冲压工艺与模具设计课件

1、4-3 非直壁旋转体零件拉深成形的特点非直壁旋转体零件拉深成形的特点一、曲面形状零件的拉深特点一、曲面形状零件的拉深特点1、曲面形状零件的拉深不能简单的用、曲面形状零件的拉深不能简单的用 拉深系数来衡量成形的难易程度。拉深系数来衡量成形的难易程度。2、圆筒形件拉深，毛坯的变形区局限于、圆筒形件拉深，毛坯的变形区局限于 压边圈下面的环行部分。压边圈下面的环行部分。 3、球面零件拉深时，毛坯的凸缘部分与中间部分、球面零件拉深时，毛坯的凸缘部分与中间部分 都是变形区，在很多情况下，都是变形区，在很多情况下， 中间部分反而是主要的变形区中间部分反而是主要的变形区 （起皱不仅仅在凸缘部分产生，（起皱不仅

2、仅在凸缘部分产生， 也可能在中间部分产生，尤其对于薄板材料）也可能在中间部分产生，尤其对于薄板材料）4、锥形零件的拉深特点、锥形零件的拉深特点 凸模接触面积小，压力集中，容易引起局部变薄及自由面凸模接触面积小，压力集中，容易引起局部变薄及自由面积增大，压力圈作用相对减弱。悬空带过大，容易起皱。积增大，压力圈作用相对减弱。悬空带过大，容易起皱。5、抛物面零件的拉深特点、抛物面零件的拉深特点 具有球面零件和锥形零件加工的特点具有球面零件和锥形零件加工的特点 但是其相对高度增加，头部更尖，更易开口，且母线形但是其相对高度增加，头部更尖，更易开口，且母线形状更加复杂，拉深时变形区的位置，受力情况，变形

3、特点状更加复杂，拉深时变形区的位置，受力情况，变形特点更复杂。（更复杂。（常常采用橡皮液囊一次成型）常常采用橡皮液囊一次成型） 高度越大，直径差越大越困难。回弹也比较严重，高度越大，直径差越大越困难。回弹也比较严重， 较球面零件的拉深更为困难。较球面零件的拉深更为困难。 a、直壁回转拉深在拉深工艺中是最简单的，直壁回转拉深在拉深工艺中是最简单的， 因其变形区容易控制。因其变形区容易控制。 b、随着底部形状不同，难度逐渐增加，球面、锥面、随着底部形状不同，难度逐渐增加，球面、锥面、 抛物形体是在筒形基础上底部变化而来的抛物形体是在筒形基础上底部变化而来的 c、此拉深变形是拉深与胀形两种变形方式的

4、复合，、此拉深变形是拉深与胀形两种变形方式的复合， 且同时具有拉深和压缩类变形的特点且同时具有拉深和压缩类变形的特点 解决这类问题的方法解决这类问题的方法 加大凸缘尺寸加大凸缘尺寸 增加压边圈下面的摩擦系数增加压边圈下面的摩擦系数 增大压边力增大压边力 采用拉深筋采用拉深筋 采用反拉深采用反拉深 软模拉深软模拉深 d、抛物线成型较之锥形体使用更多，更容易出现变形量过大，、抛物线成型较之锥形体使用更多，更容易出现变形量过大， 使底部断裂，拉深过程中要求最后一步进行胀形。使底部断裂，拉深过程中要求最后一步进行胀形。 一般对成型件的几何参数控制不是很严，一般对成型件的几何参数控制不是很严， 惟独对抛

5、物线惟独对抛物线形状要求比较严格。形状要求比较严格。二、球面零件的拉深方法二、球面零件的拉深方法 1、拉深系数为恒数、拉深系数为恒数 m=0.71 拉深系数不决定拉深的难易程度。拉深系数不决定拉深的难易程度。 毛坯的相对厚度毛坯的相对厚度 t / D是选择拉深方法的依据是选择拉深方法的依据。 2、按照几何形状分类、按照几何形状分类 * 毛坯直径毛坯直径D较小时，毛坯不易起皱，但移动回弹较大，较小时，毛坯不易起皱，但移动回弹较大，故采用带底拉深模。故采用带底拉深模。 * 当毛坯直径当毛坯直径D较大时，起皱将成为必须解决的问题，常较大时，起皱将成为必须解决的问题，常采用强力压边装置，或者带拉深筋的

6、模具。也有增加工艺采用强力压边装置，或者带拉深筋的模具。也有增加工艺凸缘进行拉深，拉深后切除工艺余量，提高制件质量。凸缘进行拉深，拉深后切除工艺余量，提高制件质量。*当当 t/D 3%, 不用压边圈不用压边圈,但是需要校正但是需要校正(有底有底)*当当t/D=0.5%3%, 采用带压边圈的拉深模采用带压边圈的拉深模*当当t/D 0.5%时，时， 则采用有拉深筋的凸凹模则采用有拉深筋的凸凹模 或者反拉深模，加拉深筋或者反拉深模，加拉深筋h=(0.10.2)或者凸缘为(0.10.15)d带底拉深模强力压边装置或拉深筋三、抛物面零件的拉深方法三、抛物面零件的拉深方法 相对高度相对高度h /d 比球形

