5.3 拉深模典型结构及零件设计

筒形工具盒学 校： 机电学院 专 业： 模具设计与制造 班 级： 10大模一班 姓 名： 林佳佳学 号： 2号指导老师：徐秋如老师 完成时间：2012年7月6日>\\\\\\\\\\\\".、-• -•、••X X X X、-•-•-•-•-•--•-•-•--•-•-•--•-•-•--•-•-•--•-•/ // // // // // //// /目录第一章工件的工艺性分析 (1)1. 1工艺性分析 01・2拉深时的工艺性 (1)1・3材料的工艺性 (2)第二章冲压工艺方案的确定 (1)第三章拉深工序尺寸的确定 (3)第四章必要的工艺计算 (5)4.1排样方案的确定及计算 (5)4・2冲压力的计算 (6)4.3压力中心的计算 (8)4・4工作尺寸的计算 (8)第五章模具的总体设计 (8)5.1模具类型的选择 (9)5・2定位方式的选择 (9)5.3料方式的控制 (10)5.4卸料零件的确定 (9)5.5顶件装置的确定 (9)5.6导向方式的选择 (10)第六章主要零部件的结构设计 (10)6.1凸凹模 (10)6.2拉深凸模 (11)6.3落料凹模 (11)第七章辅助装置的设计 (12)7.1固定卸料装置 (12)7.2刚性推件装置 (12)7.3螺钉与销钉的选择 (12)7. 4弹性压边装置 (12)第八章模架的选用 (12)心得小结.................................................................... ・・14参考文献..................................................................... ・14\\\\\，‘，‘，‘'，‘///'，‘///'，‘///'，‘///'，‘///'，‘///'，‘/零件图拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺的适应性。

拉深模具的设计拉深模具的分类及典型结构拉深模按其工序顺序可分为首次拉深模和后续各工序拉深模，它们之间的本质区别是压边圈的结构和定位方式上的差异。

按拉伸模使用的冲压设备又可分为单动压力机用拉深模、双动压力机用拉深模及三动压力机用拉深模，它们的本质区别在于压边装置的不同（弹性压边和刚性压边）。

按工序的组合来分，又可分为单工序拉深模、复合模和级进式拉深模。

此外还可按有无压边装置分为无压边装置拉深模和有压边装置拉深模等。

下面将介绍几种常见的拉深模典型结构。

1一凸模；2一定位板；3一凹模；4一下模座图 1 无压边装置的首次拉深模1．首次拉深模（1）无压边装置的首次拉深模（图1）此模具结构简单，常用于板料塑性好，相对厚度时的拉深。

工件以定位板 2 定位，拉深结束后的卸件工作由凹模底部的台阶完成，拉深凸模要深入到凹模下面，所以该模具只适合于浅拉深。

（2）具有弹性压边装置的首次拉深模这是最广泛采用的首次拉深模结构形式（图2）压边力由弹性元件的压缩产生。

这种装置可装在上模部分（即为上压边），也可装在下模部分（即为下压边）。

上压边的特征是由于上模空间位置受到限制，不可能使用很大的弹簧或橡皮，因此上压边装置的压边力小，这种装置主要用在压边力不大的场合。

相反，下压边装置的压边力可以较大，所以拉深模具常采用下压边装置。

（3）落料首次拉深复合模图 3 为在通用压力机上使用的落斜首次拉深复合模。

它一般采用条料为坯料，故需设置导料板与卸料板。

拉深凸模 9 的顶面稍低于落料凹模 10 ，刃面约一个料厚，使落料完毕后才进行拉深。

拉深时由压力机气垫通过顶杆 7 和压边圈 8 进行压边。

拉深完毕后靠顶杆 7 顶件，卸料则由刚性卸料板 2 承担。

1一凸模；2一上模座；3一打料杆；4一推件块；5一凹模；6一定位板；7一压边圈；8一下模座；9一卸料螺钉图 2 有压边装置的首次拉深模（4）双动压力机上使用的首次拉滦模（图4）因双动压力机有两个滑块，其凸模 1 与拉深滑块（内滑块）相连接，而上模座2（上模座上装有压边圈3）与压边滑块（外滑块）相连。

