3拉深工艺与拉深模设计

1、江苏省无锡交通高等职业技术学校教 案课题序号授课班级授课教师授课课时授课形式授课时间授课章节 名称4.4工艺尺寸计算使用教具知识目标掌握拉深工艺尺寸计算的方法能力目标教学重点拉深工艺尺寸计算的方法教学难点型面分割更新、补充、 删节内容课外作业教学后记课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤2.4排样（layout）24 1冲裁排样的方式排样：指冲裁件在板料或条料上的布置方式。（1）按有无废料分1 ）有废料排样：指排样时，制件与制件之间、制件与条料边缘之间均有 余料存在。特点：冲裁件质量易于得到保证，并具有保护模具的作用，但材料利用 率低。案例分析2）少废料排样和无废料排样：指制件与制件之间、制件

2、与条料边缘之间 存在较少、或没有余料。特点：材料利用率较高，但由于冲裁时凸模单边受力，易于遭到破坏。案例分析（2）按排列形式分1）直排法：适用于外形为方、矩形制件。案例分析2)斜排法：适用于椭圆形、T形、r形、S形制件。(1) 搭边的作用 能够补偿定位误差，保证冲岀合格的制件； 能保持条料具有一定的刚性，便于送料； 能起到保护模具的作用。(2) 搭边值的选取查表案例分析，确定搭边值243材料利用率的计算(1)条料宽度尺寸的确定1) 有侧压装置：B=( L-2 a) - a2) 无侧压装置：B=( L+2a+C) - a3 )采用侧刃B=( L+1.5 a+nF) - a式中：L制件垂直于送料方

3、向的基本尺寸；n侧刃数；案例分析3 ）直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、山形、形制件。案例分析4）混全排法：适用于材料与厚度相同的两种以上不同形状制件的套排。案例分析5）多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形等制件。案例分析6 ）整裁余料（搭边）法：适用于尺寸较小且形状较简单的制件。案例分析7）分次裁切余料（搭边）法：适用于尺寸较小且形状较复杂的制件。案例综合分析，得出排样方式242搭边（scrap allowanee）搭边：指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料。条料的宽度公差；a侧面搭边值；C送料保证间隙：B< 100 , C=0.51.0

4、 ; B> 100, C=1.01.5。(2)材料利用率的计算SS100% 100%SoAB式中：A在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离(mm)；B条料宽度(mm)；S一个步距内制件的实际面积(mn2)；S0一个步距所需毛坯的面积(mm)；案例材料利用率计算江苏省无锡交通高等职业技术学校教 案课题序号授课班级授课教师授课课时授课形式授课时间授课章节 名称4.5 冲压排样设计4.6 拉深模工作部分的尺寸设计4.7 拉深模结构设计使用教具知识目标掌握连续拉深排样设计的方法掌握拉深模结构设计要点能力目标教学重点进行拉深模工作部分结构和总体结构设计教学难点连续拉深的排样设计更新、补充、

5、删节内容课外作业教学后记课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤4.5 冲压排样设计零件1零件2工件展开图排样图4.6 拉深模工作部分的尺寸设计1.凸、凹模的圆角半径1)凹模圆角半径首次：以后各次：r di=(0.60.8)rdi-1(i=2,3 n)2)凸模圆角半径首次：rpi=(0.71.0)r di以后各次：r pi-1=0.5(d i-i -di-2t)(i=2,3n)2. 拉深模间隙无压边圈：Z/2 = (11.1)tmax有压边圈：Z=(0.90.95)t3. 矩形盒件拉深时转角半径：要求内径尺寸时：要求外径尺寸时：4. 凸、凹模工作部分尺寸及公差工件尺寸标注在外形时：工件尺寸标注在

