項目四拉深工藝與模具設(shè)計)

1、項項目四目四 拉深工拉深工藝與藝與模具模具設(shè)計設(shè)計 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計u一、項目引入一、項目引入 拉深工藝廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機、儀表、電子、航空航天等各個工拉深工藝廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機、儀表、電子、航空航天等各個工業(yè)部門和日常生活用品的生產(chǎn)中業(yè)部門和日常生活用品的生產(chǎn)中, , 是冷沖壓的基本工序之一，不僅可以是冷沖壓的基本工序之一，不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件加工旋轉(zhuǎn)體零件, ,還可加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件還可加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件, ,如圖如圖4-14-1、4-24-2所示。所示。圖4-1 拉深件的類型圖4-2 拉深件實物 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 本項目以

2、如圖本項目以如圖4-34-3所示的圓筒形零件的拉深模設(shè)計為載體。所示的圓筒形零件的拉深模設(shè)計為載體。 圖4-3 圓筒形零件圖u二、相關(guān)知識二、相關(guān)知識 （一）（一） 圓筒形零件拉深工藝分析圓筒形零件拉深工藝分析 1. 1.拉深變形過程及特點拉深變形過程及特點圖4-4 圓筒形零件拉深圖4-5 拉深時材料轉(zhuǎn)移 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 通過網(wǎng)格試驗分析拉深時材料的轉(zhuǎn)移通過網(wǎng)格試驗分析拉深時材料的轉(zhuǎn)移, ,可進一步說明拉深時金屬的流可進一步說明拉深時金屬的流動情況動情況, ,如圖如圖4-64-6所示。所示。 （a）網(wǎng)格的變化 （b）扇形小單元的變形 圖4-6 拉深件的網(wǎng)格試驗 項目四 拉深工藝與模

3、具設(shè)計 項目一 沖壓加工基礎(chǔ) 2.2.拉深過程中的應(yīng)力與應(yīng)變拉深過程中的應(yīng)力與應(yīng)變 圖4-8 拉深過程中的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 3.3.拉深過程中的問題拉深過程中的問題 （1 1）起皺）起皺 圖4-9 拉深件的起皺破壞 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 （2 2）破裂）破裂 隨著變形程度的提高變形力也相應(yīng)地增大，當(dāng)變形力大于危險斷面隨著變形程度的提高變形力也相應(yīng)地增大，當(dāng)變形力大于危險斷面的承載能力時拉深件則被拉破的承載能力時拉深件則被拉破, ,如圖如圖4-104-10所示所示. . （3 3）硬化）硬化 （4 4）突耳）突耳 圖4-10 拉深件的破裂 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 ( (二）拉深件的工藝性

4、二）拉深件的工藝性 1. 1.拉深件的公差等級拉深件的公差等級 2. 2.拉深件的尺寸與形狀拉深件的尺寸與形狀 圖4-11 組合成對進行拉深 圖4-12 凸緣面上帶下凹的拉深件 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 3. 3.拉深件的高度拉深件的高度 4. 4.拉深件的圓角半徑拉深件的圓角半徑 5. 5.拉深件的材料選用拉深件的材料選用 圖4-13 拉深件的孔邊距 表4-1 一次拉深的極限高度 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 ( (三）圓筒形零件拉深工藝計算三）圓筒形零件拉深工藝計算 1. 1.簡單旋轉(zhuǎn)體拉深毛坯尺寸的計算簡單旋轉(zhuǎn)體拉深毛坯尺寸的計算 （1 1）確定修邊余量）確定修邊余量 表4-2 無凸緣拉

5、深件的修邊余量h 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 表4-3 帶凸緣拉深件的修邊余量h 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 （2 2）計算零件表面積）計算零件表面積 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計圖4-14 圓筒形零件毛坯尺寸計算 2.2.復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸的計算復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸的計算 形狀復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體拉深件的坯料尺寸計算可利用久里金法則形狀復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體拉深件的坯料尺寸計算可利用久里金法則, ,即任何即任何形狀的母線繞軸旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體面積形狀的母線繞軸旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體面積, ,等于該母線的長度與其重等于該母線的長度與其重心繞該軸線旋轉(zhuǎn)所得周長的乘積心繞該軸線旋轉(zhuǎn)所得周長的乘積, ,如

6、圖如圖4-154-15所示。所示。 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計圖4-15 旋轉(zhuǎn)體母線 3.3.拉深次數(shù)的確定拉深次數(shù)的確定 （1 1）拉深系數(shù)的概念和意義）拉深系數(shù)的概念和意義 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計圖4-16 圓筒形零件的多次拉深 極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗方法得出的極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗方法得出的, ,見表見表4-44-4、表、表4-54-5。 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計表4-4 圓筒形零件帶壓邊圈的極限拉深系數(shù) 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計表4-5 圓筒形零件不帶壓邊圈的極限拉深系數(shù) （2 2）拉深次數(shù)的確定）拉深次數(shù)的確定 4. 4.工序件尺寸

