拉深模设计模块.ppt

1、模块四 拉深模设计,拉深模设计,包职院模具教研室,本模块设计任务,无凸缘筒形件 材料：08钢 料厚：2mm,拉深模设计,材料：10钢 料厚：1.5mm,拉深模设计,学生设计任务,学生将在教师的辅导下完成图示零件的工艺性分析、工艺路线制定以及工艺计算，并将学生分成三个小组完成不同模具的设计绘制工作，并作为本学期的最终考核。,学习项目一 概述,一、拉深的概念及应用 1. 拉深：是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成空心零件的加工方法。 2. 应用：应用广泛，是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。 二、分类,变薄拉深：成形后零件的壁厚

2、比原坯料厚度减薄。,不变薄拉深：成形后零件的厚度与拉深前坯料厚度基本相同。,三、拉深模,拉深模特点：结构较简单，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。,拉深模设计,学习项目二 圆筒形拉深件的变形分析,一、拉深变形过程 1宏观分析 拉深前，于坯料上划出扇形区 域oab，拉伸开始后，扇形区转化 为三部分： 凸缘部分abcd：逐渐转化为 筒壁，比例减小，是变形区。 筒壁部分cdef， 逐渐增加，为 传力区。 筒底部分oef，基本不发生变 形，在拉深过程中是传力区。,结论：拉深过程就是凸缘逐渐减少，转化成筒壁的过程。,拉深模设计,2. 微观分析 应用网格法观察变形情况，分析

3、变形特点。,拉深模设计,分析结论： 1）变形区与传力区：坯料的凸缘部分上的网格形状发生 明显改变是变形区，筒底网格基本无变化，所以为传力区。 2）变形区的变形特点： 等间距的同心圆 筒壁上的水平圆周线，而且其间距a 增大，越靠筒的上部增大越多，即 。 等分度射线 筒壁上的垂直平行线，其间距则完全相 等，即 。 从网格变化可以看出：拉深前的扇形单元格变为拉深后的 矩形单元格，其产生原因是在外力的作用下，坯料凸缘区内部 的各个小单元体之间产生了相互作用的内应力，表现为径向受 到拉应力 的作用长度增加；切向受压应力 的作用长度减 小。,拉深模设计,3）坯料厚度变化 从单元格的变化上可以看出：变形结束

4、后所得矩形网格的 宽度都相等，而变形前坯料上的扇形网格却是越靠近外边缘网 格越大，应此宽度上需要转移的多余金属越多。这部分多余金 属不仅转移到了高度上，也向坯料的厚度上发生了转移，所以 拉深所得的筒形件在口部有最大厚度。,拉深模设计,二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态,拉深模设计,1. 凸缘的平面部分：属于变形区，切向受压，径向受拉 。 厚度有所增加，当变形程度过大时易起皱。 2. 凸缘的圆角部分：也属于变形区，但变形程度较小，受 到拉深和弯曲的综合影响，变形较复杂。 3. 筒壁部分：变形已结束，成为传力区。受单向拉应力。 4. 筒底圆角部分：属于传力区，在切向和径向都受拉应力 作用，同时由

5、于凸模圆角半径的影响产生弯曲变形，坯料在此 处厚度减薄，易拉裂。 5. 筒底部分：始终为传力区，受切向和径向的拉应力作用 产生双向拉伸变形。,拉深模设计,a）轴对称旋转体拉深件 b）盒形件 c）不对称拉深件,拉深模设计,有压边圈的首次拉深模 1-模柄 2-上模座 3-凸模固定板 4-弹簧 5-压边圈 6-定位板 7-凹模 8-下模座 9-卸料螺钉 10-凸模,拉深模设计,拉深模设计,学习项目三 拉深件的主要质量问题,一、起皱 1. 概念：在拉深时，变形区压缩失稳导致起皱，是指凸缘上材料产生皱折。 2. 危害：拉深力、拉深功增大； 拉深件质量降低； 拉深件破裂； 严重时损坏模具和设备。 3. 影

