《冲压成形工艺与模具设计》课件-项目四-拉深工艺与模具设计

工程四拉深工艺与模具设计工程四拉深工艺与模具设计工程四拉深工艺与模具设计一、工程引入拉深工艺广泛应用于汽车、拖拉机、仪表、电子、航空航天等各个工业部门和日常生活用品的生产中,是冷冲压的根本工序之一，不仅可以加工旋转体零件,还可加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件,如图4-1、4-2所示。图4-1拉深件的类型图4-2拉深件实物工程四拉深工艺与模具设计一、工程引入图4-1拉深件工程四拉深工艺与模具设计本工程以如图4-3所示的圆筒形零件的拉深模设计为载体。

图4-3圆筒形零件图工程四拉深工艺与模具设计本工程以如图4-3所示二、相关知识〔一〕圆筒形零件拉深工艺分析1.拉深变形过程及特点图4-4圆筒形零件拉深图4-5拉深时材料转移工程四拉深工艺与模具设计二、相关知识图4-4圆筒形零件拉深图4-5拉深时材料通过网格试验分析拉深时材料的转移,可进一步说明拉深时金属的流动情况,如图4-6所示。

〔a〕网格的变化〔b〕扇形小单元的变形图4-6拉深件的网格试验工程四拉深工艺与模具设计通过网格试验分析拉深时材料的转移,可进一步说明拉深时工程一冲压加工根底

2.拉深过程中的应力与应变

图4-8拉深过程中的应力与应变状态工程一冲压加工根底2.拉深过程中的应力与应3.拉深过程中的问题〔1〕起皱

图4-9拉深件的起皱破坏工程四拉深工艺与模具设计3.拉深过程中的问题图4-9拉深件的起皱破坏〔2〕破裂随着变形程度的提高变形力也相应地增大，当变形力大于危险断面的承载能力时拉深件那么被拉破,如图4-10所示.〔3〕硬化〔4〕突耳

图4-10拉深件的破裂工程四拉深工艺与模具设计〔2〕破裂图4-10拉深件的破裂工程四拉深(二〕拉深件的工艺性1.拉深件的公差等级2.拉深件的尺寸与形状

图4-11组合成对进行拉深

图4-12凸缘面上带下凹的拉深件工程四拉深工艺与模具设计(二〕拉深件的工艺性图4-11组合成对进行拉

3.拉深件的高度

4.拉深件的圆角半径5.拉深件的材料选用

图4-13拉深件的孔边距

表4-1一次拉深的极限高度工程四拉深工艺与模具设计图4-13拉深件的孔边距表4-1(三〕圆筒形零件拉深工艺计算1.简单旋转体拉深毛坯尺寸的计算〔1〕确定修边余量

表4-2无凸缘拉深件的修边余量△h工程四拉深工艺与模具设计(三〕圆筒形零件拉深工艺计算表4-2无凸缘拉

表4-3带凸缘拉深件的修边余量△h工程四拉深工艺与模具设计表4-3带凸缘拉深件的修边余量△h工程〔2〕计算零件外表积

工程四拉深工艺与模具设计图4-14圆筒形零件毛坯尺寸计算〔2〕计算零件外表积工程四拉深工艺与模具设计2.复杂旋转体拉深件毛坯尺寸的计算形状复杂的旋转体拉深件的坯料尺寸计算可利用久里金法那么,即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,如图4-15所示。

工程四拉深工艺与模具设计图4-15旋转体母线2.复杂旋转体拉深件毛坯尺寸的计算工程四拉深工3.拉深次数确实定〔1〕拉深系数的概念和意义

工程四拉深工艺与模具设计图4-16圆筒形零件的屡次拉深3.拉深次数确实定工程四拉深工艺与模具设计极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验方法得出的,见表4-4、表4-5。

工程四拉深工艺与模具设计表4-4圆筒形零件带压边圈的极限拉深系数极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验方法得出

