115 页第四十五页，共115 页。2023/5/26 46（4）压力机功率(gngl)校核：第一次拉深以后(yhu)每次拉深W1、Wn 首次(shu c)和以后各次拉深的拉深功N.mF1max、Wnmax 首次和以后各次拉深的最大拉深力N1、n 平均

23、变形力与最大变形力的比值，表4.8第45 页/共115 页第四十六页，共115 页。2023/5/26 47 拉深压力机所需电动机功率(gngl)：不均衡(jnhng)系数，1.2-1.41、2 压力机效率(xio l)0.6-0.8.电机效率(xio l)0.9-0.95n 压力机每分钟行程次数1.36 马力转换为千瓦的系数第46 页/共115 页第四十七页，共115 页。2023/5/26 48 dt/d1.11.4 小凸缘(t yun)件dt/d1.11.4 宽凸缘(t yun)件 带凸缘(t yun)筒形件的拉深第47 页/共115 页第四十八页，共115 页。2023/5/26 49

24、 1.小凸缘(t yun)件的拉深可按筒形件拉深处理，只是(zhsh)在最后一、二次拉深加工出凸缘或带锥形的凸缘，然后校平。第48 页/共115 页第四十九页，共115 页。2023/5/26 50 2.宽凸缘(t yun)件的拉深第一次拉深就把凸缘拉深到尺寸，为了避免(bmin)在以后拉深过程中，凸缘受拉变形，把拉入凹模的材料比所需筒部的材料面积大3%-5%，而在以后的各次拉深中，凸缘直径保持不变，仅仅减小筒部直径.实际生产中减小筒部直径方法有：(1)凸、凹模圆角半径不变，靠直径缩小来增加高度和减少(jinsho)凸缘的宽度。第49 页/共115 页第五十页，共115 页。2023/5/26

25、 51 2.宽凸缘(t yun)件的拉深第一次拉深就把凸缘拉深到尺寸，为了避免在以后拉深过程中，凸缘受拉变形，把拉入凹模的材料比所需筒部的材料面积大3%-5%，而在以后的各次拉深中，凸缘直径保持不变，仅仅(jnjn)减小筒部直径.实际生产中减小筒部直径方法有：(1)凸、凹模圆角半径(bnjng)不变，靠直径缩小来增加高度和凸缘的宽度。第50 页/共115 页第五十一页，共115 页。2023/5/26 52(2)高度不变，第一次拉深用大凸、凹模圆角半径，以后拉深时，靠减小凸、凹模圆角半径和工件直径，以加大凸缘(t yun)宽度。第一种方法易留下各次拉深时的痕迹，需要增加整形(zhng xng)

26、工序。第二种方法工件表面质量好，第一次拉深易起皱，只适用于相对厚度较大毛坯。第51 页/共115 页第五十二页，共115 页。2023/5/26 53 宽凸缘件拉深工艺(gngy)计算：1）确定修边余量，预算(y sun)毛坯直径D2）计算t/D100 并假定dt/d，查表4.9，能否(nn fu)一次完成表4.9 凸缘件第1 次拉深的最大相对高度（h1/d1）第52 页/共115 页第五十三页，共115 页。2023/5/26 54 3）查表4.10，第1 次拉深系数m1，查表4.11 以后各次拉深系数，得到(d do)拉深次数表4.10 凸缘(t yun)件第1 次拉深系数m1第53 页/

27、共115 页第五十四页，共115 页。2023/5/26 55 4）确定拉深次数(csh)后调整各次拉深系数，计算各工序的拉深筒部直径5）参考筒形件方法(fngf)，确定圆角半径6）计算第一次拉深高度，并校核第1 次拉深的相对高度，检查假定是否(sh fu)安全。7）计算以后各次拉深高度。第54 页/共115 页第五十五页，共115 页。2023/5/26 56盒形件是非旋转体零件，由四个圆角和四条直边组成，拉深时，圆角部分相当于圆筒形件拉深，直边相当于弯曲变形，但相互受到牵制。拉深时，横向间距缩小(suxio)，愈靠近角部缩小(suxio)愈多；纵向间距加大，愈向上部增大愈多。直边承受了圆角