6、响拉深起皱的主要因素 （1）坯料的相对厚度 ：相对厚度越小越易起皱。 （2）变形成度：变成程度越大越易起皱。,拉深模设计,4. 起皱的判断 ：可根据相对厚度的大小由相关表格查出。 5.起皱的解决措施：在模具结构中设置压边圈并施加合理 的压料力。,有无压边圈模具结构 a)无压边圈模具 b)带压边圈模具,拉深模设计,6. 压边圈的种类与结构 （1）种类 1）刚性压边圈 适用于双动压力机、液压机上拉深。也可以用于单动压力机上进行拉深。,1-曲轴 2-偏心轮 3-外滑块 4-内滑块 5-拉深凸模 6-压边圈 7-拉深凹模,拉深模设计,2）弹性压边圈 弹性压边圈结构适用于 单动压力机。动力来源一 般由弹

7、簧、橡胶或液动装 置提供。,单动压力机上的弹性压边装置 1-凹模 2-凸模 3-压边圈 4-顶出杆 5-弹簧,拉深模设计,（2）压边圈的结构,压边圈形状 a)平面型 b)平锥形 c)锥形 d)圆弧形,拉深模设计,二、拉裂 1.拉裂产生的部位与原因 拉裂：由于材料内部拉应力过 大，拉深件在坯料最薄处出现裂 纹称为拉裂。 产生原因：凸缘起皱；压边力 过大；变形程度过大等。,2.解决措施 根据拉裂产生的不同原因采取相应的措施。如凸缘起皱引起拉裂应先解决起皱问题；压边力过大引起的起皱则应重新调整压边力等等。,拉深模设计,三、突耳 突耳：筒形件拉深，在拉深件 口端出现有规律的高低不平现象叫 突耳。,产生

8、原因：产生突耳的原因是板材的各向异性，在板厚方向性系数r低的方向，板料变厚，筒壁高度较低。在具有r高的方向，板料厚度变化不大，故筒壁高度较高。所以板平面方向性系数越大，突耳现象越严重。,拉深模设计,拉深模设计,作业： 1. 总结拉深变形特点。 2. 拉深件主要质量问题有哪些？ 其产生原因和解决措施分别是什么？,学习项目四 拉深模典型结构,一、首次拉深模 1. 无压边圈的首次拉深模 2. 具有刚性压边圈的首次拉深模 3. 弹性压边圈在上模的首次拉深模 4. 弹性压边圈在下模的首次拉深模 5. 带锥形压边圈的首次拉深模,拉深模设计,二、再次拉深模 1. 无压边圈的再次拉深模 2. 带弹性压边圈的再

9、次拉深模 3. 无压边圈的反向拉深模 4. 压边圈在上模的反向拉深模 5. 压边圈在下模的反向拉深模 三、落料拉深复合模,拉深模设计,无压边圈的首次拉深模 1-上模座 2-凸模 3-固定板 4-出气孔 5-定位板 6-凹模 7-下模座,拉深模设计,有压边圈的首次拉深模 1-上模座 2-凸模 3-凸模固定板 4-出气孔 5-压边圈 6-定位板 7-凹模 8-凹模固定板 9-下模座,拉深模设计,带弹性压边圈的首次拉深模 1-弹簧 2-通孔 3-上模座 4-凸模固定板 5-螺栓 6-凸模 7-凸模气孔 8-压边圈 9-限位螺栓 10-定位板 11-凹模 12-下模座,拉深模设计,弹性压边圈在下模的首

