拉深工艺与拉深模设计.ppt

拉深工艺与拉深模具设计,概述 4.1 拉深模设计程序 4.2 审图与拉深工艺性分析 4.3 拉深件毛坯尺寸计算 4.4 圆筒形件拉深计算 4.5 拉深凸、凹模结构设计 4.6 拉深件成形模具总体结构设计 4.7 其它旋转体件的拉深 4.8 盒形件的拉深 4.9 其它拉深方法 4.10拉深次品分析及拉深中的辅助工序,返回目录,概述 拉深：指将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压 成各种形状的开口空心件，或以开口空心 件为毛坯通过拉深进一步使空心件改变形 状和尺寸的一种冷冲压加工方法。,拉深变形过程,类型：不变薄拉深、变薄拉深 不变薄拉深：在拉深过程中不产生较大的变薄， 筒壁与筒底厚度较一致的拉深工艺。 变薄拉深：指以空心开口零件为毛坯，通过减小 壁厚成形零件的拉深工艺。,拉深件,拉深模,播放动画,4.1 拉深模设计程序,课后思考,1、阐述拉深模设计程序，与冲裁模设计程 序比较，在确定工艺方案时有什么区别？,4.2 审图与拉深工艺性分析 学习目标： 掌握拉深件的结构工艺性要求，了解拉深件在 公差、材料上的要求，掌握拉深件工序安排的一般 原则。 教学要求： 根据弯曲件的结构工艺性要求改善拉深件的结 构设计；能够根据拉深件的工艺条件，确定拉深件 圆角半径，确定带孔拉深件的孔的位置。,4.2.1 对拉深件形状尺寸的要求 1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉 深成形。 2）尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设 计成对称（组合）的拉深，然后剖开；,3）在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形 尺寸，不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉 深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为 基准。 4）拉深件口部尺寸公差应适当。,5）一般拉深件允许壁厚变化范围0.6t1.2t,若 不允许存在壁厚不均现象，应注明； 6）需多次拉深成形的工件，应允许其内、外壁 及凸缘表面上存在压痕；,4.2.2 拉深件圆角半径的要求 1.凸缘圆角半径rd 凸缘圆角半径rd：指壁与凸缘的转角半径。 要求： 1）rd2t 一般取：rd=（48）t 2）当rd0.5mm时，应增加整形工序。,2.底部圆角半径rpg 底部圆角半径rpg：指壁与底面的转角半径。 要求： 1）rpgt，一般取：rpg（35）t 2）rpgt，增加整形工序，每整形一次，rpg 可减小1/2。,3.矩形拉深件壁间圆角半径rpy 矩形拉深件壁间圆角半径rpy： 指矩形拉深件的四个壁的转角半径。 要求：rpy3t及rpyH/5,4.2.2 拉深件上的孔位布置 1）孔位应与主要结构面（凸缘面）在同一平面， 或孔壁垂直该平面，便于冲孔与修边在同一 道工序中完成。,2）拉深件侧壁上的冲孔与底边或凸缘边的距离,3）拉深件凸缘上的孔距： 4）拉深件底部孔距：,4.2.3 拉深件的精度等级 主要指其横断面的尺寸精度；一般在IT13级 以下，不宜高于IT11级，高于IT13级的应增加整 形工序。 4.2.4 拉深件的材料 1）具有较大的硬化指数； 2）具有较低的径向比例应力r/b峰值； 3）具有较小的屈强比s/b； 4）具有较大的厚向异性指数r。