28、部分的拉深变形力，圆角部分受力比圆筒件小。第55 页/共115 页第五十六页，共115 页。2023/5/26 57正方形盒形件的坯料 正方形盒形件的坯料(p lio)(p lio)形状是 形状是 圆形 圆形；矩形盒形件的坯料；矩形盒形件的坯料(p lio)(p lio)形状为 形状为 长圆形 长圆形 或 或 椭圆形 椭圆形。第56 页/共115 页第五十七页，共115 页。2023/5/26 58 4.3 拉深模的典型(dinxng)结构 按工艺顺序分为首次拉深模和以后各次拉深模；按使用的设备(shbi)分为单动压力机用拉深模、双动压力机用拉深模和三动压力机用拉深模；按工序的组合分为单工序拉

29、深模、复合模和连续拉深模；按有无压边装置分为带压边装置和不带压边装置拉深模。第57 页/共115 页第五十八页，共115 页。2023/5/26 59 首次(shu c)拉深模1 无压边装置(zhungzh)的首次拉深模:坯料(p lio)在定位圈中定位凹模 底部台阶完成脱模，由下模板底孔落下。由于没有导向机构，校模圈完成凹模、凸模对中，工作时，校模圈移去,结构简单，制造方便，用于 塑性好、厚度大 工件拉深，只适合浅拉深1-凸模；2-校模圈；3-定位圈；4-凹模第58 页/共115 页第五十九页，共115 页。2023/5/26 60 2 带压边装置(zhungzh)的首次拉深模:正装结构(j

30、igu)压边装置装在模具(mj)内，由于受模具(mj)空间限制，不能提供太大的压边力，适合浅拉深1-模柄；2-上模座；3-凸模固定板；4-弹簧；5-压边圈；6-定位板；7-凹模；8-下模座；9-卸料螺钉；10-凸模第59 页/共115 页第六十页，共115 页。2023/5/26 61 倒装(do zhun)结构压边装置装在模具外面，不受模具空间限制，提供的压边力要一大些，模具结构紧凑,是常用(chn yn)的结构形式。压边力由连接(linji)在下模座上的弹性压边装置提供，毛坯在压边圈上定位，拉深结束，凹模上行，压边圈复位将工件从凸模上刮下，打料杆卸料。1-挡销；2-打料杆；3-推件块；4-

31、垫板；5-凹模；6-凸模；7-弹性压边圈；8-卸料螺钉第60 页/共115 页第六十一页，共115 页。2023/5/26 62 3 落料拉深复合(fh)模:1-下模座；2-顶杆；3-压边圈；4-落料凹模；5、13、21-销钉；6、12、23-螺钉；7-凸凹模固定(gdng)板；8-垫板；9-上模座；10-导套；11-导柱；14-模柄；15-打料杆；16-凸凹模；17-推件块；18-拉深凸模；19-刚性卸料板；20-导料板；22-凸模固定(gdng)板；24-挡料销第61 页/共115 页第六十二页，共115 页。2023/5/26 63 条料做坯料(p lio)拉深凸模的顶面要低于落料凹模的

32、顶面，保证(bozhng)先落料后拉深，还需预留凹模刃口的刃磨量拉深时，顶杆、压边圈进行压边；拉深结束，工件在凸凹模内；打料杆、推块卸工件；刚性卸料板卸废料；生产(shngchn)效率高、操作方便第62 页/共115 页第六十三页，共115 页。2023/5/26 64 4 双动压力机使用(shyng)的首次拉深模凸模通过固定(gdng)杆与内滑块连接毛坯(mop)在凹模上由定位板定位由于双动压力机外滑块提供的 压边力恒定，压边效果好。用于变形量大、质量要求高、生产批量大。外滑块带动压边圈压住毛坯顶件块顶出1-下模座；2-凹模；3-定位板；4-上模座；5-压边圈；6-凸模固定杆；7-拉深凸模；

33、8-凹模固定板；9-顶件块第63 页/共115 页第六十四页，共115 页。2023/5/26 65 以后(yhu)各次工序拉深模毛坯(mop)是已拉深的半成品筒形件，定位和压边与首次拉深模不同(1)无压边装置的以后各次工序的拉深模:适用于变形(bin xng)较小的拉深或整形1-上模座；2-垫板；3-凸模固定板；4-凸模；5-定位板；6-凹模；7-凹模固定板；8-下模板第64 页/共115 页第六十五页，共115 页。2023/5/26 66(2)带压边装置(zhungzh)以后各次工序的拉深模倒装(do zhun)结构形式压边圈兼做定位圈，为防止(fngzh)压边力增加，安装限位销1-压边