10、次拉深模 1-模具气孔 2-上模座 3-打料杆 4-推板 5-凹模 6-定位板 7-弹性压边圈 8-下模座,拉深模设计,1上模座 2推杆 3推件板 4锥形凹模 5限位柱 6锥形压边圈 7拉深凸模 8固定板 9下模座,拉深模设计,无压边圈的再次拉深模 1-上模座 2-垫板 3-凸模固定板 4-凸模 5-凸模气孔 6-定位板 7-凹模 8-凹模座 9-下模座,拉深模设计,拉深模设计,带弹性压边圈的再次拉深模 1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆 6-弹簧,拉深模设计,拉深模设计,反向拉深模 1-凸模 2-凸模气孔 3-凹模,拉深模设计,拉深模设计,压边圈在上模的反向拉深,拉

11、深模设计,拉深模设计,压边圈在下模的反向拉深模,拉深模设计,拉深模设计,落料与首次拉深复合模 1-顶杆 2-压边圈 3-凸凹模 4-推杆 5-推件板 6-卸料板 7-落料凹模 8-拉深凸模,拉深模设计,拉深模设计,学习项目四 拉深模设计步骤与实例介绍,一、拉深件工艺性分析 1. 材料分析: 用于拉深成形的材料，要求具有高的塑性、低的屈强比 （ ）、大的板厚方向性系数、小的板平面方向性。 2. 形状分析 （1）拉深件形状应尽可能简单、对称、避免急剧转角或凸 台。 （2）深高度应尽可能小，以减少拉深次数，提高冲件质 量。 （3）在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一 定的斜度。,拉深模设计,

12、（4）需多次拉深的零件，在保证必要的表面质量前提下， 应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。 （5）拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足：,（或,）。,拉深件的圆角半径,拉深模设计,（6）拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径 应满足： 。否则，应增加整形工序，一次整形 的，圆角半径可取： 。 3. 精度分析 一般情况下，拉深件的尺寸精 度应在IT 13级以下，不宜高于IT11级。 4. 任务一工艺性分析与工艺方案的确定 任务一为为右图所示拉深件， 材料08钢，材料厚度2mm，其 工艺性分析内容如下：,拉深模设计,（1）材料分析 08钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，

13、具有良好 的拉深成形性能。 （2）结构分析 零件为一无凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为R3， 满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此零件 具有良好的结构工艺性。 （3）精度分析 零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件 的精度要求。,拉深模设计,加工方案的确定： 零件涉及到的加工工艺：落料、拉深（需计算确定拉深次 数） 、切边。 加工顺序应为：落料 多次拉深 切边 最终确定的加工方案：,落料首次拉深 复合模,第 二 次 拉深,第 三 次,最终 的拉 深件,机加切边 达到零件要求,拉深模设计,5. 任务二拉深件工艺性分析与工艺方案的确定 任务二为下图所示拉深件， 材料10

14、钢，材料厚度1.5mm， 其工艺性分析内容如下： （1）材料分析 10钢为优质碳素结构钢， 属于深拉深级别钢，具有良好 的拉深成形性能。,拉深模设计,（2）形状分析,加工难点,解决措施,1.凸缘形状复杂，靠拉深直接成形形状难以保证,2. 凸缘上三个孔的位置与凸缘外形有位置关系，要考虑冲孔与拉深的先后顺序,3.零件有底孔，若在拉深前冲出则在拉伸过程中空易变性；如在拉深后冲出又受到拉深件高度的影响导致冲孔凸模长度较长，寿命较差。,按筒形件拉深成形，最后靠切边保证凸缘外形,为保证孔的精度以及其在凸缘上的准确位置，应在拉深切边结束后冲出,综合考虑孔的精度、模具寿命以及模具的复杂程度，决定底孔由机加的方

