模具第四章拉深模課件

模具第四章拉深模2023/6/6模具第四章拉深模第一節(jié)拉深模的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

拉深是把一定形狀的平板毛坯或空心件通過拉深模制成各種空心零件的工序。在沖壓生產(chǎn)中拉深是一種廣泛使用的工序，用拉深工序可得到的制件一般可分為三類：1、旋轉(zhuǎn)體零件：如搪瓷臉盆、鋁鍋等。2、方形零件：如飯盒、汽車油箱等。3、復(fù)雜形狀零件：如汽車覆蓋件等。模具第四章拉深模一、拉深變形過程

的分析1、拉深變形過程及特點(diǎn)圓筒形件的拉深過程如圖4－1所示。直徑為D的圓形平板毛坯2被凸模1拉入凸、凹模的間隙里，形成直徑為d高為H的空心圓柱體4。在這一過程中，板料金屬是如何流動的呢？如圖4－2所示，把直徑為D的圓板料分成兩部分：一部分是直徑為d的圓板，另一部分是直徑為（D－d）的圓環(huán)部分，把這塊板料拉深成直徑為d的空心圓筒。在這個拉伸試驗(yàn)完成后，發(fā)現(xiàn)板料的第一部分變化不大，即直徑為d的圓板仍保持原形狀作為空心圓筒的底，板料的圓環(huán)部分變化相當(dāng)大，變成了圓柱體的筒壁，這一部分的金屬發(fā)生了流動。模具第四章拉深模

圖4－3所示的扇形chef是從板料圓環(huán)上截取的單元，經(jīng)過拉深后變成了矩形c′h′e′f′。扇形單元體變形是切線方向受壓縮，徑向方向受拉伸，材料向凹?？诹鲃?，多余的材料（圖中陰影部分）由于流動填補(bǔ)了雙點(diǎn)劃線部分。設(shè)扇形面積為A1，拉深后矩形面積為A2，由于拉深時厚度變化很小，可認(rèn)為拉深前后面積相等，即A1=A2，所以，H>（D－d）/2。綜合起來看，平板毛坯在凸模壓力的作用下，凸模底部的材料變形很小，而毛坯（D－d）的環(huán)形區(qū)的金屬在凸模壓力的作用下，要受到拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用，徑向伸長、切向縮短，依次流入凸、凹模的間隙里成為筒壁，最后，使平板毛坯完全變成圓筒形工件為止。模具第四章拉深模2、拉深時的應(yīng)力