34、圈；2-凸模；第65 页/共115 页第六十六页，共115 页。2023/5/26 67 4.4 拉深模设计(shj)压边装置(zhungzh)1 压边装置的作用(zuyng)和类型作用：防止起皱(1)弹性压边装置，多用于普通冲床，适合拉深中、小型拉深件的模具第66 页/共115 页第六十七页，共115 页。2023/5/26 68 压料力的选择应在保证变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压料力。随着拉深深度的增加，需要压边的凸缘(t yun)部分不断减少，所需的压边力也逐渐减少。而橡胶、弹簧压边力却逐步增加（适用于浅拉深），气垫压边力不变，压边效果好，但复杂、制造、维修不易，且使用压缩空气，许

35、多工厂不具备此条件。第67 页/共115 页第六十八页，共115 页。2023/5/26 69 为了克服橡胶、弹簧的缺点，采用(ciyng)限位装置（定位销、柱销或螺栓），使压边圈和凹模始终保持一定的间隙S，在某种程度上限制了压边力的增大。第68 页/共115 页第六十九页，共115 页。2023/5/26 70(2)刚性(n xn)压边装置压边力不随行程而变化，拉深效果较好，且模具结构简单。这种结构用于双压力机，凸模装在压力机的内滑块上，压边装置(zhungzh)装在外滑块上。压边力由设备提供，多用于大件.1-下模座；2-凹模；3-定位(dngwi)板；4-上模座；5-压边圈；6-凸模固定杆

36、；7-拉深凸模；8-凹模固定板；9-顶件块第69 页/共115 页第七十页，共115 页。2023/5/26 71 2 压边装置(zhungzh)的结构形式(1)首次(shu c)拉深用的压边装置一般(ybn)采平面压边，压边圈多为平板结构。第70 页/共115 页第七十一页，共115 页。2023/5/26 72 为了增大单位(dnwi)压边力，减少材料与压边圈的接触面积，对于宽凸缘件，采用平锥形压边圈第71 页/共115 页第七十二页，共115 页。2023/5/26 73 对于宽凸缘(t yun)件，也可采用成形锥形凸缘(t yun)压边圈第72 页/共115 页第七十三页，共115 页

37、。2023/5/26 74(2)以后(yhu)各次拉深用的压边装置一般(ybn)采筒形结构。(3)压边圈的尺寸(ch cun)首次拉深压边圈的内径dy=1.001dp但应满足dp+0.01mmdpydp+0.25mm以后各次拉深压边圈的内径按上述方法确定Dy=D-（0.030.08）mmry=比上一次大0.51mm第73 页/共115 页第七十四页，共115 页。2023/5/26 75 凸、凹模工作(gngzu)部分设计1 凸、凹模结构(jigu)(1)不带压边圈的拉深模(a)圆弧形凹模：结构(jigu)简单，加工方便，是常用结构(jigu)(b)锥形凹模、（c）渐开线凹模：对抗失稳起皱有利

38、，但加工复杂，主要用于拉深系数较小的拉深件。第74 页/共115 页第七十五页，共115 页。2023/5/26 76 无压边圈多次拉深用的凸、凹模结构(jigu)第75 页/共115 页第七十六页，共115 页。2023/5/26 77(2)带压边圈的拉深模(a)圆角结构(jigu)：用于拉深直径d100mm(b)锥形结构：拉深直径d100mm,除具有改善金属流动性，减少变形抗力，材料不易变薄的特点外；还可减轻毛坯反复弯曲变形程度，提高(t go)零件侧壁质量，使毛坯下次工序中容易定位。第76 页/共115 页第七十七页，共115 页。2023/5/26 78 均需注意前、后两道工序的冲模在

39、形状(xngzhun)和尺寸上的协调，使前道工序得到的半成品形状(xngzhun)有利于后道工序的成形。比如压边圈的形状和尺寸与前道工序凸模的相应部分相同(xin tn)；拉深凹模的锥面角度 也要与前道工序凸模的锥度一致。第77 页/共115 页第七十八页，共115 页。2023/5/26 79 1 凸、凹模尺寸(ch cun)设计(1)凹模圆角半径(bnjng)对拉深工作影响很大，影响到拉深件质量、拉深力的大小和拉深模的寿命。拉深凹模圆角半径大，允许的极限拉深系数可减小，但 过大 的圆角半径会使板料悬空面积(min j)增大，容易产生失稳起皱。首次拉深也可查表4.12（P141)D-毛坯直径