7、的計算工序件尺寸的計算 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計表4-6 無凸緣筒形拉深件深件的最大相對高度h/d （四）拉深力與壓邊力的計算（四）拉深力與壓邊力的計算 1. 1.拉深力的計算拉深力的計算 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計表4-7 修正系數(shù) 2.2.壓邊力的計算壓邊力的計算 （1 1）壓邊條件）壓邊條件 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計表4-8 采用或不采用壓邊圈的條件 （2 2）計算壓邊力）計算壓邊力 3. 3.壓力機公稱壓力的選擇壓力機公稱壓力的選擇 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計表4-9 單位壓邊力P 4.4.壓邊裝置壓邊裝置 （1 1）彈性壓邊裝置）彈性壓邊裝置 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計圖4-18

8、 彈性壓邊裝置圖4-19 三種壓力裝置壓邊力的變化曲線 （2 2）剛性壓邊裝置）剛性壓邊裝置 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-20 剛性壓邊1-曲軸；2-凸輪；3-外滑塊；4-內(nèi)滑塊；5-凸模；6-壓邊圈；7-凹模 （五）拉深模工作部分設(shè)計（五）拉深模工作部分設(shè)計 1. 1.凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1 1）無壓料的拉深模結(jié)構(gòu)形式）無壓料的拉深模結(jié)構(gòu)形式 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計圖4-21 無壓料拉深模的凹模結(jié)構(gòu)形式 （2 2）有壓料的拉深模結(jié)構(gòu)形式）有壓料的拉深模結(jié)構(gòu)形式 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計圖4-22 有壓料的拉深模工作部分的結(jié)構(gòu)表4-10 通氣孔尺寸 2.2.拉深模具

9、間隙拉深模具間隙 （1 1）無壓料裝置拉深）無壓料裝置拉深 （2 2）有壓料裝置拉深）有壓料裝置拉深 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計表4-11 有壓料裝置拉深時單邊間隙值 3.3.凸、凹模工作部分的尺寸和公差凸、凹模工作部分的尺寸和公差 （1 1）凹模圓角半徑）凹模圓角半徑 （2 2）凸模圓角半徑）凸模圓角半徑 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計表4-12 首次拉深凹模的圓角半徑rd1 （3 3）凸、凹模工作部分的尺寸和公差）凸、凹模工作部分的尺寸和公差 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計圖4-23 拉深零件尺寸與模具設(shè)計 （六）拉深模的典型結(jié)構(gòu)（六）拉深模的典型結(jié)構(gòu) 拉深模具的機構(gòu)是拉深模具設(shè)計中最基本的內(nèi)容之

10、一。拉深模具的機構(gòu)是拉深模具設(shè)計中最基本的內(nèi)容之一。 1. 1.首次拉深模首次拉深模 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-24 無壓邊圈的首次拉深模具1-模柄；2-凸模；3-凹模；4-卸件環(huán)；5-定位板；6-拉簧；7-下模座 如圖如圖4-254-25所示為帶上壓邊裝置的首次拉深模。所示為帶上壓邊裝置的首次拉深模。 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-25 帶上壓邊裝置的首次拉深模1模柄;2上模座;3凸模固定板;4彈簧;5壓邊圈;6定位板;7凹模;8下模座;9卸料螺釘;10凸模 2.2.以后各次拉深模以后各次拉深模 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-26 壓邊圈在上模的反向再次拉深模1下模座;2、7

11、銷釘;3、14螺釘;4卸料螺釘;5上模座;6模柄;8彈簧;9凸模固定板;10支承柱;11凸模;12卸料板;13凹模 3.3.落料拉深復(fù)合模落料拉深復(fù)合模 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-27 落料拉深復(fù)合模1下模座;2頂桿;3壓邊圈;4落料凹模;5、13、22銷釘;6、12、24螺釘;7凸凹模固定板;8墊板;9上模座;10導(dǎo)套;11導(dǎo)柱;14模柄;15打料桿;16止動銷;17凸凹模;18推件塊;19拉深凸模;20卸料板;21導(dǎo)料板;23凸模固定板 （七）帶凸緣筒形零件的拉深（七）帶凸緣筒形零件的拉深 沖壓生產(chǎn)中經(jīng)常加工帶凸緣筒形零件沖壓生產(chǎn)中經(jīng)常加工帶凸緣筒形零件, ,其拉深過程中各變形區(qū)的