15、法获得，不采用冲裁方法加工,拉深模设计,加工方案的确定： 零件涉及到的加工工艺包括：落料、拉深（需确定拉深次 数）、切边、冲孔、机加底孔。 考虑工序的安排顺序、工序的组合，最终确定其加工方案 为：,落料 首次 拉深 复合模,第 二 次 拉 深,第 三 次 拉 深,拉深 到尺 寸的 带凸 缘筒 形件,切边 冲孔 复合 模,机加 底孔,拉深模设计,二、圆筒形拉深件工艺计算 1. 坯料尺寸计算 （1）计算原则 相似原则：拉深前坯料的形状与拉深件断面形状相似 ； 等面积原则：拉深前坯料面积与拉深件面积相等。 （2）计算方法 由以上原则可知，旋转体拉深件采用圆形坯料，计算坯料尺寸时，先将拉深件划分为若干

16、便于计算的简单几何体，分别求出其面积后相加，得拉深件总面积A。,拉深模设计,如计算右图所示筒形件坯料尺寸， 应有以下关系式,拉深模设计,（3）简单旋转体拉深件的坯料尺寸计算 根据坯料尺寸的计算方法，对于常用的简单拉深件，可选 用书中表所列公式直接求得其坯料尺寸D。 注意：当板料厚度大于lmm时，应按板料厚度中线尺寸计 算。 （4）复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定 久里金法则求其表面积：任何形状的 母线绕轴旋转一周所得到的旋转体面积， 等于该母线的长度与其重心绕该轴线旋转 所得周长的乘积。如右图所示，旋转体表 面积为,拉深模设计,（5）任务一坯料尺寸计算 根据无凸缘筒形拉深件坯料尺寸的计算方法得

17、1）确定零件修边余量 零件的相对高度 ，经查得修边余量 ， 所以，修正后拉深件的总高应为79+6=85mm。 2）确定坯料尺寸由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式 得,拉深模设计,（6）任务二坯料尺寸计算 零件材料厚度为1.5mm，所以所有计算以中径为准。 1）确定零件修边余量 零件的凸缘相对直径 ，可查得修边余量 ，所以，修正后拉深件凸缘的直径应为112mm。 2）确定坯料尺寸 查得有凸缘筒形件坯料计算公式为,拉深模设计,2.无凸缘筒形件拉深工艺计算,（1）拉深系数 1）概念 拉深系数m是每次拉深后 筒形件的直径与拉深前坯料 （或工序件）直径的比值。,第一次拉深系数:,第二次拉深系数:,第n次

18、拉深系数:,总拉深系数:,拉深模设计,2）拉深系数的意义 拉深系数是表示拉深变形程度的一个量，拉深系数越小， 说明拉深前后筒形件的直径差距越大，则变形程度越大。 极限拉深系数 或 ，用于表示不同材料所能承受的极 限变形程度，是拉深工艺计算的重要参数。其数值可查表。 3）拉深系数的影响因素 a.材料的力学性能：材料的屈强比越小、塑性越好，对拉 深越有利，极限拉深系数可以小一些。 b. 材料的相对厚度 ：相对厚度越大，抗失稳能力加 强，对拉深越有利。 c. 润滑 d. 模具的几何参数：如凸、凹模圆角半径；模具间隙等。,拉深模设计,（2）拉深次数的确定 1）推算法 根据已知条件，由书中表查得各次拉深

19、的m，然后依 次计算出各次拉深工序件的直径，即,则计算结束，零件所需拉深次数为n次。,拉深模设计,2)查表法 在生产实际中也可采用查表法，即根据工件的相对高度和 坯料的相对厚度，直接由书中表查得拉深次数。 例：已知无凸缘筒形拉深件的35mm，高度66mm，材料 厚度0.8mm，试求该拉深件的拉深次数。 推算法：计算零件坯料尺寸为100mm，查表得各次拉深 的极限拉深系数为 则,共需拉深3次,查表法：计算零件的坯料相对厚度为0.008，相对高度为1.89，查表得零件所需拉深次数为3次。,拉深模设计,（3）圆筒形拉深件各次工序尺寸的计算 1）工序件直径 ：依据推算法确定拉深次数时求得的各次拉 深中