工程四拉深工艺与模具设计表4-5圆筒形零件不带压边圈的极限拉深系数工程四拉深工艺与模具设计表4-5圆筒形〔2〕拉深次数确实定4.工序件尺寸的计算

工程四拉深工艺与模具设计表4-6无凸缘筒形拉深件深件的最大相对高度h/d〔2〕拉深次数确实定工程四拉深工艺与模具设计〔四〕拉深力与压边力的计算1.拉深力的计算

工程四拉深工艺与模具设计表4-7修正系数〔四〕拉深力与压边力的计算工程四拉深工艺与模2.压边力的计算〔1〕压边条件

工程四拉深工艺与模具设计表4-8采用或不采用压边圈的条件2.压边力的计算工程四拉深工艺与模具设计表〔2〕计算压边力3.压力机公称压力的选择

工程四拉深工艺与模具设计表4-9单位压边力P〔2〕计算压边力工程四拉深工艺与模具设计4.压边装置〔1〕弹性压边装置

工程四拉深工艺与模具设计图4-18弹性压边装置图4-19三种压力装置压边力的变化曲线4.压边装置工程四拉深工艺与模具设计图4-〔2〕刚性压边装置

工程四拉深工艺与模具设计图4-20刚性压边1-曲轴；2-凸轮；3-外滑块；4-内滑块；5-凸模；6-压边圈；7-凹模〔2〕刚性压边装置工程四拉深工艺与模具设计〔五〕拉深模工作局部设计1.凸、凹模结构设计〔1〕无压料的拉深模结构形式

工程四拉深工艺与模具设计图4-21无压料拉深模的凹模结构形式〔五〕拉深模工作局部设计工程四拉深工艺与模〔2〕有压料的拉深模结构形式

工程四拉深工艺与模具设计图4-22有压料的拉深模工作局部的结构表4-10通气孔尺寸〔2〕有压料的拉深模结构形式工程四拉深工艺2.拉深模具间隙〔1〕无压料装置拉深〔2〕有压料装置拉深

工程四拉深工艺与模具设计表4-11有压料装置拉深时单边间隙值2.拉深模具间隙工程四拉深工艺与模具设计表3.凸、凹模工作局部的尺寸和公差〔1〕凹模圆角半径

〔2〕凸模圆角半径

工程四拉深工艺与模具设计表4-12首次拉深凹模的圆角半径rd13.凸、凹模工作局部的尺寸和公差工程四拉深工〔3〕凸、凹模工作局部的尺寸和公差

工程四拉深工艺与模具设计图4-23拉深零件尺寸与模具设计〔3〕凸、凹模工作局部的尺寸和公差〔六〕拉深模的典型结构拉深模具的机构是拉深模具设计中最根本的内容之一。1.首次拉深模

工程四拉深工艺与模具设计图4-24无压边圈的首次拉深模具1-模柄；2-凸模；3-凹模；4-卸件环；5-定位板；6-拉簧；7-下模座〔六〕拉深模的典型结构工程四拉深工艺与模具设计

如图4-25所示为带上压边装置的首次拉深模。

工程四拉深工艺与模具设计图4-25带上压边装置的首次拉深模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—凸模如图4-25所示为带上压边装置的首次拉深模。

2.以后各次拉深模

工程四拉深工艺与模具设计图4-26压边圈在上模的反向再次拉深模1—下模座;2、7—销钉;3、14—螺钉;4—卸料螺钉;5—上模座;6—模柄;8—弹簧;9—凸模固定板;10—支承柱;11—凸模;12—卸料板;13—凹模2.以后各次拉深模工程四拉深工艺与模具设计

3.落料拉深复合模

工程四拉深工艺与模具设计图4-27落料拉深复合模1—下模座;2—顶杆;3—压边圈;4—落料凹模;5、13、22—销钉;6、12、24—螺钉;7—凸凹模固定板;8—垫板;9—上模座;10—导套;11—导柱;14—模柄;15—打料杆;16—止动销;17—凸凹模;18—推件块;19—拉深凸模;20—卸料板;21—导料板;23—凸模固定板3.落料拉深复合模工程四拉深工艺与模具设计〔七〕带凸缘筒形零件的拉深冲压生产中经常加工带凸缘筒形零件,其拉深过程中各变形区的应力状态和变形特点与无凸缘筒形零件相同。

工程四拉深工艺与模具设计图4-28两种带凸缘筒形零件〔七〕带凸缘筒形零件的拉深工程四拉深工艺与模具1.窄凸缘筒形零件的拉深〔1〕窄凸缘筒形零件的拉深方法〔2〕窄凸缘筒形零件拉深的工艺计算