,4.2.5 拉深件工序安排的一般原则 l）在大批量生产中，在凹、凸模壁厚强度允许 的条件下，应采用落科、拉深复合工艺； 2）除底部孔有可能与落料、拉深复合冲压外， 凸缘部分及侧壁部分的孔、槽均需在拉深工 序完成后再冲出； 3）当拉深件的尺寸精度要求高或带有小的圆角 半径时应增加整形工序； 4）修边工序一般安排在整形工序之后； 5）修边冲孔常可复合完成。,电线插座外壳的冲压程序,实例分析 生产批量：大批量 材料：Al 料厚：0.3mm,课后思考,1、什么情况下会产生拉裂？拉深工艺顺利进行的必要条件是什么？ 2、影响拉深时坯料起皱的主要因素是什么？防止起皱的方法有哪些？机理是什么？,4.3 拉深件毛坯尺寸计算 学习目标： 能够计算圆筒形拉深件的毛坯尺寸，了解复 杂旋转体拉深件的毛坯计算方法。 教学要求： 能够利用等面积法，计算圆筒形拉深件的毛 坯尺寸；能够查表确定常见的旋转体拉深件的毛 坯尺寸。,4.3.1 简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定 计算原则：按等面积（即拉深前后材料面积不变） 原则进行计算，再加上修边余量。,数学计算法： 1）将制件分成若干简单几何形状（包括修边余 量），以其中间层进行计算； 注：厚度小于1mm的拉深件，可根据工件外壁尺寸计算 2）叠加各段中间层面积，求出制件中间层面积； 3）根据“等面积原则”求出毛坯直径。 式中 S毛坯面积（包括修边余量）； f简单旋转体拉深件各部分面积； D毛坯直径。,案例分析： 带凸缘制件 无凸缘制件,将制件分割为： 1）1/4凹球环 2）圆柱 3）1/4凸球环 4）圆板,计算： 1）1/4凹球环 2）圆柱 3）1/4凸球环 4）圆板 5）修边 无凸缘 有凸缘,1）带凸缘毛坯直径 2）不带凸缘毛坯直径,4.3.2 复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定 相似原则 1.解析法 若拉深件可由若干个简单几何形状组成，则先分别求出各部分的表面积F，再相加得出拉深件的总面积F，最后按下式计算毛坯直径。,4.3.2 复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定 2.形心法： 任何形状的母线绕轴线旋转，所得 到的旋转体面积等于母线长度与其重心旋转所 得周长的乘积（是该段母线重心至轴线 的距离）。 旋转体面积： 毛坯面积： 因： 故,（1）由直线和圆弧相连接的形状,（2）曲线连接的形状,测验题 填空 1、不变薄拉深简单旋转体毛坯尺寸的计算常采用 。,参考答案,课后思考,1、拉深件坯料尺寸的计算遵循什么原则？ 2、简单旋转体拉深件的毛坯尺寸的计算原 则是什么？,4.4 圆筒形件拉深计算 学习目标： 了解拉深系数的概念，能够计算圆筒形件的 拉深次数及各次拉深的工序件尺寸；计算圆筒形 件的拉深力。 教学要求： 能够利用推算法或查表法确定无凸缘圆筒形 件的拉深次数及工序件尺寸；查表确定带凸缘圆 筒形件的拉深次数；分别掌握宽凸缘及窄凸缘圆 筒形件的多次拉深的工序计算步骤。,4.4.1 拉深系数 拉深系数：指用于表示拉深变形程度的工艺指数。 其值为拉深后制件直径与拉深前毛坯 直径之比值。 m=d/D 若需经过多次拉深方能成形，则： 首次拉深 m1=d1/D 以后各次拉深 m2=d2/d1 m3=d3/d2 mn=dn/dn-1 m总=d/D=m1m2m3mn,式中： m拉深系数； d拉深后制件直径； D拉深前毛坯直径； m1、m2、m3、mn各次的拉深系数； d1、d2、d3、dn-1、dn各次拉深制件的直径； m总需多次拉深成形制件的总拉深系数。 