20、间工序件的直径尺寸进行调整从而得出实际生产时各工序 件的直径尺寸。 调整原则： 1. 2. 3. 2）工序件圆角半径,拉深模设计,3）工序件的拉深高度,（4）任务一拉深工序件尺寸计算 已计算坯料尺寸为105mm，则 1）判断是否采用压边圈 零件的相对厚度 ，经查，压边圈为可用可不用的范围，为了保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈。,拉深模设计,2）确定拉深次数 查得零件的各次极限拉深系数分别为 m1=0.5， m2=0.75， m3=0.78， m4=0.8。所以，每次拉深后筒 形件的直径应为,计算可知共需4次拉深。,拉深模设计,3）确定各工序件直径 调整各次拉深系数分别为 ， ， ，则

21、 调整后每次拉深所得筒形件的直径为,第四次拉深时的实际拉深系数,其大于第三次实际拉深系数和第四次极限拉深系数，所以调整合理。第四次拉深后筒形件的直径为 。,拉深模设计,4）确定各工序件高度 根据拉深件圆角半径计算公式，取各次拉深筒形件圆角半 径分别为 ， ， ，所以每次拉深后筒形件的 高度为,拉深模设计,由以上计算可知，该例需拉深4次成形，所以其最终的加工 工艺路线为：落料与首次拉深复合模第二次拉深第三 次拉深第四次拉深机加切边。,拉深工序件图,拉深模设计,3. 有凸缘筒形件拉深工艺计算,有凸缘筒形件的标注方法。,拉深模设计,（1）窄凸缘筒形件的拉深 对 之间的凸缘件称为窄凸缘件。这类冲件 因

22、凸缘很小，可以当作一般圆筒形件进行拉深，只在倒数第二 次工序时才拉出凸缘或拉成具有锥形的凸缘，而最后通过矫正 工序压成水平凸缘，其过程如下图所示。若h/d1时，则第一 次即可拉成口部具有锥形凸缘的圆筒形，最后凸缘再经校正即 可。,拉深模设计,（2）宽凸缘（ ）筒形件的拉深 1）宽凸缘筒形件的拉深特点 宽凸缘件的第一次拉深与拉深圆筒形件相似，只是在拉深 过程中不把坯料边缘全部拉人凹模，而在凹模面上形成凸缘而 已。 2)变形程度的表示方法 当冲件底部圆角半径r与凸缘处圆角半径R相等时，其拉深 系数应为：,拉深模设计,显然，上式所计算的拉深系数与三个量有关即,凸缘的相对直径,零件的相对高度,相对圆角

23、半径,其中以 影响最大， 影响次之， 最小。由此可见，有凸缘筒形件的拉深系数不仅与筒形件的直径有关，还与筒形件凸缘的大小有关。从书中凸缘件的首次拉深系数表中可以看出，当坯料相对直径一定时，凸缘相对直径越大，拉深系数越小。,拉深模设计,3）宽凸缘筒形件的拉深原则 a. 判定能否一次拉成,若,或,可以一次拉成,b. 多次拉深的原则 按查出的第一次极限拉深系数或首次拉深最大相对高度拉 成凸缘直径等于零件所需要尺寸 （含修边余量）的中间过 渡形状，以后各次拉深均保持凸缘件直径 不变，只按凸缘 筒形件多次拉深的方法逐步减小筒形部分直径，直到拉成零件 为止。,拉深模设计,为了保证以后各次拉深时凸缘不再收缩

24、变形，通常使第一 次拉成的筒形部分金属表面积比实际需要的多3%5%，这部 分多余的金属逐步分配到以后各次工序中去，最后这部分金属 逐渐使筒口附近凸缘加厚，但这不会影响零件质量。 4）拉深工序件高度的计算,以后各次拉深高度,第一次拉深高度,拉深模设计,5）有凸缘筒形件多次拉深的方法,通过减小筒部直径来增加高度,通过减小圆角半径来减小直径,拉深模设计,（3）任务二的拉深工艺计算,零件材料厚度为1.5mm，所以所有计算以中径为准。 1）确定零件修边余量 计算零件的凸缘相对直径 ，可查得修边余量 ，则修正后拉深件凸缘的直径应为 。 2）确定坯料尺寸,拉深模设计,其中：,零件凸缘部分的表面积,零件除去凸

