冲压模具设计与制造(5-3)PPT课件.ppt

第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 第五章拉深 一 拉深件的修边余量 材料力学性能的不均匀性 模具间隙分布的不均 摩擦阻力的不均以及定位不准确等原因 拉深件的口部或凸缘周边不齐 需要修边 1 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 第五章拉深 一 拉深件的修边余量 材料力学性能的不均匀性 模具间隙分布的不均 摩擦阻力的不均以及定位不准确等原因 拉深件的口部或凸缘周边不齐 需要修边 2 拉深系数m是以拉深后的直径d与拉深前的坯料D 工序件dn 直径之比表示 第五章拉深 二 拉深系数与极限拉深系数 1 拉深系数的定义 第一次拉深系数 第二次拉深系数 第n次拉深系数 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 3 拉深系数m表示拉深前后坯料 工序件 直径的变化率 m愈小 说明拉深变形程度愈大 相反 变形程度愈小 第五章拉深 二 拉深系数与极限拉深系数 1 拉深系数的定义 续 拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积 即 如果m取得过小 会使拉深件起皱 断裂或严重变薄超差 极限拉深系数 m 从工艺的角度来看 m 越小越有利于减少工序数 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 4 1 材料的组织与力学性能 第五章拉深 二 拉深系数与极限拉深系数 影响极限拉深系数的因素 2 板料的相对厚度 3 拉深工作条件 1 模具的几何参数 2 摩擦润滑 3 压料圈的压料力 4 拉深方法 拉深次数 拉深速度 拉深件的形状等 m 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 5 表5 2是圆筒形件在不同条件下各次拉深的极限拉深系数 为了提高工艺稳定性和零件质量 适宜采用稍大于极限拉深系数 m 的值 第五章拉深 二 拉深系数与极限拉深系数 极限拉深系数的确定 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 6 第五章拉深 三 拉深次数的确定 m 时 拉深件可一次拉成 否则需要多次拉深 其拉深次数的确定有以下几种方法 当 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 1 查表法 7 第五章拉深 1 由表5 2中查得各次的极限拉深系数 2 依次计算出各次拉深直径 即 1 1 2 2 1 3 当 时 计算的次数即为拉深次数 2 推算方法 三 拉深次数的确定 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 8 第五章拉深 3 计算方法 式中d 冲件直径 D 坯料直径 m1 第一次拉深系数 m均 第一次拉深以后各次的平均拉深系数 拉深次数 三 拉深次数的确定 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 9 体积不变原则 第五章拉深 四 毛坯尺寸的确定 若拉深前后料厚不变 拉深前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相等 得到坯料尺寸 相似原则 切边工序 拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似 形状复杂的拉深件 需多次试压 反复修改 才能最终确定坯料形状 拉深件的模具设计顺序 先设计拉深模 坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模 拉深件口部不整齐 需留切边余量 但坯料的周边必须是光滑的曲线连接 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 10 1 将拉深件划分为若干个简单的几何体 2 分别求出各简单几何体的表面积 3 把各简单几何体面积相加即为零件总面积 4 根据表面积相等原则 求出坯料直径 第五章拉深 一 简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 四 毛坯尺寸的确定 11 第五章拉深 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 四 毛坯尺寸的确定 12 按图得 