40、mm；d-凹模内径mm第78 页/共115 页第七十九页，共115 页。2023/5/26 80(2)凸模圆角半径(bnjng)对拉深工作影响没有凹模圆角半径大，但其值必须合适，过小的rp 会使危险断面受拉力(ll)大，工件易产生局部变薄；而rp 过大，凸模与毛坯接触面小，易产生底部变薄和内部起皱首次(shu c)拉深除最后1 次外中间各次最后1 次凸模圆角半径=工件圆角半径，但对于小于6mm 材料，不得小于（23）t；对于大于6mm 材料，不得小于（1.52）t第79 页/共115 页第八十页，共115 页。2023/5/26 81(3)凸、凹模间隙(jin x)对拉深力、工件质量、模具(m

41、j)寿命都有影响。间隙过大，容易起皱，工件有锥度，精度差；间隙过小，摩擦加剧，导致工件变薄严重，甚至拉裂。不带压边的单边间隙(jin x)最后1 次拉深或精密工件拉深取偏小值，对首次或中间取大值带压边间隙查表4.13（P142）第80 页/共115 页第八十一页，共115 页。2023/5/26 82(4)凸、凹模工作部分(b fen)的尺寸及尺寸公差主要考虑模具的磨损和拉深件的回弹。工件的尺寸公差(gngch)在最后一道工序考虑，最后一道凸、凹模尺寸，由拉深件的尺寸标注方法确定。尺寸(ch cun)标注在外侧，凹模基准设计尺寸标注在内侧，凸模基准设计第81 页/共115 页第八十二页，共11

42、5 页。2023/5/26 83 pd 凹模、凸模的制造(zhzo)公差，表4.14多次拉深中间工序尺寸(ch cun)无需严格要求（5）拉深凸模的出气孔(qkng)尺寸拉深凸模中心必须钻一出气孔以免卸料时出现真空，卸料困难，孔径查表4.15第82 页/共115 页第八十三页，共115 页。2023/5/26 84n n 润滑工序是拉深过程中必不可少的工序n n 拉深时，凹模和卸料板与板料接触(jich)的表面应当润滑；n n 而凸模圆角与板料接触(jich)的表面不宜太光滑，也不宜润滑，以减小由于凸模与材料的相对滑动而使危险断面易于变薄破裂的危险。第83 页/共115 页第八十四页，共115

43、 页。2023/5/26 85n n 需多次拉深的工件，在两次拉深间，许多情况下都不必进行(jnxng)热处理。n n 从降低成本、提高生产率的角度出发，应尽量减少这个辅助工序。n n 经过热处理或表面有油污和其它脏物的工序件表面，需要酸洗 方可继续进行(jnxng)冲压加工或其它工序的加工。第84 页/共115 页第八十五页，共115 页。2023/5/26 86 4.5 拉深模设计(shj)举例 无凸缘的直壁圆筒形件，材料(cilio)08F，料厚1mm，小批量生产，试完成该产品的拉深工艺设计1 零件(ln jin)的工艺性分析形状简单对称、零件无厚度不变的要求，R3 满足rp2t未注公差

44、，普通拉深即可第85 页/共115 页第八十六页，共115 页。2023/5/26 87 2 工艺方案(fng n)的确定（1）修边余量(y lin)（2）毛坯(mop)直径计算（式4.1）第86 页/共115 页第八十七页，共115 页。2023/5/26 88（3）拉深次数(csh)2）确定(qudng)拉深次数1）判断是否(sh fu)需要压边圈第3 次即可拉深完成，考虑到都是极限拉深，故调整到4 次第87 页/共115 页第八十八页，共115 页。2023/5/26 89（4）方案(fng n)确定方案一：单工序(gngx)生产，落料-拉深-拉深-拉深-拉深-切边方案一模具结构(jig