25、缘部分的表面积,拉深模设计,3）判定能否一次拉成 零件的坯料相对厚度 ，凸缘相对直径等于2.06， 经查其第一次拉深极限拉深系数m1=0.42，计算零件的总拉 深系数 小于m1，所以需要多次拉深。,4）预定首次拉深工序件尺寸 为了在拉深过程中不使凸缘部分再变形，取第一次拉入凹模 的材料比零件相应部分表面积多5%，故坯料直径应修正为,拉深模设计,初选 ，由参考文献查得首次拉深极限拉深系数 m1=0.55，取m1=0.55，则首次拉深筒形件直径为,取圆角半径为,则第一次拉深高度为,拉深模设计,5）验算m1是否合理 第一次拉深的相对高度 ，可查得当凸缘相对 直径 ，坯料相对厚度 时，第一 次拉深允许

26、的相对高度为 ，所以预定的m1是 合理的。,6）计算以后各次拉深的工序件直径 查得以后各次拉深极限拉深系数分别为 m2=0.76， m3=0.79，则拉深后筒形件直径分别为,拉深模设计,计算第三次拉深的实际拉深系数 ，其数值 大于第三次拉深极限系数 和第二次拉深实际拉深系 数 ，所以，以上调整合理。,所以零件共需进行3次拉深。调整各次拉深系数，取第二 次实际拉深系数 ，则拉深后直径应为,拉深模设计,7）计算以后各次拉深的工序件高度 取第二次拉深凸、凹模圆角半径为 ， 设第二次拉深时多拉入2.5%的材料（其余2.5%的材料返回到 凸缘上），则坯料直径应修正为,拉深后零件的高度为,拉深模设计,第三

27、次拉深后工序件尺寸应为零件要求尺寸。拉深工序件 图见下图。,拉深模设计,4. 拉深力与压边力的计算 （1）拉深力的计算,第一次拉深,第二次拉深,式中,分别为第1次、第2次拉深后冲件的直径；,系数，查表得。,对于截面为矩形、椭圆形等拉深件，拉深力为,拉深模设计,式中 L横截面周边长度； K修正系数，可取0.50.8。,（2）压边力的计算,压边装置,刚性压边装置：压边力靠间隙调控，其大小与 压力机滑块下止点的位置有关。,弹性压边装置：压边力由弹性元件提供，其大 小与弹性元件有关，为了防止拉深后期压 边力过大导致拉裂，常加限位装置。,拉深模设计,压边力。,拉深力；,外滑块公称压力；,内滑块公称压力；

28、,压力机的公称压力；,弹性压边装置压边力的计算公式为,式中 A压边面积； P单位压边力，可查表。,（3）压力机工称压力的选择,对于双动压力机,对于单动压力机,拉深模设计,注意：在落料拉深复合模中，要校核压力机行程与力的关系曲线，以防出现超载问题。,拉深模设计,（4）任务一压力计算与设备的选择 模具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别 计算落料力、拉深力和压边力。,因为拉深力与压边力的和小于落料力，所以，应按照落料力的大小选用设备。初选设备为J2335。,拉深模设计,5. 拉深模工作零件设计与计算 （1）凸、凹模结构,不用压边圈拉深的凹模结构 a）平面形凹模 b）锥形凹模 1、5-气

