拉深模的設(shè)計(jì)

1.3拉深模具設(shè)計(jì)拉深變形的特點(diǎn)拉深件的工藝性分析圓筒件拉深時(shí)各項(xiàng)工藝參數(shù)的確定和計(jì)算拉深時(shí)的防皺措施拉深模的結(jié)構(gòu)型式非直筒件的拉深拉深（拉延），是利用沖模——使平板毛坯——塑性變形－制作開(kāi)口空心零件的沖壓工序。1凸模2壓邊圈3凹模4坯料5拉深件整流罩深拉深筒形零件復(fù)雜筒形與盒形拉深件筒形深拉深零件復(fù)雜盒形零件復(fù)雜盒形零件復(fù)雜曲面零件1.3.1拉深變形的特點(diǎn)拉深時(shí)材料的轉(zhuǎn)移通過(guò)焊接，得到一個(gè)筒部

直徑為d，高度H=(D-d)/2，周邊有焊縫的筒形件拉深網(wǎng)格變化間距為a的同心圓拉深后變成與筒部底部平行的不等距的水平圓周線。a1>a2>a3>a4>a5;輻射線與底部垂直，b1=b2=b3=?????=b測(cè)量后，筒部壁高>(D-d)/2。dA1

dA2Note

that

it

is

difficult

to

absolutely

classify

routes

as

either

agitation

or

non-agitation

eg.

cooling

slope

(which

is

classified

here

asa

non-agitationroute)

applies

the

force

of

gravity.1.3.2拉深件的工藝性（1）拉深件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱消聲器后蓋形狀的改進(jìn)a)改進(jìn)前

b)改進(jìn)后八道工序減為二道工序節(jié)省材料50％在半球形的根部增加20mm的直壁可防止起皺（2）拉深件各部分尺寸比例要恰當(dāng)要盡量避免設(shè)計(jì)寬凸緣和深度大的拉深件（d凸>3d，h>2d）減減少少拉拉深深次次數(shù)數(shù)a)上部尺寸與下部尺寸相差較大不符合拉深工藝要求，采用b)分別制造的兩部分，再連接工件的凸緣的外輪廓最好與拉深部分的輪廓形狀相似。（3）拉深件件的圓角半徑要合適拉深件的圓角半徑應(yīng)盡量大些，有利于成形和減少拉深次數(shù)。應(yīng)滿足r1

t，r2

2t，

r3

3t，否則，需增加整形工序拉深件的圓角半徑（4）考慮拉深件厚度的不均勻現(xiàn)象拉深件壁厚變化情況多次拉深件的內(nèi)外壁或帶凸緣拉深件的凸緣表面，應(yīng)允許有拉深印痕（5）拉深件上的孔位要布置合理拉深件上的孔位應(yīng)設(shè)置在與主要結(jié)構(gòu)面（凸緣面）同一平面，或使孔壁垂直該平面，便于沖孔與修邊同時(shí)在一道工序完成拉深件上孔位的比較拉深件上側(cè)壁的孔只有當(dāng)孔與底邊或凸緣的距離h>2d+t時(shí)，側(cè)孔才能沖出，否則只能鉆出。拉深件凸緣的孔的距離應(yīng)：D1>(d1+3t+2r2)拉深件底部孔徑應(yīng)有：d<(d1-t-2r1)拉深件上孔的合理布置（6）拉深件上的尺寸精度不宜要求太高1.3.3圓筒形件的拉深時(shí)各項(xiàng)工藝參數(shù)的確定和計(jì)算（1）修邊余量的確定筒形件口部邊緣有拉深凸耳現(xiàn)象。拉深凸耳現(xiàn)象（2）毛坯尺寸的計(jì)算筒形件毛坯尺寸的確定形狀簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯直徑毛坯的展開(kāi)尺寸可根據(jù)毛坯面積與拉深件面積（加上修邊余量）相等的原則。毛坯直徑按下式確定：（3）拉深系數(shù)和拉深次數(shù)的計(jì)算拉深后零件直徑d與毛坯直徑D的比值稱為拉深系數(shù)拉深工序示意圖拉深系數(shù)反映了毛坯邊緣在拉深時(shí)切向壓縮變形的大小一般希望m值愈小愈好，但有個(gè)極限，這個(gè)限度稱為極限拉深系數(shù)mc。影響極限拉深系數(shù)mc的主要因素2、材料相對(duì)厚度（t/D)3、凸、凹模園角4、拉深方式（有、無(wú)壓邊）5、拉深道次6、潤(rùn)滑與模具條件7、拉深速度根據(jù)材料、板材厚度和相對(duì)厚度可以在設(shè)計(jì)手冊(cè)查得極限拉深系數(shù)mc。無(wú)凸緣筒形件的極限拉深系數(shù)無(wú)壓邊圈拉深時(shí)毛坯相對(duì)厚度