注意：拉深系数系愈小，表示拉深变形程度愈大。 极限拉深系数：指当拉深系数减小至使拉深件起 皱、断裂或严重变薄超差时的临界拉深系数。,4.4.2 圆筒形拉深件拉深次数及工序尺寸计算 1.拉深次数 当md=d/Dm极限时，可以一次拉深，否则需多 次拉深。 1）推算法：根据极限拉深系数和毛坯直径，从第一道拉深工序开始逐步向后推算各工序的直径，一直算到得出的直径小于或等于工件直径，即可确定所需的拉深次数。 d1= m1D d2= m2d1 。 dn= mndn-1 式中 d1、d2dn-1、dn第1、2、（n-1）、n道工序的直径； m1、m2mn第1、2、n道工序的极限拉深系数； D毛坯直径。,2）根据工件的相对高度h/d和毛坯的相对厚度 t/D，查表确定拉深次数n。,上表只适合08及10号钢的拉深件,2.拉深件工序件尺寸 1）直径 确定拉深次数后，应调整拉深系数，使首 次拉深尽可能接近极限拉深系数，其余拉深逐 渐增加，使m1m2mn，并且d/D=m1m2 mn， 再算出各工序件直径。 d1=m1D d2=m2d1 dn=mndn-1 式中 d1、d2dn-1、dn第1、2、（n-1）、n道工序的直径； m1、m2mn第1、2、n道工序的拉深系数； D毛坯直径。,2）工序件底部圆角半径 合理选配各次拉深工序件的底部圆角半径 3）高度,无凸缘圆筒形件拉深工序计算流程,4.4.3 有凸缘圆筒形的拉深计算 1.判断能否一次拉深成形 （1）利用极限相对高度进行判断（查表） 如果工件的相对高度h/d小于或等于表中对应的极限相对高度h1/d1值时，则可以一次拉深成形；否则需多次拉深。 （2）利用极限拉深系数进行判断（查表） 如果工件的相拉深系数mF1大于或等于表中对应的极限拉深系数mF1值时，则可以一次拉深成形；否则需多次拉深。,窄凸缘圆筒形件应先拉成圆筒形，然后形成锥形凸缘，最后再经校平获得平凸缘；所以窄凸缘圆筒形件的拉深工序的计算，可用无凸缘的圆筒形件的计算方法进行计算。,2. 窄凸缘圆筒形件（dF/d=1.11.4）的多次拉深计算,工序计算步骤： 1）选取修边余量； 2）计算毛坯直径D； 3）判断能否一次拉深； 4）判断是否窄凸缘筒形件，确定拉深方法； 5）计算各工序件的拉深直径； 6）合理选配各次拉深的圆角半径； 7）确定各工序件的拉深高度 8）画出工序图。,3. 宽凸缘圆筒形件（dF/d1.4）的多次拉深计算,（1）拉深方法 宽凸缘零件多次拉深应先按零件要求的尺寸拉出凸缘直径（包括修边余量），并在以后拉深工序中保持凸缘直径不变，只是逐渐地缩小圆筒部分的直径。,为保持在以后拉深工序中的凸缘直径不变，通常第一次拉入凹模的材料要比工件最后拉深部分实际材料多约5%，这些多余材料在后面的拉深中，部分材料被挤回到凸缘。,（2）保持凸缘直径不变 凸缘一经形成，在后续的拉深中就不能变动。因为后续拉深时 ，凸缘的微量缩小会使中间圆筒部分的拉应力过大而使危险断面破裂。为此，必须正确计算拉深高度，严格控制凸模进入凹模的深度。,（3）计算程序 1）选取修边余量； 2）预算毛坯直径D； 3）判断能否一次拉深； 4）计算拉深次数； 5）计算各工序件的拉深直径； 6）合理选配各次拉深的圆角半径； 7）重新修整毛坯直径； 8）计算第一次拉深高度，并校核其相对高度； 9）计算以后各次的拉深高度； 10）画出工序图。,实例分析,相对厚度： 总拉深系数： 首次拉深系数： 采用不带压边圈 以后各次拉深系数： 采用不带压边圈,调整 取 则： 取 则：,4.4.4 圆筒形件拉深的拉深力与压料力 1. 