狀態(tài)和變形情況拉深的變形區(qū)比較大，金屬流動性大，拉深過程中容易發(fā)生起皺、拉裂而失敗。因此，有必要分析拉深時的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)，找出發(fā)生起皺、拉裂的根本原因，在制訂工藝和設(shè)計(jì)模具時注意它，以提高拉深件的質(zhì)量。設(shè)在拉深過程的某一時刻，毛坯處于如圖4－4所示情況，分析各部分的應(yīng)力狀態(tài)。1)平面凸緣部分（A區(qū)）＿主變形區(qū)由于凸模向下壓，迫使板料進(jìn)入凹模，故在凸緣產(chǎn)生徑向拉應(yīng)力σ1，小單元體互相擠壓產(chǎn)生切向壓應(yīng)力σ3，由于壓邊圈提供的壓邊力產(chǎn)生法向壓應(yīng)力σ2，在這3個主應(yīng)力中σ2的絕對值比σ1、σ3的絕對值小得多。凸緣上σ1、σ3是變化的，是凸緣外到內(nèi)，σ1是由小變大，而σ3的絕對值則是由大變小，在凸緣的最外緣σ3的壓應(yīng)力是最大的，則材料在切向上必然是壓縮變形。如果被拉深的材料厚度較薄，壓邊力太小，就有可能是凸緣部分的材料失穩(wěn)而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象。模具第四章拉深模2)凸緣圓角部分（B區(qū)）＿過渡區(qū)這部分的材料受到徑向拉應(yīng)力σ1，切向壓應(yīng)力σ3，以及凹模圓角的壓力和彎曲受壓作用共同產(chǎn)生法向壓應(yīng)力σ2，,此處的σ1值的絕對值最大,則材料會在徑向上發(fā)生拉伸變形，材料有變薄的傾向。3)筒壁部分（C區(qū)）＿傳力區(qū)該部分受到凸模傳來的拉應(yīng)力σ1和凸模阻礙材料切向自由壓縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力σ3，顯然,σ1的絕對值大,徑向是拉伸變形,徑向的拉伸是靠壁厚的變薄來實(shí)現(xiàn)的，故筒壁上厚下薄。4)底部圓角部分（D區(qū)）＿過渡區(qū)該部分受到徑向拉應(yīng)力σ1和切向拉應(yīng)力σ3的作用，厚度方向上受到凸模的彎曲作用而產(chǎn)生壓應(yīng)力σ2。材料變形為平面應(yīng)變狀態(tài)，徑向拉伸變形，是靠壁厚變薄來實(shí)現(xiàn)的，這部分材料變薄最為嚴(yán)重，最易出現(xiàn)拉裂，此處稱為危險斷面。5)圓筒底部（E區(qū)）＿不變形區(qū)這部分材料一開始就被拉入凹模中，始終保持平圓形狀，它受兩向拉應(yīng)力σ1和σ3的作用。變形是三向的，ε1和ε3是拉伸，ε2是壓縮。由于拉伸變形受到凸模摩擦力的阻止，故變薄很小，可忽略不計(jì)。見圖4-4模具第四章拉深模圖4-4返回模具第四章拉深模3、拉深變形的特點(diǎn)綜合對拉伸過程的應(yīng)力和變形的分析可以看到，拉深會產(chǎn)生一些特定的現(xiàn)象，即起皺、拉裂和硬化。1)起皺發(fā)生在圓筒形凸緣部分，如圖4－5所示，是由切向壓應(yīng)力引起的。起皺的危害很大，首先，起皺變厚的板料不易被拉入凸、凹模的間隙里，使拉深件底部圓角部分受力過大而被拉裂。即使勉強(qiáng)拉入也會使工件留下皺痕，影響工件的質(zhì)量。它還會使材料與模具之間的摩擦與磨損加劇，損害磨具的壽命。模具第四章拉深模

3)拉深后工件在各個部分的厚度是不同的如圖4－6所示。2)在底部圓角與直壁相接部分工件最薄，最易發(fā)生拉裂，如圖4－7所示。模具第四章拉深模拉深使材料發(fā)生塑性變形，所以必然伴隨著加工硬化，如果工件需多次拉深才能成形，或工件是硬化效應(yīng)強(qiáng)的金屬，則應(yīng)合理安排退火工序以恢復(fù)材料的塑性，降低其硬度和強(qiáng)度?？傊私饫罟に嚨倪@些特點(diǎn)后，在制訂工藝、設(shè)計(jì)模具時，應(yīng)考慮如何在保證最大變形程度下避免毛坯起皺和工件被拉裂。模具第四章拉深模二、拉深因數(shù)