29、孔 2-凹模 3-定位板 4-凹模 6-顶块 7-弹簧 8-底座,拉深模设计,带压边圈凹模的结构,拉深模设计,（2）凸、凹模的圆角半径 凹模圆角半径的大小对拉深有重要影响，圆角半径过小， 金属流动阻力大，且弯曲变形影响程度大，零件易拉裂；圆角 半径过大，坯料在拉深时的有效支撑面积减小，且拉深后期较 早结束压料，零件易起皱。,凹模圆角半径的计算,首次拉伸,对于以后各次拉深，可取,式中,拉深模设计,前后两次工序中工序件的直径。,凸模圆角半径较凹模影响较轻，凸模圆角半径过小，零件 弯曲变形加大，坯料变薄严重，零件易拉裂；圆角半径过大， 拉深时坯料的支撑面积减小，零件易起皱。,凸模圆角半径的计算,首次

30、拉深,多次拉伸中的以后各次,式中,最后一次拉深圆角半径应等于零件要求的圆角半径，但应大于一倍料厚，否则，应增加一道整形工序,拉深模设计,系数，由书中表查出。,材料的公称厚度；,材料的最大厚度；,（3）拉深模的间隙 拉深模间隙较小，金属拉深时流动阻力大，拉深力增加， 零件易拉裂；间隙较大，零件质量较差。 一般，拉深模的单边间隙 由下式计算,拉深模设计,凸、凹模的制造公差。,凸、凹模的单边间隙；,工序件的基本尺寸；,凸模基本尺寸；,凹模基本尺寸；,（4）凸、凹模工作零件尺寸计算 1）中间工序件凸、凹模尺寸计算,式中,拉深模设计,2）末次拉深,拉深件尺寸与模具尺寸 a）外形有要求时 b）内形有要求时

31、,拉深模设计,凸、凹模的制造公差。,冲件的公差；,当工件外形尺寸要求一定时，以凹模为准。凸模尺寸按凹 模减小以取得间隙。具体计算公式为,当工件内形尺寸要求一定时，以 凸模为准。凹模尺寸按凸 模增大以取得间隙。具体计算公式为,凹模,凸模,凹模,凸模,拉深模设计,（5）任务一凸、凹模尺寸计算 1）首次拉深凸、凹模尺寸计算 由上边计算可知：第一次拉深件后零件直径为55.65mm， 由公式 确定拉深凸、凹模间隙值，查得 ， 所以间隙 ，则,首次拉深凹模,首次拉深凸模,拉深模设计,2）末次拉深凸、凹模尺寸计算 因为零件标注外形尺寸（ ）mm，所以要先计算凹 模，即,拉深凹模,拉深凸模,拉深模设计,拉深模

32、设计,作业： 1.计算任务二落料拉深复合模的工作力， 并初选设备。 2.计算任务二首次拉深与末次拉深时工作 零件尺寸。,习题课 任务一其他内容工艺计算及模具结构设计,一、落料拉深复合模其它工艺计算 1.落料凸、凹模刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料 尺寸为 ，查得零件冲裁凸、凹模最小间隙 ， 最大间隙 ，凸模制造公差 ，凹模制造公 差 。将以上各值代入 校验是否 成立。经校验，不等式成立，所以可按下式计算工作零件刃口 尺寸。,拉深模设计,落料凹模,落料凸模,拉深模设计,2.排样计算 零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为1.5mm， 零件与条料侧边之间的搭边

33、值为1.8mm，若模具采用无侧压装 置的导料板结构，则条料上零件的步距为106.5mm，条料的宽 度应为,拉深模设计,选用规格为2mm1000mm1500mm的板料，计算裁料 方式如下。 裁成宽109.6mm，长1000mm的条料，则每张板料所出零 件数为,裁成宽109.6mm，长1500mm的条料，则每张板料所出零件数为,经比较，应采用第二种裁法，零件的排样图如下图所示。,拉深模设计,零件排样图,拉深模设计,二、第二次拉深工艺计算 1.拉深凸、凹模尺寸计算 第二次拉深件后零件直径为43.41 mm，拉深凸、凹模间隙 值仍为3mm，则拉深凸、凹模尺寸分别为,拉深凹模,拉深凸模,2.拉深力计算,