工程四拉深工艺与模具设计图4-29窄凸缘件拉深1.窄凸缘筒形零件的拉深工程四拉深工艺与模2.宽凸缘筒形零件的拉深〔1〕宽凸缘圆筒件的拉深方法。

工程四拉深工艺与模具设计图4-30宽凸缘件的拉深方法2.宽凸缘筒形零件的拉深工程四拉深工艺与〔2〕宽凸缘筒形零件的工艺计算

工程四拉深工艺与模具设计表4-13带凸缘筒形体的首次极限拉深系数m1〔2〕宽凸缘筒形零件的工艺计算工程四拉深工

工程四拉深工艺与模具设计表4-14带凸缘筒形体的首次极限拉深高度h1/d1工程四拉深工艺与模具设计表4-14带凸

工程四拉深工艺与模具设计表4-15带凸模筒形件的以后各次拉深系数工程四拉深工艺与模具设计表4-15带凸〔八〕阶梯形状零件的拉深如图4-31所示，阶梯形件从形状来说相当于假设干个直壁圆筒形零件的组合，因此其拉深变形特点同直壁圆筒形零件的拉深根本相同，每一个阶梯的拉深即相当于相应的圆筒形零件的拉深。

工程四拉深工艺与模具设计图4-31阶梯形件〔八〕阶梯形状零件的拉深工程四拉深工艺与模具设1.拉深次数确实定2.拉深方法确实定

工程四拉深工艺与模具设计图4-32两种阶梯形件的拉深方法图4-33浅阶梯形件的拉深方法1.拉深次数确实定工程四拉深工艺与模具设工程四拉深工艺与模具设计三、工程实施〔一〕设计的前期准备1.阅读拉深件产品图2.分析拉深件工艺3.拉深模生产状况〔二〕工艺方案确实定1.确定修边余量2.毛坯直径计算3.拉深次数确定〔1〕判断是否需要压边圈〔2〕确定拉深次数4.方案确定工程四拉深工艺与模具设计三、工程实施工程四拉深工艺与模具设计〔三〕拉伸工艺计算1.各次拉深半成品尺寸确实定〔1〕半成品直径〔2〕半成品底部圆角半径〔3〕半成品高度h02.冲压工艺力计算及初选设备〔四〕模具工作局部尺寸的设计1.模具间隙C确实定2.凸、凹模圆角半径确实定工程四拉深工艺与模具设计〔三〕拉伸工艺计算工程四拉深工艺与模具设计〔五〕拉深模装配图的设计绘制1.拉深装配图视图的画法图4-34第四次拉深模总装图1—下模座;2—凸模固定板;3—卸料螺钉;4—压边;5—凹模;6—空心垫板;7—垫板;8—上模座;9、17—销钉;10—推件板;11—横销;12—推杆;13—模柄;14—止动销;15、18—螺钉;16—拉深凸模工程四拉深工艺与模具设计〔五〕拉深模装配图的工程四拉深工艺与模具设计〔六〕拉深模零件图的设计绘制1.拉深模零件图的布局

2.拉深模具图的画法3.拉深模零件的尺寸标注4.拉深模零件图技术要求图4-35拉深模零件图的布局工程四拉深工艺与模具设计〔六〕拉深模零件图的设工程四拉深工艺与模具设计

图4-36凸模图4-37拉深凹模工程四拉深工艺与模具设计图4-36工程四拉深工艺与模具设计

图4-38压边圈图4-39凸模固定板工程四拉深工艺与模具设计图4-38工程四拉深工艺与模具设计

〔七〕编写、整理技术文件1.拉深模设计说明书的内容、格式2.拉深模说明书

图4-40垫板工程四拉深工艺与模具设计图4-40工程四拉深工艺与模具设计四、工程拓展〔一〕拉深工艺的辅助工序1.润滑2.热处理3.酸洗〔二〕拉深模的试模与调整1.在单动冲床上安装与调整冲模2.在双动冲床上安装与调整冲模3.压边力的调整4.拉深深度及间隙的调整工程四拉深工艺与模具设计四、工程拓展工程四拉深工艺与模具设计

拉深模试冲时常见的故障、原因和调整方法如表4-16所示。

表4-16拉深模试冲时常见的故障、原因和调整方法工程四拉深工艺与模具设计拉深模试冲时常见的故障谢谢！谢谢！工程四拉深工艺与模具设计工程四拉深工艺与模具设计工程四拉深工艺与模具设计一、工程引入拉深工艺广泛应用于汽车、拖拉机、仪表、电子、航空航天等各个工业部门和日常生活用品的生产中,是冷冲压的根本工序之一，不仅可以加工旋转体零件,还可加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件,如图4-1、4-2所示。图4-1拉深件的类型图4-2拉深件实物工程四拉深工艺与模具设计一、工程引入图4-1拉深件工程四拉深工艺与模具设计本工程以如图4-3所示的圆筒形零件的拉深模设计为载体。

图4-3圆筒形零件图工程四拉深工艺与模具设计本工程以如图4-3所示二、相关知识〔一〕圆筒形零件拉深工艺分析1.拉深变形过程及特点图4-4圆筒形零件拉深图4-5拉深时材料转移工程四拉深工艺与模具设计二、相关知识图4-4圆筒形零件拉深图4-5拉深时材料通过网格试验分析拉深时材料的转移,可进一步说明拉深时金属的流动情况,如图4-6所示。