6、内形时：多次拉深中工序尺寸无要求时：4.7拉深模结构设计零件1：单工序拉深模复合模连续模零件2:连续模侧压装置监测装置江苏省无锡交通高等职业技术学校教 案课题序号授课班级授课教师授课课时授课形式授课时间授课章节 名称4.8 其4.9 其直它旋转体的拉深圭它拉深方法使用教具知识目标了解其他旋转体的拉深方法了解其它拉深方法能力目标教学重点教学难点更新、补充、 删节内容课外作业教学后记课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤4.8其它旋转体的拉深4.8.1阶梯圆筒件的拉深阶梯圆筒件的拉深，相当于圆筒件多次拉深的过渡状态。毛坯变形区 的应力状态和圆筒形件相同。1.拉深次数阶梯筒形件一次拉深的条件：制件的

7、总高度与最小直径之比不超过带凸缘圆筒形件第一次拉深的允许相对高度。不符合上述条件的阶梯筒形拉深 件，则需采用多次拉深。2.多次拉深工序的安排1） 在拉深件任意两相邻的直径比dn/dn-1都大于或等于相应圆筒形件的极限 拉深系数时，拉深次数与制件阶梯数相等。其拉深方法是：由大直径到小直 径逐次拉深，每次拉岀一个台阶。2） 在阶梯件某相邻阶梯的直径比dn/dn-1小于相应圆筒形件的极限拉深系数 时，这两个阶梯的成形，应按有凸缘件的拉深方法进行，即先拉小直径，再拉大直径。3） 具有大直径差的浅阶梯形拉深件在其不能一次拉深成形时，应考虑先 拉深成球面形状或大圆筒形的过渡形状，然后再拉成所需的形状。而最

8、后工序则具有整形的性质。当球形拉深件带有一定高度的直壁或带有一定宽度的凸缘时，虽然拉深 系数有所减小，但对球面的成形却有好处。同理，对于不带凸缘和不带直边 的球形拉深件的表面质量和尺寸精度要求较高时，可加大坯料尺寸，形成凸 缘，在拉深之后再用切边的方法去除。对于浅球形零件，在成形时，除了容易起皱外，坯料容易偏移，卸载后还有一定的回弹。所以，当坯料直径W9时，可以不压料，用球形底的凹模一次成形。但当球面半径较大，毛坯厚度和深度较小时，必须按回弹量修正模 具。当坯料直径9时，应加大坯料直径， 并用强力压料装置或带压料筋的模 具进行拉深，以克服回弹并防止坯料在成形时产生偏移。多余的材料，可在 成形后

9、切边。2. 抛物线形零件的拉深方法1） 深度较小（h/dv0.50.6）的抛物线形件其变形特点及拉深方法与半球形零件相似。2） 深度较大（h/d>0.6）的抛物线形件应提高径向应力，增大胀形成分 而防皱受到了坯料顶部承载能力的限制。采用正拉深或反拉深多工序逐步成形。为了防止起皱，对半求形拉深件、抛物4.8.2非直壁类旋转体件的拉深这类制件具有三个变形区：压边圈下面的圆环部分拉深变形区；凹模口内至变形过渡环处的拉深变形区；制件顶部至过渡环处的胀形变形区。在模具设计和工艺过程设计时，是采用制件的相对高度h/d和材料的相对厚度t/D为依据进行设计。1.球形件拉深对半球形件来说，其拉深系数是一与

10、零件无关的常数，其值为m=0.707。因此，在决定半球形件拉深难易程度及选择拉深方法时，不能采用 拉深系数，而应采用毛坯的相对厚度t/D。三种拉深方法：当t/D X 100> 3时可用不带压料装置的简单拉深模一次拉深成功。当t/D X 100=0.53时需采用带压料装置的拉深模进行拉深，以防止起皱。当t/D X 100 v 0.5时应采用有压料筋的拉深模或反拉深法进行拉深。线形拉深件，在生产中广泛采用液压或橡皮成形。3. 锥形零件的拉深主要困难：坯料悬空面积大，容易起皱；凸模接触坯料面积小，变形不均匀程度 比球形件大，尤其是锥顶圆角半径较小时，容易变薄甚至破裂；如果口部与底部直径相差大时