拉深模的结构形式与设计
拉深模是把坯料拉压成空心体，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模。

拉深模结构形式
1.第一次拉深工序的模具（表1）
2.后续拉深工序的模具（表2）
表1 第一次拉深工序的模具
表2 后续拉深工序的模具
3.反拉深模 将工序件按前工序相反方向进行拉深，称为反拉深。

反拉深把工序件内壁外
翻，工序件与凹模接触面大，材料流动阻力也大，因而可不用压料圈。

图1
是反拉深示例。

图2示反拉深模，凹模的外径小于工序件的内径，因此反拉深的拉深系数不能太大，太大则凹模壁厚过薄，强度不足。

4.变薄拉深模 变薄拉深与一般拉深不同，变薄拉深时工件直径变化很小，工件底部厚度
基本上没有变化，但是工件侧面壁厚在拉深中加以变薄，工件高度相应增加。

变薄拉深凹模的形式见表3。

变薄拉深凸模的形式见表4。

图3示变薄拉深模，凸模下冲时，经过凹模（两件），对坯件进行二次变薄拉深，凸模上升时，卸料圈拼块把拉深件从凸模上卸下。

表3 变薄拉深凹模的形式
表4 变薄拉深凸模的形式
图3 变薄拉深模
1-凸模 2-定位圈 3、4-凹模 5-卸料圈拼块。

拉深模设计与制造实例实例五:拉深模设计与制造实例设计步骤设计内容1(冲压件工艺性分析2(冲压工艺方案的确定3(主要设计计算 (1)毛坯尺寸计算(2)排样及相关计算(3)成形次数的确定(4)冲压工序压力计算(5) 工作部分尺寸计算4(模具总体设计5(主要零部件设计 (1)工作零件的结构设计(2)其它零部件设计6(模具总装图7(冲压设备的选定8(模具零件加工工艺9(模具的装配零件简图:如图所示。

生产批量:大批量材料:镀锌铁皮材料厚度:1mm图1 工件简图 1(冲压件工艺性分析返回该工件属于较典型圆筒形件拉深，形状简单对称，所有尺寸均为自由公差，对工件厚度变化也没有作要求，只是该工件作为另一零件的盖，口部尺寸φ69可稍作小些。

而工件总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求。

2(冲压工艺方案的确定返回该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案:方案一:先落料，后拉深。

采用单工序模生产。

方案二:落料-拉深复合冲压。

采用复合模生产。

方案三:拉深级进冲压。

采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，生产效率低，难以满足该工件大批量生产的要求。

方案二只需一副模具，生产效率较高，尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。

方案三也只需一副模具，生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之工件尺寸偏大。

通过对上述三种方案的分析比较，该件若能一次拉深，则其冲压生产采用方案二为佳。

3(主要设计计算(1) 毛坯尺寸计算返回根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D，具体计算见表7。

(2)排样及相关计算返回采用有废料直排的排样方式，相关计算见表7。

查板材标准，宜选750mm×1000mm的冷轧钢板，每张钢板可剪裁为8张条料(93mm×1000mm)，每张条料可冲10个工件，故每张钢板的材料利用率为68%。

(3)成形次数的确定返回该工件底部有一台阶，按阶梯形件的拉深来计算，求出h/dmin=15.2/40=0.38，根据毛坯相对厚度t/D=1/90.5=1.1，查表4.4.3发现h/dmin小于表中数值，能一次拉深成形。

拉深模设计【知识目标】➢理解拉深变形过程，掌握影响拉深件质量的因素；➢掌握拉深件工艺分析和主要工艺参数的设计；➢掌握拉深模的典型结构和主要零部件的设计。

【技能目标】➢熟悉拉深变形过程，能够确定影响拉深件质量的因素；➢具备拉深件的工艺进行分析和设计的能力，能够进行工艺参数计算；➢能够选择合适的拉深模结构，并进行拉深模零部件的设计。

