《汽车制造工艺技术》课件 模块一项目四 任务3 拉深工艺及拉深模具设计

模块一汽车冲压工艺项目四任务3拉深工艺及拉深模具设计一、教学目标1.知识目标

（1）拉深的概念、分类；

（2）拉深模的类型、工作原理、结构特点；（3）汽车拉深模工作零件的结构特点。2.能力目标（1）具备概述分析拉深模的工作原理能力；（2）具备设计和操作拉深模具的能力。

3.素质思政目标

安全意识、团队协作、规范操作、吃苦耐劳、精益求精的思政精神二、教学重难点1.教学重点：拉深模的类型、工作原理、结构特点；2.教学难点：汽车拉深模工作零件的结构特点。CONTENTS目录2拉深的概述1拉伸模工作零件的结构3拉深模的结构5/27

1.概述冲压的概念？

2.概述汽车冲压工序的分类、工序内容？复习一6/27新课导入二

通常一个汽车覆盖件成形所用的各套模具的设计、制造顺序为：

其中拉深模的设计、制造是关键。拉深成形是汽车覆盖件成形的主要和关键变形方式，拉深模设计、制造得是否合理，直接关系到汽车覆盖件的成形质是和生产效率；同时，拉深成形得到的中间过渡零件又是翻边模、修边模等设计、制造的依据。7/27（一）拉深概述

1.拉深概念

讲授新课三8/272.拉深的应用

讲授新课三9/273.拉深的分类

讲授新课三10/274.圆筒形零件的拉深

图所示为圆筒形零件的拉深过程示意图。圆形平板毛坯置于拉深凹模之上，拉深凸模和凹模分别装在压力机的滑块与工作台上。

讲授新课三圆筒形零件拉深成形过程11/274.圆筒形零件的拉深

拉伸件质量问题：起皱、拉裂、表面划伤、形状外扭和回弹等。其中，起皱、拉裂对拉深件的质量影响最大，废品率达到80%~90%。要防止起皱，一般不允许改变毛坯的相对厚度和拉深系数。（1）采用压料装置；（2）采用反拉深；（3）采用拉深筋。

讲授新课三起皱现象12/275.盒形零件的拉深

盒形件可以看成由直边部分及圆角部分组成。盒形件拉深成形时，圆角部分近似圆筒形件拉深，直边部分近似板料弯曲。

讲授新课三盒形件拉深时应力分布13/276.非直壁旋转件的拉深

现以球形拉深件为例，图所示为球形件拉深过程中的应力与应变状态示意图。球形件拉深时，其凸缘部分和圆筒形件类似，但凹模口内的毛坯受力情况和圆筒形件大不相同。

讲授新课三球形件拉深的应力与应变状态示意图14/277.抛物线形件拉深

抛物线形件的拉深，其应力与变形特点都与球形件的拉深相似。由于抛物线形件曲面部分的高度和口部之间直径直比，即高径比h/d闭球形件大，所以拉深的难度更大。

讲授新课三汽车灯罩的拉深15/27

（二）拉深模的概念

拉深（拉延）模就是把平板坯料拉伸成具有一定形状的空心零件，拉延模主要由固定座、压边圈、顶出器、凸模和凹模五个部件组成。讲授新课三拉延模16/27

（三）拉深模的分类

讲授新课三17/27

（四）拉深模的结构1.单动拉深模

根据冲压件的大小的所使用的冲压设备不同，汽车覆盖件拉深模可分为在单动压力机上用的拉深模（或称单动拉深模）和在双动压力机上用的拉深模（或称双动拉深模）两大类。

单动拉深模的工作原理1）将毛坯放在模具压料面上，并准确定位。2）压力机上滑块下行带动上模下行。

3）上模和下模的压边部分首先与毛坯接触，将毛坯压住，使压边部分毛坯受到的变形阻力增大。讲授新课三18/27

4）上模继续下行，开始拉深成形过程。5）在拉深成形的后期成形内部的局部成形。6）压力机上滑块到达下死点时，拉深成形过程结束。

7）压力机上滑块到达下死点时，拉深成形过程结束。

8）压力机上滑块回程，带动上模上行。

9）顶出装置将拉深件顶出，取出拉深件。

单动拉模具主要有凹模、凸模和压料圈三部分组成。讲授新课三单动拉深模结构示意图19/27讲授新课三凸模及其他组件凹模及其他组件20/27讲授新课三压边圈及其他组件侧围模具21/27讲授新课三22/272.单动拉深模的典型结构常见的典型结构有导板导向拉深模、导块导向拉深模、箱式背靠块压边圈导向拉深模、箱式背靠块上下模导向拉深模等。

（1）导板导向拉深模利用导板进行导向的一种典型结构。其结构相对简单、造价低、广泛适用于侧向力小、形状对称的拉深件拉深成形的中、小批量生产。适用于浅拉深件和侧向力小的拉深件，中小批量生产广泛采用。讲授新课三23/27讲授新课三

