拉深工艺与拉深模设计(二).ppt

1、4.5 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。,4.5.1 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

2、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。,4.5.2 非直壁旋转体零件的拉深 非直壁旋转体（曲面）形状的拉深件包括：球面零 件、锥形零件、抛物面零件及其其他复杂曲面零件。 1、 曲面形状零件的拉深特点 1) 拉深球面零件时，毛坯的凸缘部分与中间部 分都是变形区，毛坯中心具有胀形特点，坯料外周 部分为拉深变形,3) 抛物面零件,其拉深时和球面以及锥形零件一样，材料

3、处于悬空状态，极易发生起皱。 曲面形状零件变形机理： 曲面形状零件拉深时，毛坯凸缘部分与中间部 分的外缘具有拉深变形的特点，切向应力为压应力； 而毛坯最中间部分具有胀形变形的特点，切向应力为拉应力，表面积增大，材料厚度变薄。 所以，曲面零件成形是拉深和胀形两种变形方式 的复合。,2)锥形件的拉深：零件口部与底部直径差别大，回弹特别严重，因此锥形零件的拉深比球面零件更为困难。,曲面零件成形特点,4.6 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

4、/ 再次拉深模的凸模和凹模结构。,拉深模工作部分的尺寸,4.6.1 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，

5、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。,4.6.2 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，

6、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）,4.6.3 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

7、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、 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,4.6.4 凸、凹模的结构形式 拉深凸模与凹模的结构形式取决于工件的形状、尺寸以及拉深方法、拉深次数等工艺要求，不同的结构形式对拉深的变形情况、变形程度的大小及产品的质量均有不同的影响。 当毛坯的相对厚度较大，不易起皱，不需用压边圈压边时，应采用锥形凹模。,当毛坯的相对厚度较小，必须采用压边圈进行多次拉深时，应该采用下图 所示的模具结构。 图a)中凸、凹模具有圆角结构，

9、用于拉深直径d100mm的拉深件。 b)中凸、凹模具有斜角结构，用于拉深直径d100mm的拉深件。,4.7 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。,4.7.1 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

10、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,因双动压力机有两个滑块，在双动压力机上使用的首次拉深模其凸模与拉深滑块( 内滑块 ) 相连接。拉深时压边滑块首先带动压边圈压住毛坯，然后拉深滑块带动拉深凸模下行进行拉深。此模具因装有刚性压边装置，所以模具结构显得很简单，制造周期也短，成本也低，但压力机设备投资较高。,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

11、凸缘特别小或半球形工件,4.7.2 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-下模座；3-凸模；4-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

12、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下模座3下垫板4导柱5导套6挡料销 7上模座 8、21、23内六角螺钉9凸凹模10模柄11推杆12上垫板13打件块14柱销15凸凹模固定板 16固定卸料板17导料板18落料凹模19拉深凸模20推件器22顶杆,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 盒形零件的拉深特点 工艺网格试验： 直边部位的变形：拉深后网格均发生了横向压

13、 缩与纵向伸长，说明直边部分也为拉深变形，但拉深 变形程度小 (2)圆角部位的变形：为拉深变形，变形程度大于直边部分，但较圆筒形件拉深程度小,盒形件拉深有以下变形特点： 1) 径向拉应力沿盒形件周边的分布不均匀，在圆角部分最大，直边部分最小。 2) 切向压应力分布不均匀，在角部最大，向直边部分逐渐减小，起皱趋势减少。 3)直边部分与圆角部分的影响程度，随盒形件形状不同而异。,4.8.2 盒形零件拉深毛坯形状与尺寸确定 盒形件毛坯的设计原则:在保证毛坯面积和工件面积相等的前提下，应使材料的分配尽可能的满足获得口部平齐的拉深件。 1一次拉深成形的低盒形件 低盒形件是指一次可拉深成形，或虽两次拉深，

14、 但第二次仅用来整形的零件,计算步骤如下： 1）直边部分按弯曲变形展开,2）圆角部分按d=2r，高为H的四分之一圆筒拉深件展开,(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.多次拉深高盒形件毛坯形状和尺寸的确定 毛坯尺寸仍根据工件表面积与毛坯表面积相等的原则 计算。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：,对高度和圆角半径都比较大的盒形件，拉深时圆角部分有大量材料向直边流动，直边部分拉深变形也大，这时毛坯的形状可做成长圆形或椭圆形。,4.8.3 盒形零件拉深的变形程度 盒形初次拉深仍受圆角部分侧壁强度的限制；盒形件初次拉深的极限变形程

15、度可用相对高度H/r表示，其受r/B（相对圆角半径）、t/B及材料性能影响。,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,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。,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。（