第五章拉深 二 简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定 故 整理后可得坯料直径为 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 四 毛坯尺寸的确定 13 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形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 第五章拉深 三 复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定 因拉深前后面积相等 故坯料直径D 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 四 毛坯尺寸的确定 14 第五章拉深 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 四 毛坯尺寸的确定 三 复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定 先沿厚度中线将复杂旋转体轮廓线分成直线和圆弧 找出每一段的形心和长度 按下式计算毛坯的直径 15 第五章拉深 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 四 毛坯尺寸的确定 16 第五章拉深 五 多次拉深后半成品的高度计算 根据拉深后工序件表面积与坯料表面积相等的原则 可得到如下工序件高度计算公式 计算前应先定出各工序件的底部圆角半径 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 17 例求右下图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序件尺寸 材料为10钢 板料厚度 2 第五章拉深 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 18 第五章拉深 解 因 1 故按板厚中径尺寸计算 计算坯料直径根据零件尺寸 其相对高度为 查表得切边量 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 19 第五章拉深 解 查表得切边量 由前面推得的坯料直径公式为 代已知条件入上式得 98 2 第三节筒形零件拉深的有关尺寸的确定 20 第五章拉深 确定拉深次数坯料相对厚度为 按表下表可不用压料圈 但为了保险 首次拉深仍采用压料圈 根据 2 03 例 续 21 第五章拉深 确定拉深次数 查表5 2得各次极限拉深系数 1 0 50 2 0 75 3 0 78 4 0 80 故 1 1 0 50 98 2 49 2 2 2 1 0 75 49 2 36 9 3 3 2 0 78 36 9 28 8 4 4 3 0 8 28 8 23 此时 4 23 28 所以应该用4次拉深成形 例 续 22 第五章拉深 各次拉深工序件尺寸的确定经调整后的各次拉深系数为 1 0 52 2 0 78 3 0 83 4 0 846 各次工序件直径为 各次工序件底部圆角半径取以下数值 1 8 2 5 3 4 各次工序件高度为 例 续 23 第五章拉深 4 工序件草图 例 续 24 第四节拉深模设计计算 第五章拉深 一 力和功的计算 1 拉深力 采用压料圈拉深时首次拉深 以后各次拉深 2 3 不采用压料圈拉深时首次拉深 以后各次拉深 2 3 25 第四节拉深模设计计算 第五章拉深 26 第四节拉深模设计计算 2 压料装置与压料力 第五章拉深 一 力和功的计算 选用压料装置与否的根据 27 第四节拉深模设计计算 2 压料装置与压料力 第五章拉深 一 力和功的计算 压料装置产生的压料力 大小应适当 在保证变形区不起皱的前提下 尽量选用小的压料力 理想的压料力是随起皱可能性变化而变化 任何形状的拉深件 式中 压料圈下坯料的投影面积 单位面积压料力 值可查表 28 第四节拉深模设计计算 2 压料装置与压料力 第五章拉深 一 力和功的计算 圆筒形件首次拉深 圆筒形件以后各次拉深 2 3 29 第四节拉深模设计计算 第五章拉深 一 力和功的计算 单动压力机 其公称压力应大于工艺总压力Fz 工艺总压力为 注意 当拉深工作行程较大 尤其落料拉深复合时 应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下 浅拉深 3 拉深力与压力机公称压力 深拉深 在实际生产中 