8拉深模具设计

1、8 拉深模具设计落料拉深模、落料拉深冲孔模、落料正反拉深冲孔翻边模等。本章难点：单动压力机拉深复合模的工作原理、结构。单动压力机首次拉深模单动压力机首次拉深模所用的毛坯一般为平面形状，模具结构相对简单。根据拉深工作情况的不同，可以分为几种不同的类型。无压边圈的拉深模适用于底部平整、拉深变形程度不大、相对厚度(t/D)较大和拉深高度较小的零件。图8.1无压边圈有顶出装置的拉深模第8章 拉伸模具设计203图8.2无压边圈落件拉深模带压边圈的拉深模图8.3带固定压边圈的拉深模203204冲压工艺与模具设计图8.4有弹性压边装置的正装式拉深模图8.5有弹性压边装置的倒装式拉深模204第8章 拉伸模具设

2、计205图8.6凸缘件拉深(定距垫)图8.7凸缘件拉深(打料块定)单动压力机后次拉深模205206冲压工艺与模具设计压边方式、拉深方法以及所用毛坯与首次拉深模有所不同。图8.8无压边圈的后次拉深模图8.9无压边圈的反向后次拉深模206第8章 拉伸模具设计207图8.10有压边圈的反向后次拉深模图8.11双动正反向拉深原理207208冲压工艺与模具设计图8.12有压边圈的后次拉深模单动压力机落料拉深模构成拉深复合模甚 至更多道工序，工作效率高，但结构较复杂，设计时要特别注意模具中所复合的各冲压工序的工作次序。208第8章 拉伸模具设计209凸缘制件的落料拉深模图8.13带凸缘制件落料拉深复合模球

3、形制件落料拉深模图8.14球形制件落料拉深复合模209210冲压工艺与模具设计矩形制件落料拉深模图8.15油箱落料拉深复合模图8.16矩形制件落料拉深复合模210第8章 拉伸模具设计211落料拉深压形模图8.17落料拉深压形复合模落料拉深冲孔模211212冲压工艺与模具设计图8.18落料拉深冲孔复合模212第8章 拉伸模具设计213图8.19拉深切边冲孔复合模和翻边复合模213214冲压工艺与模具设计图8.20落料、正反拉深、冲孔翻边复合模双动压力机拉深模214第8章 拉伸模具设计215图8.21双动压力机大型零件拉深凸模导)图8.22双动压力机大型零件拉深压边圈导)拉深模设计实例如图 8.2

4、3 所示零件，材料为 08 钢，厚度t 1mm ，大批量生产。试确定拉深工艺，设计拉深模。2158.6.1零件的工艺性分析2168.6.1零件的工艺性分析该零件为带凸缘筒形件，要求内形尺寸，料厚 t 1mm，没有厚度不变的要求；零件的形状简单、对称，底部圆角半径r 2mmt，凸缘处的圆角半径R 2mm 深工艺对形状和圆角半径的要求；尺寸 20.10.1mm 为 IT12 级，其余尺寸为未注公差，满0足拉深工艺对精度等级的要求；零件所用材 08 钢的拉深性能较好，易于拉深成形。综上所述，该零件的拉深工艺性较好，可用拉深工序加工。图8.23带凸缘筒形件工艺方案确定按中线尺寸计算。计算坯料直径根据零

5、件尺寸查表 7-5 得切边余量 R 2.2mm ，故实际凸缘直径 dt2 2.2)mm 59.8mm 。由表 7-6 查得带凸缘圆筒件的坯料直径计算公式为d 2 d 2 8r2 4d h 6.28Rd 4.56R2 d 2 d 2112243 (55.4 确定各参数为d1 16.1mm ，R r 2.5mm ，d2 21.1mm ，h 27mm ，d3 26.1mm ，d 59.8mm，代入上式得：D 3200 2895mm 78mm。4式中：3200mm2 为筒形部位的表面积，2895 mm2 为凸缘部位的表面积。判断可否一次拉深成形根据t / D 1/78 1.28% ，d / d 59.

6、8/ 21.1 2.83 ，tH / d 32/ 21 1.52 ，m d / D 21.1/ 78 0.27 ，t查表 7-14 可知m 0.35 ，说明该零件不能一次拉深成形，需要多次拉深。1216第8章 拉伸模具设计217确定首次拉深工序件尺寸d / d 1.3 7-8 得m 0.51 ，取 0.52 ，则：t111取 r R11 5.5mmd m1 D 0.52 78mm 40.5mm为了使以后各次拉深时凸缘不再变形，取首次拉入凹模的材料面积比最后一次拉入凹模的材料面积(即筒形部位的表面积)增加 5%，故坯料直径修正为D 3200105% 2895mm 79mm可得首次拉深高度为：H

7、0.25d(D2 d 2 ) 0.43(r R )0.14d(r 2 R2 )1t11110.25 40.5(792 59.82)0.43(5.55.5)mm21.2mm验算所取mt / D 1/78 1.28% ，d / 59.8/ 40.5 1.48 查表 7-12 可知H11/ d 0.58 H / d11 21.2/ 40.5 0.52 H1t1/ d m1是合理的。计算以后各次拉深的工序件尺寸7-8，得到m2 0.75 ，m3 0.78 ，m4 0.80 ，则：dm2dm33dm4d1d2d3 0.75 40.5mm 30.4mm 0.78 30.4mm 23.7mm 0.80 23

8、.7mm 19.0mm因为 d3 23.7 21.1 ，d4 19.0 21.1 ，故共需四次拉深。调整以后各次拉深系数， 取 m2 0.77 ，m3 0.80 ，m40.844必须保证d21.1)。所以以后各次拉深工序件的直径为4d m d22d m d33d m d 0.77 40.5mm 31.2mm 0.80 31.2mm 25.0mm 0.844 25.0mm 21.1mm443以后各次拉深工序件的圆角半径取：r R2 4.5mm ， r R33 3.5mm ， r R44 2.5mm设第二次拉深时多拉入 3%的材料(其余 2%的材料返回到凸缘上)，第三次拉深时多拉1.5%的材料1.

