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拉深工艺与拉深模设计(PPT146页)

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拉深工艺与模具设计-PPT精品

拉深工艺与模具设计-PPT精品
坯所受拉力过大而断裂报废。 使模具磨损加剧，模具的寿命大为降低。 皱纹在工件的侧壁上保留下来，影响零件的外观质量。
拉深时会不会起皱，取决于下列几方面主要因素：
(1)凸缘部分的相对厚度 t D
凸缘部分相对厚度小，板料抗纵向弯曲能力小，就容易起皱。 （——相当于压杆的直径小）
(2)切向压应力的大小
12
4.1 拉深过程分析 三、拉深变形中的特殊问题
1.起皱
受切向压应力 的 作用，凸缘部分，特别是凸缘外边部分的材
料可能会失稳，而沿切向形成高低不平的皱折(拱起)：
——类似于压杆的失稳 起皱
13
4.1 拉深过程分析
14
4.1 拉深过程分析
起皱的危害表现在三个方面： 厚度尺寸加大，很难通过凸、凹模间隙拉入凹模，故容易使毛
开始拉深时 Rt ，R则0 ：
rmax1.1mlnRr0
随着拉深的进行

r
逐渐增大，大约进行到
max
R t0.7~0.9R 0
时，便出现最大值

ma，x 以后随着拉深的进行，
r max
又 r逐ma渐x
减小，直到拉深结束 Rt 时r ， 减r m小ax 为零。
29
4.2 拉深过程的力学分析
的 大小取决于变形程度。变形程度大，需要转移的剩余材料
多，则 大 ， 就容易起皱。
15
4.1 拉深过程分析 (3)凹模工作部分几何形状
与平端面凹模相比，锥形凹模允许用相对厚度较小的毛坯而不 起皱：
16
4.1 拉深过程分析 锥形凹模拉深：
17
4.1 拉深过程分析
生产中可用下述条件概略估算无压边圈拉深时是否会起皱：
20
4.1 拉深过程分析 2.拉裂 筒壁与底部转角稍上部位的材料易被拉断。 拉裂 拉深后得到的工件，其厚度沿底部向口部是不同的：

第四章 拉深工艺及模具设计PPT课件

第四章 拉深工艺及模具设计PPT课件
材料的力学性能
屈强比 s 小b ，板料不容易起皱。
23.09.2020
18
拉深过程中起皱条件
平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件：
t 0.09~0.071d
D
D
锥形凹模首次拉深时，材料不起皱的条件：
t 0.031 d
D
D
采用或不采用压边圈的条件
拉深方法
用压边圈 可用可不用 不用压边圈
23.09.2020
28
【例】如图所示的圆筒形拉深件，材料为08钢，料厚为2 mm，求其毛
坯尺寸。
解： h200t 2001199 2
d90t 90288
因该零件相对高度
h /d 1/9 8 9 8 2 .26
而高度 h19 195 ~2 000
查表4-3可知，修边余量 8mm，因而毛坯直径为 d1 82 mm
23.09.2020
22
筒壁的拉裂
主要取决于： 一方面是筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传力区 的抗拉强度。
当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆 角与筒壁相切处——“危险断面”产生破裂。
防止拉裂的措施：
根据板材的成形性能，采用适当的拉深比和压边力，增加凸模 的表面粗糙度，改善凸缘部分变形材料的润滑条件，合理设计模具
它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加 工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。
23.09.2020
3
拉深工艺分类：
不变薄拉深： 把毛坯拉压成空心体，或者把空心体拉压成外
形更小而板厚没有明显变化的空心体的冲压工序。
变薄拉深： 是指凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚，把
空心毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件 的冲压工序。