拉深力的计算 （1）采用压边圈 首次拉深 以后各次拉深 （2）不采用压边圈 首次拉深 以后各次拉深,2. 压料力 QAp 式中压料圈下坯料的投影面积； 单位面积压料力。 圆筒形件首次拉深 圆筒形件以后各次拉深 （2、3、） 3. 压力机公称压力（ Fg）的确定 工艺总压力为：Fz=F+Q 浅拉深 Fg（1.61.8）Fz 深拉深 Fg（1.82.0）Fz,测验题 填空 1、拉深变形程度用 表示。 判断 1、后次拉深的拉深系数可取得比首次拉深的拉深系数 小。（ ） 2、拉深系数越小，说明拉深变形程度越大。（ ） 3、要分多次拉深的圆筒形件，每次拉深系数应该大于或等于图表推荐值。（ ） 计算 圆筒件直径为 d ，高为h ，若忽略低部圆角半径 r不 计，设拉深中材料厚度不变，极限拉深系数m=0.5时，求 容许的零件最大相对高度（h/d）为多少？,参考答案,课后思考,1、为什么有些拉深件要二次或多次拉深才 能成形？ 2、拉深系数的意义？怎样判断拉深件能否 一次拉深成功？,4.5 拉深凸、凹模结构设计 学习目标： 能够理解拉深凸模和凹模结构尺寸的计算， 掌握拉深凸模、凹模的结构。 教学要求： 能够计算凸、凹模的圆角半径、间隙、工作 部分的尺寸等工艺参数；掌握有/无压料、首次/ 再次拉深模的凸模和凹模结构。,4.5.1 凸、凹模的圆角半径 1.凹模圆角半径 （1）根据经验公式确定凹模圆角半径 首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径： 式中 rd1首次拉深凹模圆角半径； D坯料直径； d凹模内径； t材料厚度。,以后各次拉深凹模圆角半径逐渐减小 最后一次拉深的凹模圆角半径等于工件的尺寸 当制件直径d200mm时，拉深凹模圆角半 径应按下式确定： rdmin=0.039d+2mm 要求：不宜采用过小的凹模圆角半径，一般应 rd2t,（2）根据工件材料和厚度确定凹模圆角半径 一般对于钢的拉深件，rd=10t，对于有色金属（铝、黄铜、纯铜）的拉深，rd=5t。 注： 1第一次拉深和较薄的材料，取表中的最大极限值； 2以后各次拉深和较厚的材料，取表中的最小极限值。,2.凸模圆角半径 首次拉深凸模圆角半径： rp1=（0.61.0）rd1 中间各次拉深凸模圆角半径： rpi-1=0.5（di-1-di-2t） 最后一次拉深凸模圆角半径： rpn=r，且rpn(23)t(t6mm) 若工件底部圆角半径小于拉深工艺性要求时，则应按工艺性要求确定，在最后一次拉深后整形。,实例分析 （1）凹模圆角半径rd 以后各次拉深凹模圆角半径 rd2= rd3=1mm （2）凸模圆角半径rp1 rp1=（0.61.0）rd1=1.1mm 以后各次拉深凹模圆角半径 rp2=rp3=1mm,4.5.2 拉深模的凸、凹模间隙 拉深模的单边间隙： 1.拉深间隙对拉深力、零件、模具的影响 间隙小，拉深力大、模具磨损大，使零件减 薄甚至拉裂；但冲件回弹小，精度高。 间隙大，坯料易起皱，精度差。 2.无压边圈的拉深模的单边间隙C C=(11.1)tmax tmax毛坯厚度的最大极限值； 末次拉深用小值，中间拉深用大值。,3.有压边圈的拉深模的单边间隙C 一般精度拉深： 间隙系数 较高精度拉深：,4. 对精度要求高的零件，为减小拉深后的回弹， 常采用负间隙拉深，单边间隙值为 ： =(0.90.95)t 5.盒形件拉深模的间隙 当尺寸精度要求较高时： (0.9 1.05)t 当尺寸精度要求不高时： (1.1 1.3)t 最后一道拉深取较小值，圆角部分的间隙比 直边部分大0.1t 。