45、u)简单，但首次拉深毛坯定位比较困难，考虑到小批量，选用方案二方案二：首次复合（落料拉深复合）-拉深-拉深-拉深-切边方案三：级进拉深第88 页/共115 页第八十九页，共115 页。2023/5/26 90 3 工艺(gngy)计算（1）各次拉深半成品尺寸(ch cun)的确定（2）半成品直径，极限拉深系数进行(jnxng)调整（P124)（3）半成品底部圆角半径第89 页/共115 页第九十页，共115 页。2023/5/26 91 4）半成品高度(god)（式4.3P125）（2）冲压(chngy)工艺力（式4.8P126），查表4.8，k2=0.6查表1.4，b=320MPa（第4 次

46、为例）压边力（式4.6），查表4.7，q=2.5MPa第90 页/共115 页第九十一页，共115 页。2023/5/26 92 选用(xunyng)单动压力机，设备吨位4）模具工作(gngzu)部分尺寸（第4 次为例）（1）带压边圈单边间隙(jin x)，查表4.13（P142），c=t=1mm初选100kN 开式曲柄压力机J23-10（2）凸凹模圆角半径1）凹模圆角半径，查表4.12（P141)，rd1=8t=8mmrd（n-1）=（0.60.8）rdn，rd4=4mm2）凸模圆角半径，与工件圆角半径一致，rp1=3mm第91 页/共115 页第九十二页，共115 页。2023/5/26

47、93 3）凸、凹模刃口尺寸(ch cun)及公差零件的尺寸和精度(jn d)是由最后一道拉深模保证的，零件对内形尺寸有要求，以凸模为基准，间隙取在凹模上。未注公差按IT14，偏差查表4.14（P143），式4.21（P142)4）凸模通气孔，查表4.15（P143），6.5mm第92 页/共115 页第九十三页，共115 页。2023/5/26 94 5 模具总体(zngt)结构形式：倒装、压边圈外形定位1-下模座；2-凸模固定(gdng)板；3-卸料螺钉；4-压边圈；5-凹模；6-空心垫板；7-垫板；8-上模座；9、17-销钉；10-推件板；11-横销；12-推杆；13-模柄；14-止动销；

48、15、18-螺钉；16-拉深凸模第93 页/共115 页第九十四页，共115 页。2023/5/26 95 6 模具主要零件(ln jin)（1）凸模：材料Cr12MoV；热处理5660HRC第94 页/共115 页第九十五页，共115 页。2023/5/26 96 6 模具主要(zhyo)零件（2）凹模：材料Cr12MoV；热处理5862HRC第95 页/共115 页第九十六页，共115 页。2023/5/26 97 6 模具主要零件(ln jin)（3）压边圈：材料45；热处理4348HRC第96 页/共115 页第九十七页，共115 页。2023/5/26 98 6 模具主要(zhyo)

49、零件（4）垫板：材料45；热处理4348HRC第97 页/共115 页第九十八页，共115 页。2023/5/26 99 6 模具主要零件(ln jin)（5）凸模固定板：材料45第98 页/共115 页第九十九页，共115 页。2023/5/26 100 4.6 覆盖(fgi)件拉深 汽车和拖拉机车身上(shn shng)的大型薄板零件覆盖(fgi)件拉深特点（1）覆盖件一般都是复杂的空间曲面，拉深时变形过程比较复杂，所以不能按一般拉深理论来分析计算其成形工艺。目前，一般采用 类比 的方法，并在生产中调整（2）覆盖件形状复杂、深度不均、压边面积小、拉深时需采用相应的措施，加大进料的阻力，使各

50、部分金属流动趋于均匀，防止起皱（3）一般覆盖件成形面积都较大，需要的拉深力和压边力也较大。拉深模具大都采用 合金铸铁第99 页/共115 页第一百页，共115 页。2023/5/26 101 覆盖(fgi)件的冲压工艺性（1）覆盖件在成形方向(fngxing)上的深度应尽量浅，而且四周各方向(fngxing)的深度差要小，过渡部分变化应平缓，圆角半径一般取810mm，最小不小于5mm（2）覆盖件上的装饰棱线、筋条、凹坑、加强筋等部分主要靠局部拉伸成形，为防止开裂，应采取加大圆角，并使侧壁成一定斜度和降低深度等措施。两覆盖件间的装饰棱线、筋条、凹坑等衔接与配合要保证光滑过渡、间隙小、美观，允许工