第4章拉深工艺与拉深模.pptx

第4章拉深工艺与拉深模.pptx

3 —凹模
2.起皱
危害:
1.毛坯凸缘起皱严重时不 能通过凸模和凹模间 隙而被拉断。
2.轻微起皱的毛坯凸缘虽 可通过间隙,但会在筒 壁上留下皱痕,影响零 件的表面质量。
影响因素:
1.σ3
2. t/(Rt-r0)
四.拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断
图5-9 拉深时压边力引起的摩擦阻力
四.拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断
第四章 拉深工艺与拉深模设计
本章目录
第一节 拉深的基本原理 第二节 旋转体拉深件毛坯尺寸的确定 第三节 圆筒形件的拉深系数 第四节 圆筒形件的拉深次数及工序尺寸确定
第五节 圆筒形件拉深的压边力与拉深力
第九节 拉深件的工艺性 第十节 拉深模
第一节 拉深的基本原理
一.拉深变形过程、特点及拉深分类 拉深(俗称拉延):是利用模具将平板毛坯制成开口空心零件的一种冲压工艺。
凸缘区起皱：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲； 传力区拉裂：由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
三、拉深件的起皱与拉裂（续）
1.凸缘变形区的起皱
主要决定于：
一方面是切向压应力σ3的大小，越大越容易失稳起皱； 另一方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力。 凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越 小，抵抗失稳能力越小。
拉深时扇形单元的受力与变形情况
二.拉深过程中毛坯的应力和应变状态
图5-4 拉深时毛坯的变形特点 a)平板毛坯的一部分 b)毛坯在拉深过程中的变形 c)拉深成圆筒形件
图5-5 拉深时毛坯内各部分的内应力
第五章 拉深
第一节 拉深的基本原理
拉深件的起皱与拉裂
拉深过程中的质量问题： 主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。

拉深模具设计PPT课件

拉深模具设计PPT课件

8.1.2 带压边圈的拉深模
.
9
应用科学学院
8.1.2 带压边圈的拉深模
• 凹模固定在上模座上，有刚性打料装置。 • 坯料由固定挡料销定位，凸模固定在下模座上，有弹性压边装置。 • 压边力可以由弹簧或橡皮产生，也可以由气垫产生。
有弹性压边装置的倒装式拉深模
.
10
应用科学学院
8.1.2 带压边圈的拉深模
.
12
应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
• 在以后各次拉深中，因毛坯已不是平板形状，而是已经成形的半 成品，所以应充分考虑毛坯在模具上的定位
• 由于首次拉深的拉深系数所限，其尺寸和高度不能达到要求，还 需要经第二次、第三次甚至更多次拉深。
• 后次拉深模的定位方式、压边方式、拉深方法以及所用毛坯与首 次拉深模有所不同。
.
55
应用科学学院
8.6 拉深模设计实例
8.6.6 压力机选择 • 根据标称压力，滑块行程，及模具闭合高度，确定选择型号为JC23—35
型开式双柱可倾压力机。
• 校核过程如下：确定所选型号压力机的滑块许用负荷图，设备参数 和模具工艺力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；
.
13
应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
应用科学学院
无压边. 装置的以后各次拉深模
14
8.2 单动压力机后次拉深模
.
15
应用科学学院
8.2 单动压力机后次拉深模
1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆 6-弹簧
应用科学学院
.
有压边装置的以后各次拉深模 16

拉深工艺与拉深模设计课件.pptx

拉深工艺与拉深模设计课件.pptx
3．在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的斜 度。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
二、拉深件的结构工艺性（续）
4．拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足： ａ≥Ｒ+0.5ｔ（或 rd + 0.5ｔ）
5．拉深件的底与壁、 凸缘与壁、矩形件四 角的圆角半径应满足：
rd ≥ｔ，Ｒ≥2ｔ，ｒ≥3ｔ。 否则，应增加整形工序。
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
第七节 拉深模的典型结构
二、后续工序拉深模
1.无压边装置的后续工序拉深模 2.有压边装置的后续工序拉深模
无压边装置反拉深模 3.反拉深模 压边圈在上模的反拉深模
压边圈在下模的反拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第七节 拉深模的典型结构
三、落料拉深复合模
正装落料拉深复合模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
二、拉深件的结构工艺性（续）
6．拉深件不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉深件，其高 度方向的尺寸标注一般应以底部为基准，若以上部为基准，高 度尺寸不易保证。
带台阶拉深件的尺寸标注
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
三、拉深件的材料
用于拉深的材料一般要求具有较好的塑性、低的屈强比、 大的板厚方向性系数 b / t 和小的板平面方向性。