〔a〕网格的变化〔b〕扇形小单元的变形图4-6拉深件的网格试验工程四拉深工艺与模具设计通过网格试验分析拉深时材料的转移,可进一步说明拉深时工程一冲压加工根底

2.拉深过程中的应力与应变

图4-8拉深过程中的应力与应变状态工程一冲压加工根底2.拉深过程中的应力与应3.拉深过程中的问题〔1〕起皱

图4-9拉深件的起皱破坏工程四拉深工艺与模具设计3.拉深过程中的问题图4-9拉深件的起皱破坏〔2〕破裂随着变形程度的提高变形力也相应地增大，当变形力大于危险断面的承载能力时拉深件那么被拉破,如图4-10所示.〔3〕硬化〔4〕突耳

图4-10拉深件的破裂工程四拉深工艺与模具设计〔2〕破裂图4-10拉深件的破裂工程四拉深(二〕拉深件的工艺性1.拉深件的公差等级2.拉深件的尺寸与形状

图4-11组合成对进行拉深

图4-12凸缘面上带下凹的拉深件工程四拉深工艺与模具设计(二〕拉深件的工艺性图4-11组合成对进行拉

3.拉深件的高度

4.拉深件的圆角半径5.拉深件的材料选用

图4-13拉深件的孔边距

表4-1一次拉深的极限高度工程四拉深工艺与模具设计图4-13拉深件的孔边距表4-1(三〕圆筒形零件拉深工艺计算1.简单旋转体拉深毛坯尺寸的计算〔1〕确定修边余量

表4-2无凸缘拉深件的修边余量△h工程四拉深工艺与模具设计(三〕圆筒形零件拉深工艺计算表4-2无凸缘拉

表4-3带凸缘拉深件的修边余量△h工程四拉深工艺与模具设计表4-3带凸缘拉深件的修边余量△h工程〔2〕计算零件外表积

工程四拉深工艺与模具设计图4-14圆筒形零件毛坯尺寸计算〔2〕计算零件外表积工程四拉深工艺与模具设计2.复杂旋转体拉深件毛坯尺寸的计算形状复杂的旋转体拉深件的坯料尺寸计算可利用久里金法那么,即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,如图4-15所示。

工程四拉深工艺与模具设计图4-15旋转体母线2.复杂旋转体拉深件毛坯尺寸的计算工程四拉深工3.拉深次数确实定〔1〕拉深系数的概念和意义

工程四拉深工艺与模具设计图4-16圆筒形零件的屡次拉深3.拉深次数确实定工程四拉深工艺与模具设计极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验方法得出的,见表4-4、表4-5。

工程四拉深工艺与模具设计表4-4圆筒形零件带压边圈的极限拉深系数极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验方法得出

工程四拉深工艺与模具设计表4-5圆筒形零件不带压边圈的极限拉深系数工程四拉深工艺与模具设计表4-5圆筒形〔2〕拉深次数确实定4.工序件尺寸的计算

工程四拉深工艺与模具设计表4-6无凸缘筒形拉深件深件的最大相对高度h/d〔2〕拉深次数确实定工程四拉深工艺与模具设计〔四〕拉深力与压边力的计算1.拉深力的计算

工程四拉深工艺与模具设计表4-7修正系数〔四〕拉深力与压边力的计算工程四拉深工艺与模2.压边力的计算〔1〕压边条件

工程四拉深工艺与模具设计表4-8采用或不采用压边圈的条件2.压边力的计算工程四拉深工艺与模具设计表〔2〕计算压边力3.压力机公称压力的选择

工程四拉深工艺与模具设计表4-9单位压边力P〔2〕计算压边力工程四拉深工艺与模具设计4.压边装置〔1〕弹性压边装置

工程四拉深工艺与模具设计图4-18弹性压边装置图4-19三种压力装置压边力的变化曲线4.压边装置工程四拉深工艺与模具设计图4-〔2〕刚性压边装置

工程四拉深工艺与模具设计图4-20刚性压边1-曲轴；2-凸轮；3-外滑块；4-内滑块；5-凸模；6-压边圈；7-凹模〔2〕刚性压边装置工程四拉深工艺与模具设计〔五〕拉深模工作局部设计1.凸、凹模结构设计〔1〕无压料的拉深模结构形式