11、，拉深后回弹较大。拉深方法：1）浅锥形件（t/d2 < 0.250.30）浅锥形件一般只要一次拉深成形。通常采用增加工艺凸缘用压边圈或带有拉深筋的模具；或使用液压和橡皮柔性凸（凹）模拉深。2）中锥形件（t/d2 < 0.30.7）这类制件大多为一次拉深成形。当t/D>0.025时，可一次成形，不需要压边，只需要在行程末进行校正整形。当t/D=0.0150.020 时，可一次拉深成形，但因材料较薄，为了预防起皱，需采用压边装置、拉深筋、增加工艺凸缘等措施，以增大径向拉应力成分。次拉深成带有大圆角圆筒形件或球形件，然后再采用正拉深或反拉深成形。3）深锥形件（t/d2>0.7

12、0.8）这类制件变形程度大，既易产生变薄破裂，又易产生起皱现象，因此须经过多次拉深成形。阶梯拉深法：此法是将坯料逐次拉深成阶梯形。锥形表面逐步成形法：锥形表面逐步成形法，是目前应用较多的方法。在锥角较小时，可考虑用两道工序拉深成形。第一道工序拉成具有凸底的圆筒形过渡毛坯。第二道工序采用正拉深或反拉深成形。这种方法，工序少，产品质量好。当t/D<0.015时，因材料较薄，易于起皱，一般应采用压边装置并经过两次或三次拉深成形。4.9其它拉深方法4.9.1弹性介质拉深弹性介质：指橡皮、塑料和聚氨酯橡胶等弹性材料。特点：大大简化拉深模的结构，缩短模具制造周期，降低成本，零件没有擦伤、压痕等疵病等

13、，但生产率一般较低。选用范围：小批及单件试制生产，拉深表面带涂层的材料。4.9.2液压拉深液压拉深：指直接利用液体（水、油类等）的压力而使毛坯成形的拉深方法。通常将液体置于一橡胶皮囊中，利用橡胶皮（或其它弹性材料）作为成形介质进行工作，橡胶皮囊既可当凸模，又可当凹模。特点：拉深深度深、工作表面质量好、变薄小，而且仅需要一个钢质凸模或凹，模具成本节省 90%以上。其压边力要随着拉深的变化而变化，而且不同零件、不同材料是不一样的，必须对每个零件单独进行调试。为了实现压边力 的变化，一般需要专用压边机。4.9.3凸缘加热拉深凸缘加热拉深：指先将毛坯的凸缘部分置于凹模及压边圈的加热面之间 以提高材料的

14、塑性，降低凸缘变形抗力，达到增加拉深深度的目的的拉深方 法。江苏省无锡交通高等职业技术学校教 案课题序号授课班级授课教师授课课时授课形式授课时间授课章节 名称4.10拉深中的辅助工序使用教具知识目标了解拉深中辅助工序的目的及意义了解辅助工序的基本程序能力目标教学重点教学难点更新、补充、 删节内容课外作业教学后记课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤拉深中的辅助工序1润滑在拉深过程中凡是与毛坯接触的模具表面上均有摩擦存在主要是凸缘部分和凹模入口处的有害摩擦，不仅降低了拉深变形程度 （增加了拉深件在“危险断面”处的载荷），而且将导致零件表面的擦伤，降低模具的寿命，这在拉深不锈钢、高温合金等粘性大的

15、材料时更为严重采用润滑的目的： 减少模具和拉深件之间的有害摩擦系数，提高拉深变形程度和减少拉深次数； 提高凸、凹模寿命； 减少在“危险断面”处的变薄； 提高制件的表面质量。在拉深过程中选用润滑剂的基本依据是： 当拉深材料中的应力接近强度极限时，必须采用含有大量粉状填料（如白垩、石墨、滑石等，含量不少于20%的润滑剂。 当拉深材料中的应力不大时，允许采用不带填料的油剂润滑剂。 当拉深圆锥形类零件时，为了用增加摩擦抗力来减少起皱，同时又要求不断通入润滑液进行冷却时，则一般采用乳化液。在变薄拉深时，润滑剂不仅是为了减少摩擦，同时又起到冷却模具的作用， 因此不应采用干摩擦。在拉深钢质零件时，往往在毛坯表面上镀铜或磷化处 理，使毛坯表面形成一层与