项目四-拉深工艺及模具设计PPT课件

项目四-拉深工艺及模具设计PPT课件

模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
12
02 相关知识
（二）圆筒形零件拉深的工艺计算
6．圆筒形件的拉深力、压料力与压料装置
3/23/2020
1-凸模固定杆 2-外滑块 3-拉深凸模 4-压料圈兼落料凸模12
5-落料凹模 6-拉深凹模
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
13
02 相关知识
（三）拉深模工作部分设计
13
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
14
02 相关知识
（四）拉深模的典型结构
14
3/ 拉深工艺及模具设计
15
02 相关知识
（四）拉深模的典型结构
15
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
16
02 相关知识
（五）带凸缘筒形件的拉深
(六）压力机 的选择
（七）拉深模装配
(八)拉深模零件
（九） 编写、整理
图的设计绘制
图的设计绘制
技术文件
18
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
19
03 项目实施
（二）拉深模方案的确定
（四）拉深工艺计算 19
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
20
03 项目实施
5
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
6
02 相关知识
（二）圆筒形零件拉深的工艺计算
2. 简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定
图4-4 圆筒形拉深件坯料尺寸计 算图
6
3/23/2020

拉深工艺与拉深模设计(PPT146页)

拉深工艺与拉深模设计(PPT146页)

拉深件
拉深模
播放动画
4.1
拉深模设计程序
审图 拉深工艺性分析 拉深工艺方案制定
毛坯尺寸计算 拉深次数确定 冲压力及压力中心计算 冲压设备选择 凸、凹模结构设计 总体结构设计 冲压模装配图绘制 非标零件图绘制
课后思考
1、阐述拉深模设计程序，与冲裁模设计程 序比较，在确定工艺方案时有什么区别？
4.2 审图与拉深工艺性分析
m总——需多次拉深成形制件的总拉深系数。
注意：拉深系数系愈小，表示拉深变形程度愈大。
极限拉深系数：指当拉深系数减小至使拉深件起 皱、断裂或严重变薄超差时的临界拉深系数。
4.4.2 圆筒形拉深件拉深次数及工序尺寸计算
1.拉深次数
当md=d/D>m极限时，可以一次拉深，否则需多 次拉深。
1）推算法：根据极限拉深系数和毛坯直径，从第 一道拉深工序开始逐步向后推算各工序的直径， 一直算到得出的直径小于或等于工件直径，即可 确定所需的拉深次数。
2）尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设 计成对称（组合）的拉深，然后剖开；
3）在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形 尺寸，不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉 深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为 基准。
4）拉深件口部尺寸公差应适当。
5）一般拉深件允许壁厚变化范围0.6t1.2t,若 不允许存在壁厚不均现象，应注明；
2）除底部孔有可能与落料、拉深复合冲压外， 凸缘部分及侧壁部分的孔、槽均需在拉深工 序完成后再冲出；
3）当拉深件的尺寸精度要求高或带有小的圆角 半径时．应增加整形工序；
4）修边工序一般安排在整形工序之后；
5）修边冲孔常可复合完成。
电线插座外壳的冲压程序
实例分析 生产批量：大批量