t/D×100各次拉深系數(shù)m1m2m3m40.40.900.92——0.60.850.90——0.80.800.88——1.00.750.850.90—1.50.650.800.840.872.00.600.750.800.842.50.550.750.800.84適用于08、10S、15S。3.00.530.750.800.84對(duì)于第二次以后的拉深系數(shù)可用公式表示m—第n道拉深系數(shù)，dn—第n道拉深所得零件的直徑，dn-1—第n道拉深時(shí)所用圓筒件毛坯直徑拉深系數(shù)毛坯相對(duì)厚度t/D×1002.0～1.5<

1.5～1.0<

1.0～0.6<

0.6～0.3<

0.3～0.15<

0.15～0.08m1m20.48~0.500.73~0.750.50~0.530.75~0.760.53~0.550.76~0.780.55~0.580.78~0.790.58~0.600.79~0.800.60~0.630.80~0.82m30.76~0.780.78~0.790.79~0.800.80~0.810.81~0.820.82~0.84m40.78~0.800.80~0.810.81~0.820.82~0.830.83~0.850.85~0.86無(wú)壓邊圈拉深時(shí)適用于08、10S、15S。拉深次數(shù)的計(jì)算拉深次數(shù)由采用的拉深系數(shù)可按下式計(jì)算：n—拉深次數(shù)，dn—零件的直徑(mm)，D—毛坯直徑（mm）

m1

—第一次拉深系數(shù)，mn

—第二次以后個(gè)次的平均拉深系數(shù)公式計(jì)算結(jié)果通常不是整數(shù)，注意不得四舍五入，應(yīng)取較大整數(shù)值。拉深次數(shù)還可通過(guò)查表法、推算法和查圖法確定。（4）拉深力的計(jì)算拉深力取決于拉深系數(shù)、材料的機(jī)械性能、零件的尺寸、凹模的圓角半徑、潤(rùn)滑等。通常采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：第一次拉深力第二次拉深力式中d1、d2分別是拉深后零件的直徑，K1、K2是系數(shù)，可由下表查得毛坯的相對(duì)厚度t/D0100拉深系數(shù)m0.450.480.50.520.550.60.650.70.750.850.950.850.750.650.60.50.430.350.280.221.11.00.900.800.750.60.50.420.350.251.21.11.00.900.80.680.560.470.370.30.81.11.00.90.750.60.50.400.330.51.11.00.820.670.550.450.360.21.10.90.750.60.50.40.11.10.90.750.60.5系數(shù)K1的值毛坯的相對(duì)厚度t/D0100拉深系數(shù)m0.700.720.750.780.800.820.850.880.900.9250.850.700.600.500.420.320.280.200.150.1221.100.900.750.600.520.420.320.250.200.141.21.100.900.750.620.520.420.300.250.160.81.000.820.700.570.460.350.270.180.51.100.900.760.630.500.400.300.200.21.000.850.700.560.440.330.230.11.101.000.820.680.550.400.30系數(shù)K2的值（5）壓邊條件和壓邊力的計(jì)算為防止拉深過(guò)程中工件和凸緣起皺，應(yīng)使毛坯被拉入凹模圓角以前保持穩(wěn)定狀態(tài)，其穩(wěn)定程度取決于毛坯的相對(duì)厚度(t/D×100)和拉深系數(shù)m，決定是否拉深方法采用壓邊圈。