12、應(yīng)力其拉深過程中各變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點與無凸緣筒形零件相同。狀態(tài)和變形特點與無凸緣筒形零件相同。 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-28 兩種帶凸緣筒形零件 1.1.窄凸緣筒形零件的拉深窄凸緣筒形零件的拉深 （1 1）窄凸緣筒形零件的拉深方法）窄凸緣筒形零件的拉深方法 （2 2）窄凸緣筒形零件拉深的工藝計算）窄凸緣筒形零件拉深的工藝計算 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-29 窄凸緣件拉深 2. 2.寬凸緣筒形零件的拉深寬凸緣筒形零件的拉深 （1 1）寬凸緣圓筒件的拉深方法。）寬凸緣圓筒件的拉深方法。 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-30 寬凸緣件的拉深方法 （2 2）寬凸緣筒形零件的

13、工藝計算）寬凸緣筒形零件的工藝計算 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 表4-13 帶凸緣筒形體的首次極限拉深系數(shù)m1 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 表4-14 帶凸緣筒形體的首次極限拉深高度h1/d1 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 表4-15 帶凸模筒形件的以后各次拉深系數(shù) （八）階梯形狀零件的拉深（八）階梯形狀零件的拉深 如圖如圖4-314-31所示，階梯形件從形狀來說相當(dāng)于若干個直壁圓筒形零所示，階梯形件從形狀來說相當(dāng)于若干個直壁圓筒形零件的組合，因此其拉深變形特點同直壁圓筒形零件的拉深基本相同，件的組合，因此其拉深變形特點同直壁圓筒形零件的拉深基本相同，每一個階梯的拉深即相當(dāng)于相應(yīng)的圓筒形零件的拉

14、深。每一個階梯的拉深即相當(dāng)于相應(yīng)的圓筒形零件的拉深。 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-31 階梯形件 1.1.拉深次數(shù)的確定拉深次數(shù)的確定 2. 2.拉深方法的確定拉深方法的確定 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-32 兩種階梯形件的拉深方法 圖4-33 淺階梯形件的拉深方法 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計u三、項目實施三、項目實施 （一）設(shè)計的前期準(zhǔn)備（一）設(shè)計的前期準(zhǔn)備 1. 1.閱讀拉深件產(chǎn)品圖閱讀拉深件產(chǎn)品圖 2. 2.分析拉深件工藝分析拉深件工藝 3. 3.拉深模生產(chǎn)狀況拉深模生產(chǎn)狀況 （二）工藝方案的確定（二）工藝方案的確定 1. 1.確定修邊余量確定修邊余量 2. 2.毛坯直徑計算

15、毛坯直徑計算 3. 3.拉深次數(shù)確定拉深次數(shù)確定 （1 1）判斷是否需要壓邊圈）判斷是否需要壓邊圈 （2 2）確定拉深次數(shù)）確定拉深次數(shù) 4. 4.方案確定方案確定 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 （三）拉伸工藝計算（三）拉伸工藝計算 1. 1.各次拉深半成品尺寸的確定各次拉深半成品尺寸的確定 （1 1）半成品直徑）半成品直徑 （2 2）半成品底部圓角半徑）半成品底部圓角半徑 （3 3）半成品高度）半成品高度h h0 0 2.2.沖壓工藝力計算及初選設(shè)備沖壓工藝力計算及初選設(shè)備 （四）模具工作部分尺寸的設(shè)計（四）模具工作部分尺寸的設(shè)計 1. 1.模具間隙模具間隙C C的確定的確定 2. 2.凸、凹

16、模圓角半徑的確定凸、凹模圓角半徑的確定 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 （五）拉深模裝配圖的設(shè)計繪制（五）拉深模裝配圖的設(shè)計繪制 1. 1.拉深裝配圖視圖的畫法拉深裝配圖視圖的畫法 圖4-34 第四次拉深?？傃b圖1下模座;2凸模固定板;3卸料螺釘;4壓邊;5凹模;6空心墊板;7墊板;8上模座;9、17銷釘;10推件板;11橫銷;12推桿;13模柄;14止動銷;15、18螺釘;16拉深凸模 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 （六）拉深模零件圖的設(shè)計繪制（六）拉深模零件圖的設(shè)計繪制 1. 1.拉深模零件圖的布局拉深模零件圖的布局 2. 2.拉深模具圖的畫法拉深模具圖的畫法 3. 3.拉深模零件的尺寸標(biāo)注拉深模零件的尺寸標(biāo)注 4. 4.拉深模零件圖技術(shù)要求拉深模零件圖技術(shù)要求 圖4-35 拉深模零件圖的布局 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-36 凸模 圖4-37 拉深凹模 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 圖4-38 壓邊圈 圖4-39 凸模固定板 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計 （七）編寫、整理技術(shù)文件（七）編寫、整理技術(shù)文件 1. 1.拉深模設(shè)計說明書的內(nèi)容、格式拉深模設(shè)計說明書的內(nèi)容、格式 2. 2.拉深模說明書拉深模說明書 圖4-40 墊板 項目四 拉深工藝與模具設(shè)計u四、項目拓展四、項目拓展 （一）（一） 拉深工藝的輔助工序拉深工藝的