（圆角部分材料增厚）,实例分析 有压边圈 =(0.90.95)t=0.285,4.5.3 凸、凹模工件部分尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺 寸及公差决定。首次及中间各次拉深的模具尺寸 公差和拉深半成品的尺寸公差没有必要作严格限 制，这时模具的尺寸只要取等于毛坯的过渡尺寸 即可。,1末次拉深的凸、凹模尺寸 （1）当零件标注外形尺寸时： （2）当零件标注内形尺寸时： 式中 Dd、dd凹模基本尺寸； Dp、dp凸模基本尺寸； Dmax拉深件外径的最大极限尺寸； dmin拉深件内径的最小极限尺寸； 制件公差； d、p凹模和凸模制造公差； Z拉深模间隙。,2中间拉深的凸、凹模尺寸 式中 Di各工序的基本尺寸。 凸、凹模制造公差 非圆形凸、凹模的制造公差可根据工件的公 差来选定。工公差为 ITl3 级以上时, 和 可按IT6 8 级取，工件公差在 ITl4 级以下时, 按 ITl0 级 取；圆形凸凹模制造公差查表获得。,凸、凹模工作表面粗糙度 凹模： 型腔表面Ra0.8m， 圆角表面Ra0.4m 凸模： Ra1.6m0.8m 拉深凸模的出气孔尺寸,4.5.4 凸、凹模结构 1.无压料的拉深模凸、凹模结构 （1）一次拉深的凹模结构 锥形凹模和等切面形凹模对抗失稳起皱有利。 a）圆弧形 b)锥形 c）渐开线形 d）等切面形 a）适合大型拉深件，其余适合小型拉深件,（2）多次拉深的凸、凹模结构 首次拉深凹模圆角处采用斜度为30度的锥面，以后各次拉深的凹模圆角采用圆弧面。,2.有压料的拉深模凸、凹模结构 （1）有压料多次拉深的凸、凹模结构 工件直径d100mm可采用锥形凹模结构。,（2）最后拉深工序凸模底部的设计 保证拉深件底部平整,C盒形件凸模底部,测验题 判断 1、一般情况下，拉深模的凹模的圆角表面粗糙度应比凸 模的圆角表面粗糙度小些。（ ）,参考答案,课后思考,1、拉深凸、凹模结构设计要注意拉深过程中的什么问题？,4.6 拉深件成形模具总体结构设计 学习目标： 了解拉深模上的辅助部件的作用；理解拉深 模的典型结构。 教学要求： 了解拉深模的三种常见的压边装置、理解各 种压边圈的结构；参考实物及动画等资料掌握各 种典型拉深模的结构。,4.6.1 拉深模的压边装置 1.弹性压边装置（多用于普通的单动压力机） 由于压边力逐渐增大，只适用于浅拉深。 ）橡皮压边装置 ）弹簧压边装置 ）气垫式压边装置,2.刚性压边装置 带刚性压边装置的拉深模（用于双动压力机） 刚性压边，压边力不随行程变化，拉深效果 较好，且模具结构简单。 1-固定板 2-拉深凸模 3-刚性压边圈 4-拉深凹模 5-下模板 6-螺钉,3.压边圈的形式 （1）平面压边圈 适用于一般拉深模 （2）弧形压边圈 适用于 ， 且小凸缘和较大圆角半径,（3）带限位装置的压边圈 适于拉深板料较薄或带较宽凸缘的零件 （4）局部压边的压边圈 适于拉深带宽凸缘工件,（5）带拉深筋的压边圈 适用于凸缘特别小或半球形工件,4.6.2 拉深模的典型结构 1.首次拉深模 （1）无压边装置的简单拉深模 1-定位板 2-下模板 3-拉深凸模 4-拉深凹模,（2）有压边装置的拉深模 1）正装拉深模 模柄 上模座 凸模固定板 弹簧 压边圈 定位板 凹模 下模座 卸料螺钉 10凸模,播放动画,2）倒装拉深模 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 带锥形压边圈的倒装拉深模,播放动画,2.