【任务描述】如图9-1所示的电动机机壳就是采用拉深加工而成的，那么生产所用的模具是如何设计的呢？图9-1 电动机机壳【任务分析】如图9-1所示的电动机机壳就是采用拉深加工而成的，要正确设计生产该零件的模具，就要学习本模块的内容，主要包括拉深过程中板料的变形情况、拉深件工艺分析及工艺参数设计和拉深模主要零部件设计等。

【任务引导】（1）生产该零件过程中，板料是怎样变形的，在拉深变形过程中坯料各部分的应力与应变状态是什么情况，拉深过程中拉深件出现的主要质量问题有哪些，这些质量问题产生的原因和消除措施有哪些？（2）对拉深件的工艺性要求有哪些，拉深工艺的辅助工序有哪些？（3）圆筒形件拉深主要工艺参数有哪些，如何进行这些工艺参数的设计？（4）构成生产该零件的拉深模的零部件有哪些，设计时有哪些要求？（5）常见拉深模的典型结构有哪些，各有什么特点？【知识准备】学习情境1 拉深变形分析同一类型的拉深件，尽管其形状和尺寸有一定的区别，但有共同的变形特点，生产中出现质量问题的形式和解决方法也基本相同。

而不同类型的拉深件，其变形特点和生产中出现的问题解决问题的方法则有较大差别。

这里主要讨论圆筒形件的拉深。

拉深可分为不变薄拉深和变薄拉深。

不变薄拉深成形后的零件，其各部分的厚度与拉深前坯料厚度相比，基本不变；而变薄拉深成形后的零件，其壁厚与原坯料厚度相比则有明显的变薄。

这里主要介绍不变薄拉深工艺与模具设计。

9.1.1 拉深变形的过程圆筒形件的拉深过程如图9-2所示。

拉深时随着凸模的下行，直径为D的毛坯板料逐渐被拉进凸、凹模之间的间隙里，形成圆筒件的直壁部分，而处于凸模下面的材料则成为拉深件的底，当板料全部进入凸、凹模间隙时，拉深过程结束，毛坯变为具有一定直径和高度的圆筒形件。

拉深工艺及拉深模设计本章内容简介：本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。

涉及拉深变形过程分析、拉深件质量分析、圆筒形件的工艺计算、其它形状零件的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案确定、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、拉深辅助工序等。

学习目的与要求：1．了解拉深变形规律、掌握拉深变形程度的表示；2．掌握影响拉深件质量的因素；3．掌握拉深工艺性分析。

重点：1. 拉深变形特点及拉深变形程度的表示；2．影响拉深件质量的因素；3．拉深工艺性分析。

难点：1．拉深变形规律及拉深变形特点；2．拉深件质量分析；3．拉深件工艺分析。

拉深：利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口空心件的冲压工序。

拉深工艺可以在普通的单动压力机上进行，也可在专用的双动、三动拉深压力机或液压机上进行。

拉深件的种类很多，按变形力学特点可以分为四种基本类型，如图5-1所示。

图5-1 拉深件示意图5.1 拉深变形过程分析5.1.1 拉深变形过程及特点图5-2所示为圆筒形件的拉深过程。

直径为D、厚度为t的圆形毛坯经过拉深模拉深，得到具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。

图5-2 圆筒形件的拉深1．在拉深过程中，坯料的中心部分成为筒形件的底部，基本不变形，是不变形区，坯料的凸缘部分（即D-d的环形部分）是主要变形区。

拉深过程实质上就是将坯料的凸缘部分材料逐渐转移到筒壁的过程。

2．在转移过程中，凸缘部分材料由于拉深力的作用，径向产生拉应力，切向产生压应力。

在和的共同作用下，凸缘部分金属材料产生塑性变形，其“多余的三角形”材料沿径向伸长，切向压缩，且不断被拉入凹模中变为筒壁，成为圆筒形开口空心件。

3．圆筒形件拉深的变形程度，通常以筒形件直径d与坯料直径D的比值来表示，即m=d/D（5-1）其中m称为拉深系数，m越小，拉深变形程度越大；相反，m越大，拉深变形程度就越小。

5.1.2 拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程是一个复杂的塑性变形过程，其变形区比较大，金属流动大，拉深过程中容易发生凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂而使工件报废。