导板导向模1-凹模2-卸料板3-导板4-压边圈5-凸模6-下模板24/27（2）导块导向拉深模利用导块进行导向的一种典型结构。其结构相对简单、比导板导向刚性好、可以承受一定的侧向力，根据侧向力的大小和模具的大小等，可以使用2个或4个导块。导块导向拉深模适用于平面尺寸大、深度小的拉深件的拉深成形及中、大批量生产。比导向板刚性大，依据模具的大小和侧向力情况，可使用两侧对称导向或四角导向。讲授新课三25/27讲授新课三

导块导向拉深模1-凹模2-卸料板3-凸模4-模具存放用管子5-压边圈6-下模板7-导块8-限位块9-定位销10-气孔26/27（3）箱式背靠块压边圈导向拉深模利用背靠块对压边圈和凹模进行导向的一种典型结构。背靠块的导向刚性比导板和导块都高，因此它适用于型面倾斜较大或具有较大的侧向力的拉深件的拉深成形及大批量生产。适用于模具型面倾斜较大的拉深模。讲授新课三

箱式背靠块压边圈导向拉深模1—凹模2—凸模3—压边圈4—限程销5—箱式背靠块6—防磨板7—叉车起落架叉孔8—定位销27/27（4）箱式背靠块上下模导向拉深模利用背靠块对上、下模都进行导向的一种典型结构。其模具结构庞大，因此只是在凸模形状很复杂且产生很大的侧向力时才使用这种结构。适用于模具外廓尺寸非常大、凸模型面异形、拉延深度较浅、板厚大于2.3mm及承受侧向力大的情况。讲授新课三

箱式背靠块上下模导向拉深模

1—凹模2、11—压边圈3—凸模4—气孔5、9、13—防磨板(背靠块部)

6、12—防磨板(压边圈部)7—安全垫安装座8—背靠块10—模具安装用定位键槽14—安全保护板28/273.双动拉深模的典型结构

虽然单动拉延模具有结构简单，制造成本低的特点。但是，单动拉延模有压边量小、压边力只能整体调节、拉延深度浅、卸料装置非刚性导致偏斜而无法压料等不足，所以只应用于小型覆盖件的拉延中。实践中，中、大型覆盖件拉延多用双动拉延模。讲授新课三JB46-315双点双动拉深压力机结构图29/27讲授新课三30/27双动拉延模主要由四大部分组成，即凸模、凹模、压料圈和固定座。凸模2通过固定座3安装在双动压力机的内滑块上，压料圈1安装在双动压力机的外滑块上，凹模4安装在双动压力机下台面上，凸模与压料圈之间、凹模与压料圈之间都有导板导向。讲授新课三31/274.双动拉深模的工作原理双动拉深模由三大件或四大件组成。三大件是凸模2和固定座3为一体；四大件则是两者分开。压边圈1安装在外滑块上，凸模2和固定座3安装在内滑块上，凹模4安装在压力机工作台面上。讲授新课三32/274.双动拉深模的工作原理1）将毛坯放在凹模压料面上，并准确定位。2）压力机外滑块首先向下运动至下死点，通过压边圈将毛坯压紧在凹模4的压料面并在整个拉深成形过程中保持压边。3）在压力机外滑块压住毛坯的同时，内滑块已带动凸模向下运动。4）内滑块带动凸模继续向下运动，并在压边圈压住毛坯一个时间间隔后与毛坯接触开始拉深成形过程。讲授新课三33/275）内滑块到达下死点，将毛坯拉深成凸模2的形状，拉深成形过程结束。6）压力机内滑块先带动凸模上行，而外滑块不动，使压边圈停留瞬间，将拉深件由凸模上退下。7）外滑块开始回程，完成压边作用。8）由凹模内的下顶出装置将拉深件顶出。在较小批量生产时可以不使用顶件装置，而由人工将拉深件从凹模中取出。讲授新课三34/27

（三）拉深模工作零件的结构

汽车覆盖件拉深模的工作零件主要有凸模、凹模和成形局部形状所用的凸、凹模。

1.拉深凸、凹模结构

（1）凸模结构

汽车覆盖件单动拉深模的凸模结构与一般拉深模的凸模结构差不多，也是固定在模板上，模板再与上滑块或工作台联接。

讲授新课三35/27

（三）拉深模工作零件的结构

2.凹模结构

由于覆盖件上的装饰棱线、装饰筋条、装饰凹坑、加强筋、装配凸包、凹坑等，一般都是在拉深模上一次成形，覆盖件的反成形形状也是在拉深模上成形，因此凹模结构除凹模压料面和凹模圆角外，在凹模里还装有局部形状成形用的凸模或凹模，它们也属于凹模结构的一部分。

讲授新课三36/27

（1）闭口式凹模结构。这种凹模内腔底部不开通，常用于拉深形状不太复杂的覆盖件。

讲授新课三无活动顶出器的闭口式凹模的一般结构带活动顶出器的闭口式凹模结构

1—凹模2—压边圈3—顶出器4—凸模37/27

（2）通口式凹模结构。这种凹模内腔是贯通的，其优越性表现在便于制造

讲授新课三带有凹模芯的通口式凹模结构38/27讲授新课三拉深模结构尺寸参数K=拉深前毛坯的压料宽度+40-80mm拉深模结构尺寸参数39/27讲授新课三模具大小ABCDEFG中小型40～5035～453