以后各次拉深模 （1）无压边装置的以后各次拉深模,（2）有压边装置的以后各次拉深模 1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆 6-弹簧,3.落料拉深复合摸 （1）正装落料拉深复合模 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,播放动画,（2）后次拉深、冲孔、切边复合模 1-压边圈 2-凹模固定板 3-冲孔凹模 4-推件板 5-凸模固定板 6-垫板 7-冲孔凸模 8-拉深凸模 9-限位螺栓 10-螺母 11-垫柱 12-拉深切边凹模 13-切边凸模 14-固定块,筒形件切边的工作原理 挤切修边,4.6.3 拉深件成形模具总体设计 实例分析,展开图 排样图,测验题 填空 1、拉深模中压边圈的作用是防止工件在变形过程中发生 。 判断 1、在拉深过程中，压边力过大或过小均可能造成拉裂。 （ ）,参考答案,课后思考,1、说出常见的单工序拉深模类型。,4.7 其它旋转体件的拉深 学习目标： 了解其它常见旋转体拉深件的结构、拉深过 程；理解它们的拉深工序安排。 教学要求： 能够计算阶梯圆筒件的拉深次数，确定各种 形状的阶梯圆筒件的拉深工序安排；理解难拉深 的球面、锥形等曲面旋转体拉深件的工艺方案。,4.7.1 阶梯圆筒件的拉深 1. 拉深次数 一次拉深的条件： h-直径为dn的有凸缘圆筒形件首次拉深的允许相对高度。,2. 多次拉深工序的安排 ）若任意两个相邻阶梯的直径比都大于或等于 相应的圆筒形件的极限拉深系数，则先从大 的阶梯拉起；,）若某相邻两阶梯直径之比小于相应的圆筒形 件的极限拉深系数，则按带凸缘圆筒形件的 拉深进行，即由小阶梯拉深到大阶梯；,上图中，d2/d1m2极限，故先分三次拉出直径为d2的带凸缘筒形件，再用工序V拉出d1。,）若最小阶梯直径过小时，但高度不大时，最 小阶梯可用胀形法得到； ）若浅阶梯零件的相邻阶梯直径相差较大时， 不能一次拉出，可先拉成圆形或带有大圆角 的筒形件，再整形得到该零件。,4.7.2 曲面旋转体的拉深 曲面旋转体工件包括球形件、锥形件、抛物 面件等复杂形状的曲面工件，其凸缘部分与中间 部分都是变形区，而且中间部分是主要变形区。 曲面旋转体件的凸模接触面积小、压力集中、 容易引起局部变薄及自由面积大、压边圈作用相 对减弱、容易起皱，因此拉深较困难。,一、球形件的拉深 球形件可分为半球形件和非半球形件两类 。,毛坯相对厚度t/D 可不用压边圈，带整形 必须压边圈或反向拉深 必须拉深筋或反向拉深,二、锥形件的拉深 （1）浅锥形件（ ） 可带压边圈一次拉深成形， 为抑制回弹，常用带有拉深筋 的模具结构。 H-锥形件高度; d-锥形件口部直径。,（2）中锥形件（ ） 多为一次拉深成形 ） 可一次拉深成形，不需压边,行程终了时需整 形； ） 可一次拉深成形，但需采用压边圈、拉深筋、 增加工艺凸缘等措施，防止起皱； ） 需多次拉深，预成形球形或大圆角圆筒件， 再逐次拉深成所需形状的零件。,（3）深锥形件（ ） 易变薄破裂，易起皱，需多次拉深才能成形,3.抛物面形件的拉深 （1）浅抛物面件 当抛物面件时，可按带有拉深 筋的凹模或反拉深的球形件拉深进行。 （2）深抛物面件 当抛物面件时，需要多次拉深或反 拉深逐渐成形、液压机械拉深法。,课后思考,1、阶梯形旋转体拉深件的拉深工艺方案。,4.8 盒形件的拉深 学习目标： 了解盒形件的变形特点，掌握盒形件的有关 工艺计算。 教学要求： 能够简略计算低盒件、高盒件的毛坯尺寸； 理解高盒形件的拉深方法。