9、5%的材料返回到凸缘上分别为D3200103% 2895mm 78.7mmD3200101.5%2895mm78.4mm以后各次拉深工序件的高度为0.250.14H(D2 d 2 ) 0.43(r R )(r 2 R2 )dt0.2522d222 31.2(78.72 59.82)0.43(4.54.5)mm24.8mm217218冲压工艺与模具设计0.250.14H(D2 d2)0.43(r R )(r2 R2 )dt0.2533d333 31.2(78.42 59.82)0.43(3.53.5)mm28.7mm最后一次拉深后达到零件的高度，上一道工序多拉入的 1.5%的材料全部返回到凸缘，

10、 拉深工序至此结束。将上述中线尺寸计算的工序件尺寸换算成与零件图相同的标注形式后，所得各工序件的尺寸如图 8.24 所示。工艺方案图8.24各次拉深工序尺寸根据上述计算结果，本零件需要落料(制成 79mm 的坯料)、四次拉深和切边(达到零 55.4mm )共六道冲压工序。考虑该零件的首次拉深高度较小，且坯料直径 79 与首次拉深后的筒体直径 39.5 坯料的落料与首次拉深复合。因此，该零件的冲压工艺方案为落料与首次拉深复合第二拉深第三次拉深第四次拉深切边。以下仅以落料与首次拉深复合为例介绍拉深模设计过程。落料与首次拉深复合工序力的计算落料力取 08 钢的强度极限为 b 400MPa ，因此：2

11、18落料力F Ltb卸料。第8章 拉伸模具设计219 79 1 400 99274N 100kN t 1mm 拉深力与压料力FL K d2 1 0.70 3.14 40.5 1 400N 35608N 36kNFY ( D2 d 2 ) p / 4 3.14 (792 40.52 ) 2.5/ 4N 9029N 9kN1初选压力机标称压力确定机械式拉深压力机标称压力时必须注意，当拉深工作行程较大，特别是落料拉深 即曲柄开始受力时的工作转角 大于标称压力角见图的原则去确定规格。图8.25许用负荷与实际负荷实际生产中可以按下式初步确定拉深工序所需的压力机标称压力：F gLF )Y本例拉深的高度不大

12、H1 21.2mm )，因此有：F 1.8(FgL F )N 81(kN)Y由于此复合模工作时落料工序和拉深工序是先后进行的，并未产生落料力和拉深力的叠加。按落料力初选的压力机标称压力为F 1.25F 125kNg综合以上两方面，初步确定所需压力机的标称压力：Fg125kN 。待确定压力机型号后再校核。模具工作部分尺寸的计算落料凸模、凹模的刃口尺寸计算参见冲裁模设计计算过程。219220冲压工艺与模具设计拉深凸模、凹模工作部分尺寸计算如下：凸、凹模间隙由(表 7.9.2)查得凸、凹的单边间隙为 Z (11.05)t ，取 Z 1.05t 1.05mm 。凸、凹模圆角半径由前述计算，凸模圆角半径

13、rp 5mm ，凹模圆角半径rd 5mm 。凸、凹模工作尺寸及公差由于此次拉深为中间工序，由凸、凹模工作尺寸及公差计算式，取凸模制造公差 0.02 ，凹模制造公差p 0.04 ，有：0dd0pmin 0.02d(d2Z (39.521.05)0.04 41.60.04dmin000凸模通气孔根据凸模直径大小，取通气孔直径为 5mm 。2208.6.5模具的总体设计第8章 拉伸模具设计2218.6.5模具的总体设计图8.26落料首次拉深复合模压力机选择根据标称压力F 125kN ，滑块行程S 2h221.2mm 42.4mm ，及模具闭合g工件高度 185mm，确定选择型号为 JC2335 型开

14、式双柱可倾压力机。校核过程如下：确定所选型号压力机的滑块许用负荷图，根据工艺安排、设备参数和模具结构确定模具工作过程中对应的落料拉深力曲线，若落料拉深力曲线处于许用负荷曲线之下，则所选设备符合工作要求；若落料拉深力曲线超出许可范围(见图 8.25)，则需选择标称压力更大型号的压力机，继续以上校核过程。本例中，落料拉深力曲线处于 JC2335 压力机滑块许用负荷曲线以下，符合设备安全工作要求。221222冲压工艺与模具设计模具零件设计根据模具总装图结构、拉深工序要求及前述模具工作部分的计算，设计出模具各零件。习题什么是拉深模？拉深模有哪几种类型？拉深模的工作过程及工作原理是什么？处？构特征。力机上使用的后次拉深模常常采用倒装结构形式？反拉深有什么特点？什么情况下可采用？什么情况下弹性压边装置中要设置限位柱