１、拉深因數(shù)的概念和意義對于旋轉(zhuǎn)類工件來說，拉深因數(shù)是指拉深后工件的直徑與拉伸前毛坯（或半成品）的直徑之比，拉深因數(shù)用ｍ表示。如圖4－8中：第一次拉深因數(shù)m1為：m1＝d1/D；第二次拉深因數(shù)m2為：m2＝d2/d1；……第n次拉深因數(shù)mn＝dn/dn－１。工件直徑dn與毛坯直徑D之比稱為總拉深因數(shù)，即：工件成形所需要的拉深因數(shù)?？偟睦钜驍?shù)：m總＝dn/D＝m1·m2·····mn若工件是非圓形件，則總的拉深因數(shù)m總＝工件周長/毛坯周長顯然，拉深因數(shù)永遠(yuǎn)小于1，且m越小，變形程度越大。變形程度是有限的，也就是存在極限拉深因數(shù)，它是由危險截面的強(qiáng)度來決定的。極限拉深因數(shù)是使拉伸工件不破裂的最小拉深因數(shù)。注：當(dāng)總拉深因數(shù)<極限拉深因數(shù)，就必須進(jìn)行多次拉深。合理的分配每次拉深因數(shù)是很關(guān)鍵的，一般希望在保證極限拉深因數(shù)的前提下，盡可能取小的拉深因數(shù)，這樣就可以減少拉深次數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益。模具第四章拉深模2、影響極限拉深因數(shù)的因數(shù)在制定拉深工藝時，拉深次數(shù)愈少愈好．亦即希望盡可能的降低極限拉深因數(shù)．在不同的條件下極限拉深因數(shù)是不同的，影響極限拉深因數(shù)的因數(shù)有以下幾個方面：⑴材料力學(xué)性能在材料的力學(xué)性能指標(biāo)中，影響極限拉深因數(shù)的主要指標(biāo)是材料的屈強(qiáng)比、硬化指數(shù)、厚向異性因數(shù)、伸長率δ。屈強(qiáng)比σs/σb（材料的屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度值比）越小，即σs值小而σb值大，材料易發(fā)生塑性變形而不易被拉裂，對拉深越有利，可使拉深極限因數(shù)越小。硬化指數(shù)n值愈大，材料變形愈均勻，愈不易發(fā)生拉深細(xì)頸，因此拉裂和危險截面變薄也會推遲出現(xiàn)，可使極限拉深因數(shù)減小。厚向異性因數(shù)γ大，板平面方向比厚度方向變形容易，則主變形區(qū)不易起皺，危險截面不易變薄、拉裂，可使板料極限拉深因數(shù)減小。材料的深長率δ是材料的塑性指標(biāo)，δ值愈小，塑性變形能力愈差，則極限拉深因數(shù)也會增大。模具第四章拉深模⑵拉深條件

①模具的幾何參數(shù)：１）凸、凹模的間隙Z

模具的間隙適當(dāng)大些，材料被拉入間隙后的擠壓小，摩擦阻力也小，拉深力也會減小，極限拉深因數(shù)亦減小。2）凹模圓角半徑rd凹模圓角半徑rd適當(dāng)大些，材料沿凹模圓角部分的流動阻力小，拉深力也會減小，則極限拉深因數(shù)會隨之減小。3）凸模圓角半徑rp

