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文档简介
1、宽凸缘圆筒形拉伸件级进模具设计实例定义:凸缘的相对直径( dp 包括修边余量 )相对拉伸高度所有数据均取中性层数值)带凸缘圆筒形件拉伸一般分为两类 第一种: 窄凸缘 = 1.1 1.4 第二种: 宽凸缘 > 1.4计算宽凸缘圆筒形件工序尺寸原则:1. 在第一次拉伸时,就拉成零件所要求的凸缘直径,而在以后的各次拉伸中,凸缘直径保持不变。2. 为保证拉伸时凸缘不参加变形,宽凸缘拉伸件首次拉入凹模的材料应比零件最后拉伸部分实际所需材料 3%-10%(按面积计算,拉伸次数多去上限,拉伸次数少去下限),这些多余材料在以后各次拉深中逐次将1.5%-3%的材料挤回到凸缘部分,使凸缘增厚避免拉裂。这对材
2、料厚度小于0.5mm的拉伸件效果更显著。凸缘圆筒形件拉伸工序计算步骤:1. 选定修边余量(查表 1)2. 预算毛培直径3. 算出 x100 和 ,查表 2 第一次拉深允许的最大相对高度 之值,然后与零件的相对高度 相比,看能否一次拉成。 若 则可一次拉出,若 > 则许多次拉深,这是应计算各工序尺寸4. 查表 3 第一次拉深系数 m1,查表 4 以后各工序拉深系数 m2、m3、m4,并预算各工序拉深 直径,得出拉深次数。5. 调整各工序拉深系数。计算实例1. 产品件凸缘直径: dp=74.9拉伸直径: d=43.15拉伸高度: H=19.5 材料厚度: t=12修边余量表1 带凸缘拉深件修
3、边余量凸缘尺寸 dp相对凸缘尺寸 dp/d1.5>1.52>22.5> 2.5 3251.61.41.21502.521.81.61003.532.52.21504.33.632.520054.23.52.72505.54.63.82.83006543相对凸缘尺寸: =74/43.15 =1.71 ;根据上面的表格 (表1) 1.5< =1.71<2 ;50<dp=74 <1004<100则,带凸缘的拉伸件修边余量: 23,取值 3 则,带凸缘的拉伸件修边余量: d=3 mm3. 展开根据成型前后中性层的面积不变原理使用 UG测量出拉深件中性层面
4、积 7379.0492 mm2 (不推荐使用公式计算,个人感觉一般计算 得数偏大,故本文省略公式)展开直径: D=97 凸缘直径:d 凸 =80.9 拉伸直径: d=43.15 拉伸高度: H=19.5材料厚度: t=1 修边余量: d=34. 拉深系数确定表 2 带凸缘拉深件的首次拉深系数凸缘相对直 径dp/d1材料相对厚度 x1000.2> 0.2 0.5> 0.5 0.1>11.5>1.51.10.640.620.60.580.55>1.1 1.30.600.590.580.560.53>1.3 1.50.570.560.550.530.51>1
5、.5 1.80.530.520.510.500.49>1.820.470.460.450.440.43表3 带凸缘拉深件的首次拉深最大相对高度 h1/d1凸缘相对直 径dp/d1材料相对厚度 x1000.2> 0.2 0.5> 0.5 0.1>11.5>1.51.10.450.500.570.650.75>1.1 1.30.400.450.500.560.65>1.3 1.50.350.400.450.500.58>1.5 1.80.290.340.370.420.48>1.820.250.290.320.360.42表 4 带凸缘拉深件的
6、以后各次拉深系数凸缘相对直 径dp/d1材料相对厚度 x1000.2> 0.2 0.5> 0.5 0.1>11.5>1.5m20.800.790.780.760.75m30.820.810.800.790.78m40.850.830.820.810.80m50.870.860.850.840.82(1)验证可否一次完成拉伸材料相对厚度:t/D=1/97 ×100=1.03 1凸缘相对直径:dp/d=80.9/43.15=1.87总的拉伸系数:M=d/D=43.15/97=0.45根据上表(附表 2):0.5< t/D 1;1.8< dp/d <
7、;2 则有工艺切口的首次最小拉伸系数 M1=M根据上表(附表 3)有工艺切口的首次拉伸最大相对高度: h/d=19.5/43.15=0.45>0.32 所以,根据 M1=M 和 h/d=0.45>0.32 , 判定一次拉伸不能成功,需要多步拉伸。(2)初步取第一次拉伸系数 M1=0.51根据上表(附表 2) , 第一次初步取第一次拉伸系数 M/1 =0.51则,第一次拉伸的直径: d1=D×M1=97×0.51=49.47 50第一次拉伸的凹模入口 R角: r d= =5.48,取值r d=6.5 (保证拉伸顺利)第一次拉伸的冲头 R角:r p=(0.7 1)&
8、#215;rd=4.556.54.5 根据中性层的面积不变原理 ,UG计算(根据已知数据逐一尝试拉深高度),第一次拉伸高度: h1=18.9第一次拉伸的相对高度: h1÷d1=18.9 ÷50=0.378第一次拉伸的凸缘相对直径: dp÷d1=80.9 ÷50=1.62根据上表(附表 73),dp÷d1=1.62;t/D=1 ;h1÷d1=0.378>0.37所以,经过以上验证, M1=0.51 不合适(3)初步取第一次拉伸系数 M1=0.55根据上表(附表 2), 第二次初步取第一次拉伸系数 M1=0.55则,第一次拉伸的直径
9、: d1=D×M1=97×0.55=53.35 54第一次拉伸的凹模入口 R角:r d=5.86, 取值 r d=6.5保证拉伸顺利)第一次拉伸的冲头 R角:r p=(0.7 1)×rd=4.556.54.5根据中性层的面积不变原理 ,UG计算,第一次拉伸高度: h1=17.9第一次拉伸的相对高度: h第一次拉伸的拉伸力: d1=57 m1=0.58 k1=0.91 F/1 =×d1×t ××K1=3.14 ×57× 1×350× 0.91=57005.13 (N) =5700.5 (
10、KG)5.7 ( 吨 )÷d1=17.9 ÷54=0.332第一次拉伸的凸缘相对直径: dp÷d1=80.9 ÷54=1.4981.5根据上表(附表 3),dp÷d11.5;t/D=1 ;h1÷d1=0.332<0.37( 很接近) 所以,经过以上验证,虽然 0.332<0.37 ,但是两者很接近,为保险起见, M1=0.55 也不合适(4)初步取第一次拉伸系数 M1=0.58根据上表(附表 2), 第三次初步取第一次拉伸系数 M1=0.58则,第一次拉伸的直径: d1=D×M1=97×0.58=56.