,4.8.1 盒形件的变形特点 盒形件是非旋转体零件，变形不均匀，导致 应力分布不均匀，其拉深变形可分为： ）圆角部位的变形 圆角部分相当于圆筒形件拉深，径向伸长， 切向缩短； ）直边部位的变形 直边部分相当于弯曲变形，还有径向伸长， 切向压缩的拉深变形。 但两部分因相互联系而不能简单地认为是圆 筒形件拉深和弯曲变形。,4.8.2 盒形件毛坯 1.低盒形毛坯 矩形盒件的拉深高度；矩形盒件的最短边长。 可一次拉深或补充一道整形工序。 毛坯的一种计算方法： 根据工件表与毛坯的表面积相等的原则计算。 （1）按弯曲计算直边部分的展开长度； （无凸缘） l直边部分的长度； r1矩形盒件底部与直壁间的圆角半径； H0矩形盒件高度； H修边余量。,（2）把圆角部分看成是直径为d=2r2，高为H的圆筒件，则展开的毛坯半径为： （无凸缘） 当； 式中 R坯料圆角半径； r1矩形盒件底部与直壁间的圆角半径； r2底部圆角半径； H矩形盒件的拉深高度。,（3）通过作图用光滑曲线连接直边和圆角部分，即得毛坯的形状和尺寸。,2.高矩形盒件毛坯 当零件为方盒形且高度比较大，需要多道工 序时，可采用圆形毛坯，其直径为：,高度和圆角半径较大的盒形件， 毛坯的形状可做成长圆形或椭圆形。 长圆形毛坯尺寸 ）圆弧半径 D-假象尺寸为BB的方盒坯料直径 ）长度 ）宽度,4.8.3 高盒形件拉深方法及工序尺寸计算 高方盒形件 采用圆筒工序件过渡成形 1）确定毛坯直径D； 2）(n-1)道工序半成品的直径 3）按圆筒形件拉深计算，由 直径D的平板毛坯拉深成直径为 Dn-1，高度为hn-1的圆筒。,测验题 填空 1、矩形件拉深时，直边部分变形程度相对 ，圆角部 分的变形程度相对 。,参考答案,课后思考,1、为什么说盒形件比圆筒形件(同等截面周长)的拉深变形要容易？,4.9 其它拉深方法 学习目标： 了解各种软模拉深的方法，理解变薄拉深与 不变薄拉深的区别。 教学要求： 区别软凸模与软凹模拉深的特点；通过拉深 工件的对比，能够理解变薄拉深与不变薄拉深的 区别。,4.9.1 软模拉深 1. 软凸模拉深 用液体代替凸模进行拉深，主要用于拉深锥 形件、半球形件和抛物线件等。,液体凸模拉深的变形过程,2. 软凹模拉深 用橡胶或高压液体代替金属拉深凹模； （1）聚氨酯橡胶凹模拉深,1-容框；2-聚氨酯橡胶；3-毛坯；4-凸模 ；5-压边圈 聚氨酯橡胶拉深模 a)不带压边圈的拉深 b)带压边圈的拉深,（2） 液体凹模拉深,1-溢流阀；2-凹模；3-毛坯4-模座；5-凸模；6-润滑油 液体凹模拉深,（3） 橡皮液囊凹模拉深,1-橡皮囊；2-液体；3-板材；4-压边圈；5-凸模 橡皮囊凹模的拉深过程 a)原始位置；b)拉深工艺在进行中；c)拉深结束，压边圈上升推出工件,4.9.2 变薄拉深 所谓变薄拉深,主要是在拉深过程中改变拉 深件筒壁的厚度,而毛坯的直径变化很小。,课后思考,1、说出减薄拉深与拉深的区别。,4.10 拉深次品分析及拉深中的辅助工序 学习目标： 通过理解各次拉深的特点，分析拉深过程中 出现的次品原因；了解拉深工艺中使用辅助工序 的作用及目的。 教学要求： 能够看图分析出起皱、拉裂等拉深现象的原 因，并给出适当的解决措施；了解拉深中的辅助 工序的目的及影响。,4.10.1 各次拉深的特点 （1）材料的均匀性 首次拉深时，材料的厚度和机械性能可视为 均匀；以后各次拉深时，筒壁的壁厚及机械性能 是不均匀的。 （2）凸缘变化 首次拉深时，凸缘缩小；以后各次拉深时， 凸缘保持不变。 （3）拉深力 首次拉深时，拉深力很快达到最大，然后逐 渐减小；以后各次拉深时，拉深力呈一逐渐增加 的趋势。,（4）拉深破裂发生时间 首次拉深时，发生在初始阶段；以后各次拉 深时，发生在终结阶段。 （5）起皱 以后各次拉深起皱的机率比首次拉深起皱的 机率大。 （6）拉深系数 以后各次拉深的拉深系数比首次拉深的拉深 系数大得多。,4.10.2 拉深次品分析 1. 起皱 原因： ）凸缘部位受切向压应力； ）材料较薄。 解决： ）加压边圈，提高压力力； ）适当提高材料厚度。,. 拉裂 壁部被拉裂 原因： ）径向拉应力过大； ）凹模圆角半径过小； ）润滑不良； ）材料塑性较差。 解决： ）减小压边力； ）加大凹模圆角半径； ）正确使用润滑剂； ）选用塑性好材料或增加中间退火工序。,底部被拉裂 原因：凹模圆角半径过小； 解决：加大凹模圆角半径，使其圆滑过渡，降低 表面粗糙度。,播放动画,. 边缘高低不一致及有折皱 边缘高低不一致的原因： ）毛坯与凸、凹模中心不合； ）材料厚度不均； ）凹模圆角半径和凹模间隙不均。 边缘有折皱的原因： 凹模圆角半径太大，压边圈压不到最后流进 凹模且起皱的材料。 解决： ）减小凹模圆角半径； ）采用弧形压边圈。,4.10.3 拉深工艺的辅助工序 作用：利于拉深，提高模具寿命和工件尺寸精度、 表面质量。 1. 润滑 目的： 1）降低材料与模具间的摩擦系数； 2）提高材料的变形程度； 3）方便从冲模中取出工件； 4）保证工件表面质量。 使用： 一般在凹模和材料之间加润滑剂,2. 热处理 目的：恢复材料的塑性，消除冷作造成的内应力 对普通硬化金属（如08钢、10钢、15钢，黄 铜和退火过的铝等），若工艺过程正确，模具设 计合理，在拉深次数较少的情况下，可不必进行 中间热处理。 对高度硬化金属（如不锈钢、耐热钢、退火 紫铜等），一般经 道工序后就要进行中间 热处理。,3. 酸洗 目的：去除热处理工序件的氧化皮及其它污物。 酸洗工艺过程： ）等待工件退火冷却； ）加热的稀酸中侵蚀； ）冷水中冲洗； ）弱碱中中和； ）热水中冲洗； ）烘干。 退火、酸洗是延长生产周期和增加生产成本、 产生环境污染的工序，应尽可能加以避免。,测验题 填空 1、拉深加工时，润滑剂涂在与 接触的 表面上。 2、拉深过程中的辅助工序有 、 、 等。,参考答案,课后思考,1、拉深工序中的起皱、拉裂现象是如何产 生的，如何防止它？ 2、拉深过程中润滑的目的是什么？如何合 理润滑？ 3、说出圆筒形拉深件壁部破裂，凸缘起皱 的原因，并指出预防方法。,本章小结,本章按照拉深模的设计程序，以一个拉深件 为案例，分析了弯曲模的设计过程，重点在拉深 件的工艺分析、工艺计算以及拉深模的结构设计 方面的基础知识，同时也强调了设计中需要注意 的一些要点。 通过本章的学习，学生应能够举一反三，独 立的完成中等复杂程度的拉深模的设计。,测验题 填空 1、不变薄拉深简单旋转体毛坯尺寸的计算常采用等面积法 。,返 回,测验题 填空 1、拉深变形程度用 拉深系数m 表示。 判断 1、后次拉深的拉深系数可取得比首次拉深的拉深系数 小。（） 2、拉深系数越小，说明拉深变形程度越大。（） 3、要分多次拉深的圆筒形件，每次拉深系数应该大于或等于图表推荐值。（） 计算,返 回,测验题 判断 1、一般情况下，拉深模的凹模的圆角表面粗糙度应比凸 模的圆角表面粗糙度小些。（）,返 回,测验题 填空 1、拉深模中压边圈的作用是防止工件在变形过程中发生 起皱 。 判断 1、在拉深过程中，压边力过大或过小均可能造成拉裂。 （）,返 回,测验题 填空 1、矩形件拉深时，直边部分变形程度相对较小，圆角部 分的变形程度相对 较大。,返 回,测验题 填空 1、拉深加工时，润滑剂涂在与凹模接触的 毛坯表面上。 2、拉深过程中的辅助工序有中间退火、润滑、酸洗等。,返 回,