拉深工艺PPT课件

拉深工艺PPT课件
浅拉深 Fg(1.6~1.8)Fz 深拉深 Fg (1.8~2.0)Fz
39
五、拉深模工作部分结构的确定
1、拉深凸模和凹模的结构 2、拉深凹模和凸模的圆角半径 3、拉深模的间隙 4、凸凹模工作部分的尺寸有制造公差（指最后一
次拉深）
40
1、拉深凸模和凹模的结构
无压料一次拉深成形的凹模结构
a）圆弧形
a、残余应力小
b、加工硬化程度低，有利于成形
c、不容易起皱
d、反拉深的拉深力比正拉深大２０％
e、拉深系数
d' 2
d'
应小些，其中：d
' 1
为毛坯
内径、d
' 2
为成品内径1 ，同时要求：
R凹
d' 1
4
d2'
37
四、拉深力与压边力的计算
➢拉深力
采用压料圈拉深时
首次拉深 Fd1tbK1
以后各次拉深 FditbK2 （ｉ＝2、3、…、ｎ）
按图得：4D 2A 1A 2A 3 A i
故
D
4
Ai
A1 d (H r )
A2
4
2r (d 2r ) 8r 2
A3
4
(d
2r)2
整理后可得坯料直径为:
D (d2r)24d(H r)2 r(d2r)8r2
d24dH 1.7d 2 r0.5r6 2
17
因为 A D 2 其中：A－拉深件毛坯面积
不采用压料圈拉深时
首次拉深 F1.25 (D d1)tb 以后各次拉深 F1.3 (di 1di)tb （ｉ＝2、3、…、ｎ）
➢压边力
压料装置产生的压料力Fy大小应适当： Fy Ap
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学习目标： 掌握拉深件的结构工艺性要求，了解拉深件在
公差、材料上的要求，掌握拉深件工序安排的一般 原则。
教学要求： 根据弯曲件的结构工艺性要求改善拉深件的结
构设计；能够根据拉深件的工艺条件，确定拉深件 圆角半径，确定带孔拉深件的孔的位置。
4.2.1 对拉深件形状尺寸的要求
1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉 深成形。
2）尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设 计成对称（组合）的拉深，然后剖开；
3）在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形 尺寸，不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉 深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为 基准。
4）拉深件口部尺寸公差应适当。
5）一般拉深件允许壁厚变化范围0.6t1.2t,若 不允许存在壁厚不均现象，应注明；
坯尺寸；能够查表确定常见的旋转体拉深件的毛 坯尺寸。
4.3.1 简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定
计算原则：按等面积（即拉深前后材料面积不变） 原则进行计算，再加上修边余量。
数学计算法： 1）将制件分成若干简单几何形状（包括修边余
量），以其中间层进行计算；
注：厚度小于1mm的拉深件，可根据工件外壁尺寸计算
拉深工艺与拉深模具设计
概述
4.1 拉深模设计程序 4.2 审图与拉深工艺性分析 4.3 拉深件毛坯尺寸计算 4.4 圆筒形件拉深计算 4.5 拉深凸、凹模结构设计 4.6 拉深件成形模具总体结构设计 4.7 其它旋转体件的拉深 4.8 盒形件的拉深 4.9 其它拉深方法 4.10拉深次品分析及拉深中的辅助工序
拉深件
拉深模
播放动画
4.1
拉深模设计程序
审图 拉深工艺性分析 拉深工艺方案制定
毛坯尺寸计算 拉深次数确定 冲压力及压力中心计算 冲压设备选择 凸、凹模结构设计 总体结构设计 冲压模装配图绘制 非标零件图绘制
课后思考
1、阐述拉深模设计程序，与冲裁模设计程 序比较，在确定工艺方案时有什么区别？
4.2 审图与拉深工艺性分析
要求：
1）rpg≥t，一般取：rpg≥（35）t 2）rpg＜t，增加整形工序，每整形一次，rpg
可减小1/2。
pg
pg
py