可以按下式来确定压力机的公称压力 30 第四节拉深模设计计算 第五章拉深 一 力和功的计算 4 拉深功 W 拉深功 单位为J h 凸模工作行程 单位mm Fmax 最大拉深力 单位N 系数 31 1 凹模圆角半径的确定 首次 包括只有一次 拉深凹模圆角半径可按下式计算 第四章拉深工艺与拉深模设计 二 凸模 凹模工作部分尺寸的计算 或 以后各次拉深凹模圆角半径应逐渐减小 一般按下式确定 2 3 以上计算所得凹模圆角半径一般应符合rA 2 的要求 第四节拉深模设计计算 一 凹模圆角半径的确定 32 2 凸模圆角半径的确定 首次拉深可取 第四章拉深工艺与拉深模设计 二 凸模 凹模工作部分尺寸的计算 中间各拉深工序凸模圆角半径可按下式确定 3 4 最后一次拉深凸模圆角半径rTn即等于零件圆角半径 但零件圆角半径如果小于拉深工艺性要求时 则凸模圆角半径应按工艺性的要求确定 即rT 然后通过整形工序得到零件要求的圆角半径 第四节拉深模设计计算 33 1 无压料圈的拉深模 其拉深间隙为 第四章拉深工艺与拉深模设计 二 拉深模间隙 第四节拉深模设计计算 二 凸模 凹模工作部分尺寸的计算 确定间隙的基本原则 既要考虑板料公差的影响 也要考虑拉深件口部的增厚现象 间隙值一般比毛坯厚度略大 末次拉深或精密零件拉深 系数取较小值 首次和中间拉深取系数的较大值 34 第四章拉深工艺与拉深模设计 2 有压料圈的拉深模 第四节拉深模设计计算 二 凸模 凹模工作部分尺寸的计算 二 拉深模间隙 35 三 凸凹模工作部分尺寸的确定 当零件尺寸标注在内形时 以凸模为基准 工作部分尺寸为 第四章拉深工艺与拉深模设计 对于多次拉深 中间各工序的凸 凹模尺寸可按下式计算 当零件尺寸标注在外形时 以凹模为基准 工作部分尺寸为 第四节拉深模设计计算 二 凸模 凹模工作部分尺寸的计算 36 三 凸凹模工作部分尺寸的确定 第四章拉深工艺与拉深模设计 第四节拉深模设计计算 二 凸模 凹模工作部分尺寸的计算 37 三 凸凹模工作部分尺寸的确定 第四章拉深工艺与拉深模设计 第四节拉深模设计计算 二 凸模 凹模工作部分尺寸的计算 为了便于卸料 避免出现真空现象 拉深凸模中心必须打通气孔 38 第四章拉深工艺与拉深模设计 第四节拉深模设计计算 三 凸模 凹模表面的技术要求 除了凹凸模的尺寸公差要求外 还需保证表面质量 凹凸模加工后的表面 不允许有影响使用的砂眼 缩孔和机械损伤 凹模工作表面和型腔表面的粗糙度应达到Ra0 8 凹模圆角处的表面粗糙度要求一般为Ra0 4 目的 降低径向拉力 凸模圆角区的表面粗糙度为Ra1 6 Ra0 8即可 此处的摩擦力较大有利于抵制材料的变薄 39 第四章拉深工艺与拉深模设计 压边装置 弹性压边装置 橡皮压边装置 弹簧压边装置 气垫式压边装置 带限位装置的压边圈 刚性压边装置 第四节拉深模设计计算 四 压边装置 40 第四章拉深工艺与拉深模设计 压边力的变化曲线 弹簧压边装置a 橡皮b 弹簧c 气垫 41 第四章拉深工艺与拉深模设计 压边力的变化曲线 42 第四章拉深工艺与拉深模设计 带锥形压边圈的倒装拉深模 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 43 第四章拉深工艺与拉深模设计 带限位装置在压边圈 44 第四章拉深工艺与拉深模设计 双动压力机用拉深模刚性压边装置动作原理 45 第四章拉深工艺与拉深模设计 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 带刚性压边装置拉深模 46 第四章拉深工艺与拉深模设计 压边圈的尺寸及技术要求 压边圈与凸模的单边间隙在0 2 0 5mm范围内 拉深薄料时间隙取小值 反之取大 压边圈工作表面不允许开螺孔 顶杆分布应对称 工作过程能平稳移动 压边圈与毛坯接触的一面 表面粗糙度应达到Ra0 8 其余工作表面的粗糙度达到Ra6 3 Ra3 2即可 第四节拉深模设计计算 四 压边装置 压边圈的作用 主要是压边防皱 对中小型零件的拉深 压边圈同时兼做卸料板 47 摩擦力对于板料成形有的是有害的 1 2 3有的是有益的 4 5 第四章拉深工艺与拉深模设计 一 润滑 第七节拉深中辅助工序的安排 48 第七节拉深工艺的辅助工序 加工硬化 对于普通硬化的金属 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 一般可不要进行中间热处理 对高度硬化金属 如不锈钢 耐热钢 退火紫铜等 一般一 二道工序后就要进行中间热处理 不需要进行中间热处理能完成的拉深次数见表5 21 应及时进行 尤其不锈钢 耐热钢 黄铜更要注意这一点 第四章拉深工艺与拉深模设计 二 热处