工程四拉深工艺与模具设计图4-21无压料拉深模的凹模结构形式〔五〕拉深模工作局部设计工程四拉深工艺与模〔2〕有压料的拉深模结构形式

工程四拉深工艺与模具设计图4-22有压料的拉深模工作局部的结构表4-10通气孔尺寸〔2〕有压料的拉深模结构形式工程四拉深工艺2.拉深模具间隙〔1〕无压料装置拉深〔2〕有压料装置拉深

工程四拉深工艺与模具设计表4-11有压料装置拉深时单边间隙值2.拉深模具间隙工程四拉深工艺与模具设计表3.凸、凹模工作局部的尺寸和公差〔1〕凹模圆角半径

〔2〕凸模圆角半径

工程四拉深工艺与模具设计表4-12首次拉深凹模的圆角半径rd13.凸、凹模工作局部的尺寸和公差工程四拉深工〔3〕凸、凹模工作局部的尺寸和公差

工程四拉深工艺与模具设计图4-23拉深零件尺寸与模具设计〔3〕凸、凹模工作局部的尺寸和公差〔六〕拉深模的典型结构拉深模具的机构是拉深模具设计中最根本的内容之一。1.首次拉深模

工程四拉深工艺与模具设计图4-24无压边圈的首次拉深模具1-模柄；2-凸模；3-凹模；4-卸件环；5-定位板；6-拉簧；7-下模座〔六〕拉深模的典型结构工程四拉深工艺与模具设计

如图4-25所示为带上压边装置的首次拉深模。

工程四拉深工艺与模具设计图4-25带上压边装置的首次拉深模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—凸模如图4-25所示为带上压边装置的首次拉深模。

2.以后各次拉深模

工程四拉深工艺与模具设计图4-26压边圈在上模的反向再次拉深模1—下模座;2、7—销钉;3、14—螺钉;4—卸料螺钉;5—上模座;6—模柄;8—弹簧;9—凸模固定板;10—支承柱;11—凸模;12—卸料板;13—凹模2.以后各次拉深模工程四拉深工艺与模具设计

3.落料拉深复合模

工程四拉深工艺与模具设计图4-27落料拉深复合模1—下模座;2—顶杆;3—压边圈;4—落料凹模;5、13、22—销钉;6、12、24—螺钉;7—凸凹模固定板;8—垫板;9—上模座;10—导套;11—导柱;14—模柄;15—打料杆;16—止动销;17—凸凹模;18—推件块;19—拉深凸模;20—卸料板;21—导料板;23—凸模固定板3.落料拉深复合模工程四拉深工艺与模具设计〔七〕带凸缘筒形零件的拉深冲压生产中经常加工带凸缘筒形零件,其拉深过程中各变形区的应力状态和变形特点与无凸缘筒形零件相同。

工程四拉深工艺与模具设计图4-28两种带凸缘筒形零件〔七〕带凸缘筒形零件的拉深工程四拉深工艺与模具1.窄凸缘筒形零件的拉深〔1〕窄凸缘筒形零件的拉深方法〔2〕窄凸缘筒形零件拉深的工艺计算

工程四拉深工艺与模具设计图4-29窄凸缘件拉深1.窄凸缘筒形零件的拉深工程四拉深工艺与模2.宽凸缘筒形零件的拉深〔1〕宽凸缘圆筒件的拉深方法。

工程四拉深工艺与模具设计图4-30宽凸缘件的拉深方法2.宽凸缘筒形零件的拉深工程四拉深工艺与〔2〕宽凸缘筒形零件的工艺计算

工程四拉深工艺与模具设计表4-13带凸缘筒形体的首次极限拉深系数m1〔2〕宽凸缘筒形零件的工艺计算工程四拉深工

工程四拉深工艺与模具设计表4-14带凸缘筒形体的首次极限拉深高度h1/d1工程四拉深工艺与模具设计表4-14带凸

工程四拉深工艺与模具设计表4-15带凸模筒形件的以后各次拉深系数工程四拉深工艺与模具设计表4-15带凸〔八〕阶梯形状零件的拉深如图4-31所示，阶梯形件从形状来说相当于假设干个直壁圆筒形零件的组合，因此其拉深变形特点同直壁圆筒形零件的拉深根本相同，每一个阶梯的拉深即相当于相应的圆筒形零件的拉深。

工程四拉深工艺与模具设计图4-31阶梯形件〔八〕阶梯形状零件的拉深工程四拉深工艺与模具设1.拉深次数确实定2.拉深方法确实定

工程四拉深工艺与模具设计图4-32两种阶梯形件的拉深方法图4-33浅阶梯形件的拉深方法1.拉