拉深t/D×100m用壓邊圈<1.5<0.6可用可不用1.5～2.00.6不用壓邊圈>2.0>0.6壓邊力的計(jì)算壓邊力的壓力必須適當(dāng)，如果過(guò)大，就要增加拉深力，因而會(huì)使工件拉裂；過(guò)低，零件得邊壁或凸緣起皺。壓邊力Q的計(jì)算公式：對(duì)于任何形狀零件筒形件拉深時(shí)D－毛坯直徑（mm)，d－零件直徑（mm)，r－凹模圓角（mm),q－單位壓力（Mp)q的經(jīng)驗(yàn)公式z——拉深系數(shù)材的料倒數(shù)單位壓邊力q(Mp)鋁q值黃亦銅可查表獲得20鋼、08鋼軟化狀態(tài)的耐熱鋼高合金鋼、高錳鋼、不銹鋼0.8～1.21.5～22.5～32.8～3.53～4.5（6）拉深模工作部分形狀和尺寸的確定間隙的作用：校直經(jīng)過(guò)凹模圓角區(qū)而被彎曲后進(jìn)入壁部的毛坯。間隙過(guò)大時(shí)，對(duì)毛坯的校直作用小，制件側(cè)壁不直；間隙過(guò)小時(shí)，毛坯在通過(guò)間隙時(shí)產(chǎn)生的校直與變薄變形的力大，毛坯與模具表面的接觸壓力增加，加劇模具磨損。1）凸、凹間隙的確定1、拉深模的單邊間隙：2、在確定間隙時(shí)，要考慮毛坯在拉深過(guò)程中外緣的變厚現(xiàn)象。3、不用壓邊圈拉深時(shí)：

（末次拉深取小值，中間拉深取大值）用壓邊圈拉深時(shí)凸、凹間隙拉深工序數(shù)材料厚度（mm)0.5～22～44～61第一次0.20.10.12第一次第二次0.30.10.250.10.20.1——板料厚度的最大極限值(mm)間隙t

—系—系—數(shù)板C料厚度的基本尺寸（mm)c——系數(shù)2）凹、凸模圓角半徑的確定凹模圓角半徑

的確定拉深件坯料的相對(duì)厚度厚度t/D×1002～11～0.30.3～0.1筒形件帶法蘭筒形件(4～8）t(6～10）t（6～10）t(10～15）t（8～12）t(15～20）t凹模圓角作用：對(duì)拉深過(guò)程有很大的影響。坯料在被拉深過(guò)程中，是在凹模圓角處產(chǎn)生較大彎曲，后進(jìn)入凹模直壁部分重新被拉直。如果凹模圓角半徑太小，在該處的阻力增大，于是拉深力增大，模具磨損增大。凹模圓角半徑過(guò)大，則處在壓邊圈作用下的坯料面積減少，在拉深開(kāi)始時(shí)有寬度為

的坯料壓不到，中途也有的寬度壓不到，這部分材料容易起皺。

－凸模圓角半徑查表法凹模圓角半徑值a）一般情況下首次拉深時(shí)：D－毛坯直徑（mm）

d－工件直徑（mm）

t－料厚（mm）b)當(dāng)d>200時(shí)c)以后各次拉深時(shí)：凹模圓角半徑計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式凸模圓角

作用：凸模圓角半徑太小，材料在該處彎曲厲害且局部變薄嚴(yán)重，彎曲和變薄痕跡還會(huì)在以后工序留在零件的側(cè)壁上，影響質(zhì)量，同時(shí)會(huì)降低危險(xiǎn)斷面的承載能力，使拉深系數(shù)增大。凸模圓角半徑大，降低拉深力，提高危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度，改善零件質(zhì)量；過(guò)大會(huì)減少拉深開(kāi)始時(shí)被壓邊的面積，材料懸空的比例增大，助長(zhǎng)了起皺，道理同凹模圓角相似。一般情形下，凸模圓角小于凹模圓角，常取最后一道工序的應(yīng)等于工件底部圓角半徑，且需。凸模圓角半徑