7、件大，故拉深难度更大。比球形件大，故拉深难度更大。浅抛物面形浅抛物面形 （ h /d 0.50.6) 拉深难度大拉深难度大常常采用的办法常常采用的办法 拉深筋拉深筋 / 多道工序多道工序 / 正拉深或者反拉深正拉深或者反拉深/ 液压成型液压成型 多道工艺拉深的制件，为保证质量，在最后一道工序时，多道工艺拉深的制件，为保证质量，在最后一道工序时，要使中间毛坯面积略小于最后成形制件的面积，以获得胀形效要使中间毛坯面积略小于最后成形制件的面积，以获得胀形效果，实际胀形量为果，实际胀形量为510%四、锥形件的拉深方法四、锥形件的拉深方法几何参数几何参数相对高度相对高度 h / d ； 锥角锥角 ；相对

8、料厚相对料厚 t / D 1、浅锥形件、浅锥形件 （ h / d 20.025时时, 不用压边圈加整形工艺一次完成不用压边圈加整形工艺一次完成.t/D=0.0150.020时时,采用压边圈采用压边圈,拉深筋拉深筋,增加工艺凸缘等措增加工艺凸缘等措施施t/D1mm.不锈钢材料通常不锈钢材料通常1mm 铝合金铝合金(氧化和非氧化氧化和非氧化)盒形件可以认为是由四个转角和四条直角边组成的盒形件可以认为是由四个转角和四条直角边组成的,其拉深变形其拉深变形可近似地认为可近似地认为弯曲弯曲+筒形件筒形件+球面拉深球面拉深 但是网格试验得知，其变形比较复杂但是网格试验得知，其变形比较复杂特点特点*直角部分可

9、以补偿球面拉深直角部分可以补偿球面拉深 *应力在角部最大，向直边逐渐减小，拉深时稳定性好。应力在角部最大，向直边逐渐减小，拉深时稳定性好。 *相对圆角半径相对圆角半径r/B越小，圆角部分的材料向直角部分流动越越小，圆角部分的材料向直角部分流动越多，直边部分对圆角部分的影响越大，相对变形亦容易。多，直边部分对圆角部分的影响越大，相对变形亦容易。 当当r/B=0.5时，盒形件成为圆筒件时，盒形件成为圆筒件 *当相对高度当相对高度H/B大时，圆角部分对直边部分的影响就大，直大时，圆角部分对直边部分的影响就大，直边部分的变形与简单弯曲的差别大边部分的变形与简单弯曲的差别大(多次拉深）多次拉深） 因此，

10、对不同的因此，对不同的r/B，H/B盒形件毛坯的计算方法和工序计盒形件毛坯的计算方法和工序计算方法也不同。算方法也不同。二、盒形件拉深毛坯的形状与尺寸的确定二、盒形件拉深毛坯的形状与尺寸的确定1、一次成形的低盒件（、一次成形的低盒件（H0.3B) 一次拉深或者两次一次拉深或者两次,(第二次仅用来整形第二次仅用来整形) 计算方法页计算方法页1702、高盒形件、高盒形件 （H0.5B）毛坯的计算）毛坯的计算 方型方型 毛坯料：圆形毛坯料：圆形 矩形矩形 毛坯料：长圆形毛坯料：长圆形 计算方法页计算方法页171 三、盒形件多次拉深的工艺计算三、盒形件多次拉深的工艺计算 1、盒形件初次拉深的成形极限、

11、盒形件初次拉深的成形极限 盒形件拉深易在圆角部位发生起皱和断裂（拉破）盒形件拉深易在圆角部位发生起皱和断裂（拉破） 盒形件初次拉深的极限变形程度用相对高度盒形件初次拉深的极限变形程度用相对高度H/rH/r表示，表示，相对高度相对高度H/rH/r越大，变形程度也越大，拉深难度也越大。越大，变形程度也越大，拉深难度也越大。最大相对高度见表最大相对高度见表4.4.24.4.22、高方盒件的多次拉深、高方盒件的多次拉深 初始毛坯初始毛坯直径为直径为D。的圆形板料。的圆形板料 首先拉成圆形，最后一道工序拉成要首先拉成圆形，最后一道工序拉成要求的正方形形状求的正方形形状设计计算方法设计计算方法（1）首先计算）首先计算n-1次工序半成品的直径次工序半成品的直径 Dn-1 = 1.41B - 0.82r + 2 =（0.2-0.250.2-0.25）r r 过大的过大的值可能使拉深件被拉裂值可能使拉深件被拉裂（2）确定）确定n-1道直径以后，经前推算各工序圆角件的直径，道直径以后，经前推算各