凸模圓角半徑適當(dāng)大些，會減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力，工件不易拉裂，極限拉伸因數(shù)也會變?。甖、rb、rp的增大都有個適量的問題，因?yàn)閆過大，會影響工件質(zhì)量；rb過大會引起壓邊面積減小，易起皺；rp過大，也亦產(chǎn)生內(nèi)皺。有關(guān)Z、rb、rp值的選取將在后面作介紹。②摩擦與潤滑條件：凹模與壓邊圈的工作表面應(yīng)制作的比較光滑，且應(yīng)采用潤滑劑，以有利于拉深，可使極限拉深因數(shù)減小些。③壓邊條件：拉深時采用壓邊裝置，會減小工件起皺的可能。模具第四章拉深模④拉深次數(shù)：材料第一次拉深時由于材料無硬化現(xiàn)象，塑性好，則材料的第一次極限拉深因數(shù)較小。每次拉深都要加劇材料的硬化，變形越來越困難，因此，第二次極限拉深因數(shù)要比第一次極限拉深因數(shù)大得多，并且后一次拉深因數(shù)總比前一次大。⑶材料的相對厚度t/D:材料的相對厚度愈大，拉深就愈不易起皺。⑷工件的形狀：工件的幾何形狀不同，拉深變形過程中就會有各自不同的特點(diǎn)，極限拉深因數(shù)也不同。一般來說，當(dāng)一個拉深工件的形狀、尺寸、材料確定之后，主要應(yīng)考慮相對厚度t/D，其次要考慮凹模圓角半徑，另外，還要注意潤滑，使極限拉深因數(shù)減小，以減小拉深工件的拉深次數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益。模具第四章拉深模3、極限拉深因數(shù)的確定在理論上，可根據(jù)拉深時材料拉應(yīng)力不超過危險截面的強(qiáng)度來計(jì)算出第一次理想的極限拉深因數(shù)。但實(shí)際上，由于影響極限拉深因數(shù)的因素很多，所以每次拉深的拉深因數(shù)，一般都是在一定的拉深條件下用試驗(yàn)的方法得到的。無凸緣圓筒形工件的拉深因數(shù)可見表4－1和表4－2?？偨Y(jié)利用拉深因數(shù)確定拉深次數(shù)的方法是：⑴首先計(jì)算拉深件坯料尺寸和相對厚度（t/D）×100。⑵計(jì)算總拉深因數(shù)M總：M總＝d/Dd:零件直徑；D：坯料直徑；t：材料厚度。模具第四章拉深模⑶根據(jù)相對厚度t/D×100值，從表4－1、4－2中查得各次拉深因數(shù)，若查得第一次拉深系數(shù)m1<m總時，則制品零件可一次拉深成形。若m1>m總時，則需進(jìn)行多次拉深。在多次拉深時，根據(jù)驗(yàn)算：m總=m1、m2、m3、……mn。即零件制品的總拉深因數(shù)等于各拉深系數(shù)的乘積，只要算出m總，然后在表4－1、4－2中查得各次拉深因數(shù)，通過估算可求得所需的拉深次數(shù)。需注意的事，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)取的極限拉深因數(shù)稍大于表中的值，以保證工件的質(zhì)量。模具第四章拉深模三、拉深工件毛坯尺寸的確定拉深工件毛坯的形狀一般與工件的橫截面形狀相似，如工件的橫截面是圓形、橢圓形、方形，則毛坯的形狀基本上也相應(yīng)是圓形、橢圓形、近似方形的。毛坯尺寸的確定方法很多，有等重量法、等體積法、等面積法等。拉深工件的毛坯尺寸僅用理論方法確定并不十分精確，特別是一些復(fù)雜形狀的拉深件，用理論方法確定十分困難，通常是在已作好的拉深模中對一由理論分析初步確定的毛坯來試壓、修改，直到工件合格后才將毛坯形狀確定下來，再做落料模。注意毛坯的輪廓周邊必須制成光滑曲線，且無急劇轉(zhuǎn)折。1、修邊余量Δh

由于金屬流動條件和材料的各向異性，毛坯拉深后，工件邊口不齊。一般情況拉深后都要修邊，因此在計(jì)算毛坯的尺寸時，必須把修邊余量計(jì)入工件。修邊余量用Δh來表示。無凸緣的圓筒形工件的修邊余量見表4－3；無凸緣的矩形工件的修邊余量見表4－5；有凸緣的圓筒形工件的修邊余量見表4－4。模具第四章拉深模四、拉深工件工序尺寸的計(jì)算1、無凸緣的圓筒形工件的工序尺寸計(jì)算