34、初选设备位J2310 。,拉深模设计,三、模具零部件结构的确定 1. 落料拉深复合模零部件设计 （1）标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算 凹模周界的大小。根据凹模高度和壁厚的计算公式得,凹模高度,凹模壁厚,凹模外径,以上计算仅为参考值，由于本套模具为落料拉深复合模，所以凹模高度受拉深件高度的影响必然会有所增加，其具体高度将在绘制装配图时确定。另外，为了保证凹模有足够的强度，将其外径增大到200mm。,拉深模设计,模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规 格为： 上模座200mm200mm45mm； 下模座200mm200mm50mm； 导柱32mm19

35、0mm； 导套32mm105mm43mm。 （2）其它零部件结构 拉深凸模将直接由连接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹 模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模 柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格为A50100的模柄。,拉深模设计,2. 第二次拉深模零部件设计 由于零件高度较高，尺寸较小，所以未选用标准模架，导 柱导套选用标准件，其规格分别为 导柱：35mm230mm； 导套：35mm115mm43mm。 模柄采用凸缘式模柄，规格为A6090。 四、落料拉深模具结构图,拉深模设计,1、9-下、上模座 2、3、10、12、23-螺钉 4-落料凹模 5-导柱 6-挡料销 7-导套 8-凸

36、凹模固定板 11-模柄 13-横销 14-打杆 15-推件块 16、22、24-销钉 17-凸凹模 18-卸料版 19-凸模 20-压边圈 21-顶杆,落料拉深复合模,拉深模设计,1-下模座 2-导柱 3、11、12-螺钉 4-凸模固定板 5-顶杆 6-压边圈 7-凹模 8-推件块 9-上模座 10-导套 13-横销 14-打杆 15-模柄 16-销钉 17-凸模,第二次拉深模,拉深模设计,拉深模设计,作业：三个小组分别完成任务二的落料 拉深复合模、第二次拉深模、切边冲孔 复合的设计任务。,学习项目六 其他形状零件的拉深,一、阶梯型零件的拉深 1. 阶梯型零件的表示方法与变形特点 阶梯形零件与

37、圆筒形件 的拉深基本相同，即每一阶 梯相当于相应圆筒形件的拉 深。,拉深模设计,2. 判定能否一次拉成 求出零件的高度与最小直径之比 ，再按前面所述圆 筒形件拉深相对高度表查得其工序次数，如工序次数为1，则 可一次拉出。 3. 拉深方法 （1）由大到小 假若任意两相邻 阶梯直径的比值 都不小于相应 的圆筒形件的极限拉深系数时，则其 拉深方法为由大阶梯到小阶梯依次拉 出，而其拉深次数则等于阶梯数目， 即各阶梯拉拉深次数之和。,拉深模设计,（2）由小到大 假若某相邻两阶梯直径比值 小于 相应圆筒形件的极限拉深系数时，则由直径 到 按凸缘 件的拉深办法，其拉深顺序由小阶梯到大阶梯依次拉深。,拉深模设计,二、盒形件的拉深 1. 盒形件的变形特点,盒形件,直边部分,圆角部分,两部分为一整体，相互影响。,拉深变形,弯曲变形,成形时，圆角部分的材料向直边部分流动，故使直边部分在弯曲的同时还受挤压。同样，圆角部分也不完全与圆筒形零件的拉深相同，由于直边部分的存在，圆角部分的材料可以向直边部分流动，因此圆角部分材料的变形程度有所减轻。,拉深模设计,网格法分析 坯料上做正方形网格，拉深成盒形件后观察其上的网格变 化。,长度方向：,直边方向受横向挤压，且越靠近圆角部分及压力越大。,高度方向：,从向间距增大，且越靠近口,部增加量越