11、26 57第一次拉伸的凹模入口 R角:rd= =5.66, 取值r d=6.5 (保证拉伸顺利)第一次拉伸的冲头 R角:r p=(0.7 1) ×r d=4.55 6.5 4.5根据中性层的面积不变原理 ,UG计算,第一次拉伸高度: h1=17.2第一次拉伸的相对高度: h1÷d1=17.2 ÷57=0.302第一次拉伸的相对高度: h1÷d1=17.2 ÷57=0.302第一次拉伸的凸缘相对直径: dp÷d1=80.9 ÷57=1.42根据上表(附表 73),dp÷d1=1.42;t/D=1 ;h1÷d
12、1=0.302<0.45所以,经过以上验证, M1=0.58 合适(5)初步取第二次拉伸系数 M1=0.8根据上表(附表 4),初步取第二次拉伸系数 M2=0.8( 取高一个规格 )则,第二次拉伸的直径: d2=d1×M2=57× 0.8=45.6 46 ( 粗算需拉深三次 ) 第二次拉伸的凹模入口 R角(r dn-1 =(0.6 0.8 )r dn) :r d=R6.5->R5.5->R4.5 ,则, 拉伸凹模入口 R角: r d=5.5同理,第二次拉伸的冲头 R角:r p=R4.5->R3.5->R2.5=3.5根据中性层的面积不变原理 ,
13、UG计算,第二次拉伸高度: h2=19.3 初步取第三次拉伸系数 M1=0.82根据上表(附表 4), 初步取第三次拉伸系数 M2=0.82则,第三次拉伸的直径: d/3 =d/2 ×M/3 =46×0.82=37.72<d(43.15)(7) 调整拉深系数调整第二次和第三次的拉伸系数。第二次:M1 第二次拉伸的拉伸力:=0.84 => d 2=47.88 48;r d=5.5 ;r p=3.5 ;h2=18.7 ;第三次 :Md2=48 m2=0.84 K2=0.72=43.15 ÷ 48=0.899 0.9 => d 3=43.15 ; r
14、d=4.5 ;r p=2.5 ;h3 =19.5 ;(8) 总结项目拉伸次数拉伸系数 M拉伸直径 d拉伸深度 h凹模R角 rd冲头R角 rp中性层面积S凸缘直径 d凸第一次0.585717.26.54.57384.6580.9第二次0.844818.75.53.57385.6880.9第三次0.9043.1519.54.52.57382.6580.95. 拉深力计算表5 系数 k1、k2m10.550.570.600.650.700.750.80K11.00.930.860.720.600.550.40m20.700.750.800.850.900.95K21.00.900.800.700.6
15、00.50带凸缘筒形拉伸件拉伸力: F=×d/n ×t ×× K F:拉伸力Dn:第n次的拉伸直径 t :材料厚度 : 材料的抗拉强度K:调整系数(参考上表 5) 注: K1是首次拉伸时的系数;K2是首次以后的系数 ;F2 =×d2×t ××K2=3.14 ×48× 1×350× 0.72=37981.44 (N)=3798.2 (KG)3.8 ( 吨 )(3) 第三次拉伸的拉伸力: d3=43.15 m3=0.90 K3=0.60F/3 =×d/3×t
16、××K/3=3.14 ×43.15 ×1×350×0.60=28453.11 (N)=2845.3 (KG)2.9 ( 吨 )6. 压边力计算拉伸件压边力: F压=A× p ;压边力或者是: F压 = /4 ×d n-1 2-(d n+2r dn) 2 ×p ; F压:压边力;A:压边圈内的毛料面积; p:单位压边力(查上表 3-3 ); dn:第n次的拉伸直径;dn-1 :第(n-1) 次的拉伸直径; n=1时, dn-1 =D; r dn:第 n次拉伸凹模的入口 R角; d0=D=97;d1=57;d2=48;d3=43.15;r d1=6.5;rd2=5.5;r d3=4.5 ;查上表: p=2.5(1) 第一次拉伸的压边力(2) 第
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