要計(jì)算無凸緣的圓筒形工件的拉深次數(shù)，就要知道每次拉深的變形程度，并由此來計(jì)算出每次拉深的直徑，依次與工件的直徑相比較，當(dāng)半成品的直徑小于或等于工件的直徑時，所計(jì)算的次數(shù)就是所需的拉深次數(shù)；也就是由表4－1、表4－2查得：m1，m2，m3，…，mn，來計(jì)算d1=m1D，d2=m2d1，…，dn＝mndn－1，di≤d（工件的直徑）為止，即得到了拉深次數(shù)。確定了拉深次數(shù)之后，以工件的直徑為最后一次拉深的直徑，合理的調(diào)整各次拉深因數(shù)（應(yīng)大于、等于極限拉深因數(shù)表中的值），確定各次拉深半成品的直徑dn。無凸緣的圓筒形工件毛坯直徑公式，經(jīng)變換可得到各次拉深后半成品的高度公式：Hn=0.25[（D2/dn)-dn]+0.43rn/dn(dn+0.32rn)Hn—第n次拉深后的高度；D—平板毛坯直徑；dn—第n次拉深后的直徑；rn—第n次拉深后的圓角半徑。模具第四章拉深模

2、有凸緣圓筒形工件的拉深工序尺寸計(jì)算有凸緣工件的拉深從應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)上與無凸緣工件的拉深是相同的，只有有凸緣工件首次拉深時，凸緣只有部分材料轉(zhuǎn)為筒壁，因此其首次拉深的成形過程及工序尺寸計(jì)算與無凸緣的有一定差別。1）判斷拉深次數(shù)如右圖所示的有凸緣拉深工件，其拉深因數(shù)m=d/D。當(dāng)r1=r2=r時，毛坯直徑D為：將上式代入m的表達(dá)式，則得：從上式可知，有凸緣圓筒形工件的拉深因數(shù)與凸緣的相對直徑d凸/d、零件的相對高度H/d、相對圓角半徑r/d有關(guān)，其中影響最大的是d凸/d。d凸/d和H/d值越大，則拉深時毛坯變形區(qū)寬度越大，拉深難度越大。當(dāng)d凸/d、H/d超過一定值時，便不能一次拉深成形。有凸緣圓筒形工件第一次拉深的最大相對高度見表4－8。有凸緣圓筒形工件第一次拉深的最小拉深因數(shù)見表4－9。模具第四章拉深模當(dāng)要確定有凸緣工件是否能一次拉深出來時，要用工件總的相對高度H/d和總的拉深因數(shù)m總與表4－8中第一次拉深時最大相對高度H1/d1和表4－9中第一次拉深的極限拉深因數(shù)比較，如m總≥m1或H/d≤H1/d1，則一次可以拉成，否則應(yīng)安排多次拉深。有凸緣的工件若多次拉深，其以后各次拉深與無凸緣的相同，判斷拉深次數(shù)可仿照無凸緣判斷方法。有凸緣的以后各次極限拉深因數(shù)可按無凸緣筒形件表4－1、表4－2中的最大值來取，或略大些。模具第四章拉深模２、有凸緣圓筒形工件拉深工序尺寸的計(jì)算①有凸緣圓筒形工件工序安排方法多次拉深的窄凸緣筒形件（d凸/d≤1.1～1.4），可在下幾道拉深時按無凸緣進(jìn)行拉深，在最后兩次拉深時拉出帶錐形的凸緣，最后校平，如圖4－15。多次拉深的寬凸緣筒形工件(d凸/d>1.4)，可在第一次拉深時就把凸緣拉到尺寸，為了防止以后的拉深把凸緣拉入凹模（會加大筒壁的力而出現(xiàn)拉裂），通常第一次拉深時拉入凹模的坯料比所需的加大3％～5％（注意此時的坯料作相應(yīng)的放大），而在第二次、三次多拉入1％～3％，多拉入的材料會逐次返回到凸緣上，這樣凸緣可能會變厚或出現(xiàn)微小的波紋，可通過校正工序校正過來，而不會影響工件的質(zhì)量。