的確定3）凹、凸模直徑尺寸的確定拉深模直徑尺寸的確定的原則與沖裁模刃口尺寸的確定基本相同，只是具體內(nèi)容有所不同。a、當(dāng)工件要求外形尺寸時(shí)凹模內(nèi)徑：沖頭外徑：b、當(dāng)工件要求外形尺寸時(shí)沖頭直徑：凹模內(nèi)徑：1.3.4拉深時(shí)的防皺措施通常的措施是加壓邊圈，使坯料可能起皺的部分夾在凹模平面與壓邊圈直徑順利地按變形區(qū)增厚規(guī)律通過(guò)。無(wú)壓邊圈模具帶壓邊圈模具（1）防皺壓力與壓邊間隙加壓邊圈只是防止起皺的一種模具結(jié)構(gòu)或形式。關(guān)鍵：應(yīng)是控制壓邊力的大小，更科學(xué)地是控制好壓邊間隙。壓邊力應(yīng)是保證毛坯法蘭部分不起皺的最小壓力。壓邊力的過(guò)大，會(huì)使坯料與凹模、壓邊圈間的摩擦力劇增，可能導(dǎo)致工件過(guò)早破裂。壓邊力的太小，則起不到防皺作用。由于壓邊力數(shù)值在操作時(shí)不便控制，且變形區(qū)坯料壓縮失穩(wěn)時(shí)，只有當(dāng)皺紋波超過(guò)一定高度時(shí)才會(huì)產(chǎn)生皺折。若能控制好不致產(chǎn)生皺折的壓邊間隙（壓邊圈與凹模平面間的間隙），則更有利于防止起皺。（2）防皺壓邊圈a.剛性壓邊圈雙動(dòng)沖床剛性壓邊1－內(nèi)滑塊2－外滑塊3－壓邊圈原理：每次沖壓時(shí)，外滑塊先

帶動(dòng)壓邊圈下降，壓在坯料的

法蘭面上，并停于此位置。然后內(nèi)滑塊再帶動(dòng)沖頭下降進(jìn)行拉深。壓邊圈的壓力調(diào)整通過(guò)外滑塊液體壓力調(diào)整壓邊；

通過(guò)壓邊圈與凹模平面的間隙調(diào)整剛性壓邊圈的結(jié)構(gòu)形式:a)平面形，b)平錐形壓邊圈形狀平錐形壓邊圈中錐角大小應(yīng)與拉深件壁部增厚規(guī)律相適應(yīng)錐角

的計(jì)算公式：z－拉深件壁部增厚系數(shù)，取錐形壓邊圈的錐角與錐形凹模的錐角相對(duì)應(yīng)，一般再

范圍內(nèi)，常用

。它能降低極限拉深系數(shù)，實(shí)際上是增加一道中間成錐形件的拉深工序。

錐形過(guò)渡使變形區(qū)具有抗壓縮失穩(wěn)

能力。剛性壓邊圈的結(jié)構(gòu)形式:c)錐形，d)圓弧形雙動(dòng)沖床剛性壓邊1－內(nèi)滑塊2－外滑塊3－壓邊圈圓弧形壓邊圈適用于帶法蘭邊筒形且法蘭邊直徑較小而圓角半徑較大的情形。原理：壓邊圈由模具中的彈性系統(tǒng)托住，隨著上模（凹模）的下行，彈性壓邊圈急劇增大。而用氣缸或液壓缸的彈性壓邊系統(tǒng)，壓力基本不變，效果好于前者b.彈性壓邊圈單動(dòng)沖床上的彈性壓邊圈1.3.5拉深模的結(jié)構(gòu)形式正拉深1.3.5拉深模的結(jié)構(gòu)形式反拉深反拉深：拉深沖頭從已拉深件的外底部反向加壓，原使已拉深的毛坯的內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)為外表面的一種拉深方法。此外，拉深模還有正裝式和倒裝式之分。拉深模典型結(jié)構(gòu)型式無(wú)壓邊拉深模

1－凸模2－校模圈3－定位圈4－凹模有壓邊拉深模1－擋銷2－打桿3－推件塊4－墊塊5—凹模6－凸模7－壓邊圈拉深模典型結(jié)構(gòu)型式落料拉深復(fù)合模1－導(dǎo)料板2－卸料板3－打料桿4－凸凹模5—上模座6