3.矩形拉Байду номын сангаас件壁间圆角半径rpy 矩形拉深件壁间圆角半径rpy：
指矩形拉深件的四个壁的转角半径。
要求：rpy≥3t及rpy≥H/5
pg
pg
py
4.2.2 拉深件上的孔位布置
2）叠加各段中间层面积，求出制件中间层面积；
3）根据“等面积原则”求出毛坯直径。
D
4S
4f
式中
S——毛坯面积（包括修边余量）； f——简单旋转体拉深件各部分面积； D——毛坯直径。
案例分析： 带凸缘制件
无凸缘制件
将制件分割为： 1）1/4凹球环 2）圆柱
3）1/4凸球环 4）圆板
计算：
1）1/4凹球环
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概述 拉深：指将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压
成各种形状的开口空心件，或以开口空心 件为毛坯通过拉深进一步使空心件改变形 状和尺寸的一种冷冲压加工方法。
拉深变形过程
类型：不变薄拉深、变薄拉深
不变薄拉深：在拉深过程中不产生较大的变薄， 筒壁与筒底厚度较一致的拉深工艺。
变薄拉深：指以空心开口零件为毛坯，通过减小 壁厚成形零件的拉深工艺。
6）需多次拉深成形的工件，应允许其内、外壁 及凸缘表面上存在压痕；
4.2.2 拉深件圆角半径的要求
1.凸缘圆角半径rdΦ 凸缘圆角半径rdΦ：指壁与凸缘的转角半径。
要求：
1）rdΦ＞2t 一般取：rdΦ=（48）t
2）当rdΦ＜0.5mm时，应增加整形工序。
pg
pg
py
2.底部圆角半径rpg 底部圆角半径rpg：指壁与底面的转角半径。
19.748mm20mm
2）不带凸缘毛坯直径
D
4S
4
f
4108.04742.26841.83335.042
17.012mm18mm
4.3.2 复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定
4
4
4）圆板
5）修边
•d27.324.8 13 m32m
44
无凸缘 有凸缘
d h 9 .3 1 .2 3.0 5m 422 m 4 •d 2 d 1 2 4 1 4 .5 2 1 1 .3 2 6 4 .8 4 2 m m 2
1）带凸缘毛坯直径
D
4S
4f
449.48108.04742.26841.83364.842
以下，不宜高于IT11级，高于IT13级的应增加整 形工序。
4.2.4 拉深件的材料 1）具有较大的硬化指数； 2）具有较低的径向比例应力σr/σb峰值； 3）具有较小的屈强比σs/σb； 4）具有较大的厚向异性指数r。
4.2.5 拉深件工序安排的一般原则
l）在大批量生产中，在凹、凸模壁厚强度允许 的条件下，应采用落科、拉深复合工艺；
课后思考
1、什么情况下会产生拉裂？拉深工艺顺利 进行的必要条件是什么？
2、影响拉深时坯料起皱的主要因素是什么？ 防止起皱的方法有哪些？机理是什么？
4.3 拉深件毛坯尺寸计算
学习目标： 能够计算圆筒形拉深件的毛坯尺寸，了解复
杂旋转体拉深件的毛坯计算方法。
教学要求： 能够利用等面积法，计算圆筒形拉深件的毛
2）除底部孔有可能与落料、拉深复合冲压外， 凸缘部分及侧壁部分的孔、槽均需在拉深工 序完成后再冲出；
3）当拉深件的尺寸精度要求高或带有小的圆角 半径时．应增加整形工序；
4）修边工序一般安排在整形工序之后；
5）修边冲孔常可复合完成。
电线插座外壳的冲压程序
实例分析 生产批量：大批量 材料：Al 料厚：0.3mm
1）孔位应与主要结构面（凸缘面）在同一平面， 或孔壁垂直该平面，便于冲孔与修边在同一 道工序中完成。
2）拉深件侧壁上的冲孔与底边或凸缘边的距离 h2dt
3）拉深件凸缘上的孔距：
D 1(d13t2r2d)
4）拉深件底部孔距：
dd12r1t
4.2.3 拉深件的精度等级 主要指其横断面的尺寸精度；一般在IT13级
• 2 r d 8 r 2 2 1 1 1 .3 8 1 2 4 9 .4 8 m m 2
4
4
2）圆柱
d h 9 .3 3 .7 1.0m 4 827 m
3）1/4凸球环
• 2 r d 8 r 2 2 1 7 .3 8 1 2 4 .2 2 m 6 28 m