寬凸緣工件的拉深方法有兩種：圖4－16a所示的方法適用于d凸<200mm的中、小型工件的拉深。用這種方法拉深的工件表面易留下痕跡，需要有整形工序。圖4－16b所示的方法適用于d凸>200mm的大型工件的拉深。模具第四章拉深模②有凸緣圓筒工件的工序尺寸計(jì)算利用公式d1=m1D,d2=m2d1，…，dn=ｍndn-1，并依據(jù)ｍ的取值，依次計(jì)算各次拉深直徑dn，直至dn≤d（工件的直徑）為止，n即為拉深次數(shù)，并以工件直徑d來修正拉深因數(shù)。調(diào)整各次拉深的直徑dn-1，dn-2，…，d2，d1，各次拉深的高度是依據(jù)毛坯直徑公式（表4－7的序號4公式）推導(dǎo)出來的，見：有凸緣圓筒工件工序尺寸的具體計(jì)算見4.2.3節(jié)的計(jì)算部分。3、矩形拉深件工序尺寸的計(jì)算1）判斷矩形工件能否一次拉出矩形工件拉深時圓角部分的受力與變形皆比直邊大，起皺和拉裂容易在圓角部分發(fā)生，因此毛坯的變形程度用圓角部分的拉深因數(shù)來表示。即m=d角/D，當(dāng)r角=r底=r時，，則由此可知，工件的變形程度可用工件的相對高度值H/r來表示。矩形件一次能拉深的極限（最大）相對高度見表4－10。通過表4－10與表（4－8）可見，矩形工件初次拉深的極限高度比圓筒形工件要大，這是因?yàn)榫匦卫罟ぜ捎趹?yīng)力分布不均勻，其平均拉應(yīng)力比圓筒形工件要小，則減小了危險截面拉裂的可能，允許有比圓筒形件大的變形。如果工件的相對高度H/r角小于表4－10中的極限值，矩形件可一次拉深成形。否則，要進(jìn)行多次拉深。模具第四章拉深模2）矩形拉深工件的工序尺寸計(jì)算零件的H/r角大于表4-10的值時,需多次拉深。表4－11為多次拉深所能達(dá)到的最大相對高度Hn/B，用這個表可初步判斷拉深的次數(shù)。方、矩形件多次拉深的前幾次拉深，往往用過渡形狀（正方形用圓形過渡、矩形用長圓或橢圓形過渡），而最后一道工序才拉深成所需要的正方形或矩形工件。如下圖是多次拉深的方、矩形件的過渡形狀。顯然，倒數(shù)第二道工序，即（n－1）道工序的尺寸確定是非常重要的，下面僅討論方形工件的過渡尺寸。下圖a所示的方形拉深件，用圓形作為過渡形狀，第（n-1）道工序圓筒形半成品的直徑為Dn－1=2bn+B。（圖4－18為bn的取值圖）用等面積法求Hn－1≈0.88H用Dn－1及Hn－1的圓筒可反算出（n-2），…，2，1道工序尺寸。計(jì)算方法同無凸緣圓筒形工件。下圖所示的用圓形過渡方形工件和用長圓形過渡矩形工件，皆適用于厚料。薄料的過渡形狀和尺寸請參考有關(guān)手冊。模具第四章拉深模五、拉深模工作部分的設(shè)計(jì)1、拉深模間隙拉深模的間隙是指凸、凹模橫向尺寸的差值，如圖所示。雙邊間隙用Z來表示。間隙過小，工件質(zhì)量較好，但拉力大，工件易拉斷，模具磨損嚴(yán)重，壽命低。間隙過大，拉深力小，模具壽命雖提高了，但工件易起皺、變厚，側(cè)壁不直，口部邊線不齊，有回彈，質(zhì)量不能保證。故確定間隙的原則是：即要考慮板料公差的影響，又要考慮毛坯口部增厚的現(xiàn)象，所以間隙值一般應(yīng)比毛坯厚度略大一些。１）旋轉(zhuǎn)體工件①用壓邊圈時，單邊間隙值見表4－12。②不用壓邊圈時應(yīng)考慮到起皺的可能，間隙取得較大，單邊間隙的取值為：（Z/2）＝（1～1.1）tmax。③精度要求高的拉深件，其單邊間隙的取值為：（Z/2）＝（0.9～0.95）t。2）矩形工件①直邊部分的單邊間隙的取值為：中間工序的拉深：（Z/2）＝（1～1.1）t；末次拉深：（Z/2）＝t。②圓角部分的間隙要比直邊部分大0.1t。模具第四章拉深模2、凸、凹模工作部分的尺寸和公差1）中間過渡工序的半成品尺寸，由于沒有嚴(yán)格限制的必要，模具尺寸只要等于半成品的尺寸即可，若以凹模為基準(zhǔn)，則模具尺寸計(jì)算為：凹模尺寸為：凸模尺寸為：2)末次拉深時凸、凹模尺寸與公差，應(yīng)安工件的要求來確定。當(dāng)工件要求外形尺寸精度較高時（見圖a）應(yīng)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，由于凹模磨損后增大，其尺寸：凹模尺寸：凸模尺寸：當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸精度較高時（圖b），應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，考慮到凸模會越磨越小，其尺寸計(jì)算為：凸模尺寸：

凹模尺寸：

模具第四章拉深模3）對于矩形工件拉深模具，其圓角部分的間隙比直邊大0.1t，如圖所示。當(dāng)工件要求外徑尺寸時，凹模的圓角半徑Rd按式(4-24）計(jì)算,即

。由圖4－21a可推算出，凸模的圓角半徑：。當(dāng)工件要求內(nèi)徑尺寸時，凸模的圓角半徑rp可按式（4-26）來計(jì)算，即。有圖4—21b可推算出，凹模的圓角半徑。模具第四章拉深模3、拉深模的凹模圓角半徑凹模洞口圓角半徑r凹對拉深工作影響很大。r凹過小時，毛坯被拉入凹模的阻力就大，拉深力也增加，易使工件產(chǎn)生劃痕、變薄甚至拉裂，還使模具壽命降低。r凹過大時，會使壓邊圈下的毛坯懸空，使有效壓邊面積減小，易起皺。在不產(chǎn)生起皺的前提下，凹模圓角半徑愈大愈好。由經(jīng)驗(yàn)公式得r凹的最小值：首次拉深的r凹可由表4－13查得。以后各次的拉深模r凹應(yīng)按r凹n=（0.6~0.8)r凹(n-1)來逐步減小，但不應(yīng)小于材料厚度的兩倍。如有凸緣工件的凸緣圓角要求小于料厚，需加整形工序。模具第四章拉深模4、拉深模的凸模圓角半徑凸模的圓角半徑r凸對拉深工件也有影響。當(dāng)r凸過小時，則角部彎曲變形大，危險斷面容易拉斷。當(dāng)r凸過大時，則毛坯底部的承壓面積減小，懸空部分加大，容易產(chǎn)生底部變薄和起皺。除最后一次拉深，凸模的圓角半徑r凸應(yīng)比凹模半徑略小，即：r凸=(0.6~1)r凹，最后一次拉深時，凸模的r凸應(yīng)等于零件的內(nèi)圓半徑，但不得小于材料厚度。如工件的內(nèi)圓角半徑要求小于料后，則要有整形工序來完成。模具第四章拉深模5、錐形凹模結(jié)構(gòu)當(dāng)毛坯的相對厚度大時，不易起皺，不用壓邊結(jié)構(gòu)，凹?？刹捎米笊蠄D所示的錐形凹模，可使拉深中毛坯的過渡形狀成曲面，則有更大的抗失穩(wěn)能力，可降低極限拉深因數(shù)，提高變形能力。當(dāng)毛坯的相對厚度小時，必須采用有壓邊圈的模具。如果工件尺寸較大（d>100mm）時，凸、凹模均應(yīng)帶有斜角，如左下圖所示。采用這種結(jié)構(gòu)毛坯容易定位，并減少變形抗力，避免材料變薄。不過采用這種結(jié)構(gòu)要注意前后兩道工序的相互協(xié)調(diào)。另外，凸模應(yīng)鉆通氣孔，這樣會使卸件容易，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無法卸件。通氣孔尺寸及數(shù)量見表4—14。模具第四章拉深模六、壓邊力和拉深力的確定1、壓邊方式及壓邊力的確定1）采用壓邊圈的條件壓邊是防止起皺的一個有效方法。是否需要加壓邊，可采用以下公式進(jìn)行估算。用錐形凹模拉深時，不用加壓邊的條件，首次拉深：t/D≥0.03(1-m)，以后各次拉深：t/d≥0.03[(1/m)-1]。用普通平端面凹模拉深時，不用加壓邊的條件，首次拉深：t/D≥0.045(1-m)，以后各次拉深：t/d≥0.045[(1/m)-1]。如果不能滿足上述公式的要求，則在拉深模設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮加壓邊裝置。2）壓邊力的大小壓邊力的選擇要適當(dāng)，如果壓邊力過大，工件會被拉斷；壓邊力過小，工件凸緣會起皺。壓邊力的計(jì)算公式見表4-15。表4—16、表4—17。在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)所計(jì)算的壓邊力，在試模中加以調(diào)整，使工件既不起皺也不被拉裂。模具第四章拉深模3)壓邊裝置①首次拉深一般采用平面壓邊裝置（見圖4-24）。對于寬凸緣件可采用如圖4-25所示的壓邊圈，以減少材料與壓邊圈的接觸面積，增大單位壓邊力。模具第四章拉深模為避免壓邊過緊，可采用帶限位的壓邊圈（見圖4-26）。小凸緣或球形件拉深，則采用有拉深肋或拉深檻的壓邊圈（見圖4-27）。②再次拉深模，采用筒形壓邊圈，如圖4-26b、c所示。一般來說再次拉深模所需的壓邊力較小，而提供壓邊力的彈性力卻隨著行程而增加，所以要用限位裝置。③單動壓力機(jī)進(jìn)行拉深時，其壓邊力靠彈性元件產(chǎn)生,常用的有氣墊、彈簧墊、橡膠墊等。雙動壓力機(jī)進(jìn)行拉深時，將壓邊圈裝在外滑塊上，壓邊力保持不變。2、拉深力的計(jì)算采用壓邊圈的圓筒形件：F=Kπdtσb不采用壓邊圈的圓筒形件的拉深力仍可用上式計(jì)算，僅用系數(shù)K進(jìn)行調(diào)整見表4-18。橫截面為矩形、橢圓形等拉深件的拉深力：F=KLtσb3、壓力機(jī)噸位的選擇淺拉深時：F壓≥(1.25~1.4)(F+FQ)；深拉深示：F壓≥(1.7~2)(F+FQ)。模具第四章拉深模第二節(jié)拉深模的設(shè)計(jì)示范一、無凸緣圓筒形工件的首次拉深模工件圖：生產(chǎn)批量：材料：10鋼板料厚：1mm設(shè)計(jì)步驟：1、工藝分析此工件為無凸緣圓筒形工件，要求內(nèi)形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件形狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加工。工件底部圓角半徑r=8mm，大于拉深凸模圓角半徑r凸=4~6mm（見表4-3，首次拉深凹模的圓角半徑r凹=6t=6mm，而r凸=（0.4~1）r凹=4~6mm,r>r凸），滿足首次拉深對圓角半徑的要求。尺寸mm，按公差表查得為IT14級，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊蟆?0鋼的拉深性能較好?？傊?，該工件的拉深工藝性較好，需進(jìn)行如下的工序計(jì)算，來判斷拉深次數(shù)。1）計(jì)算毛坯直徑D：=116mm。2）判斷拉深次數(shù)：工件總的拉深因數(shù)m總=d/D=0.64。毛坯的相對厚度t/D=0.0086。用t/D≥0