拉深模的基本原理

拉深模的基本原理

拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。

拉深工艺可制成的制品形状有：圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规则的开口空心零件。

拉深工艺与其它冲压工艺结合，可制造形状复杂的零件，如落料工艺与拉深工艺组合在一起的落料拉深复合模。

日常生活中常见的拉深制品有：

旋转体零件：如搪瓷脸盆，铝锅。

方形零件：如饭盒，汽车油箱

复杂零件：如汽车覆盖件。

圆形拉深的基本原理

一、拉深的变形过程

用座标网格试验法分析。

拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，强迫位于压边圈下的材料（凸缘部分）产生塑性变形而流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。

观察拉深后的网格发现：底部网格基本保持不变，筒壁部分发生较大变化。

1．原间格相等的同心圆成了长度相等，间距增大的圆周线，越接近筒口，间距增大。

2．原分度相等的辐射线变成垂直的平行线，而且间距相等。

3．凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。

总结：拉深材料的变形主要发生在凸缘部分，拉深变形的过程实质上是凸缘处的材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生塑性变形，凸缘不断收缩而转化为筒壁的过程，这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。

二、各种拉深现象

由于拉深时各部分的应力（受力情况）和变形情况不一样，使拉深工艺出现了一些特有的现象：

1．起皱：

A.拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力，凸缘部分材料会失稳而发生隆起现象，这种现象称起皱.起皱首先在切向压应力最大的外边缘发生,起皱严重时会引起拉度.

B.起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一,正常的拉深工艺中是不允许的.常采用压力圈的压力压住凸缘部分材料来防止起皱.

C.起皱的影响因素:

a）. 相对厚度:t/D

其中t----毛坯厚度,D----毛坯直径

判断是否起皱的条件:D-d<=2Zt, d ----工件直径.

b). 拉深变形程度的大小

但是在拉深变形过程中,切向压应力及凸缘的抗失稳能力都是随着拉深进行,切向压应力是不断增大,变形区变小,厚度相对增加,变形失稳抗力增加,两种作用的相互抵消,使凸缘最易起皱的时刻发生于拉深变形的中间阶段,即凸缘宽度大约缩至一半左右时较易发生起皱现象.

2.变形的不均匀:

拉深时材料各部分厚度都发生变化,而且变化是不均匀的. 凸缘外边缘材料厚度变化最大,拉深件成形后,拉深件的坯口材料最厚,往里逐渐减薄,而材料底部由于磨擦作用(拉深凸模与底部材料间)阻止材料的伸长变形而使底部材料变薄较小,而底部圆角部分材料拉深中始终受凸模圆角的顶力及弯曲作用,在整个拉深中一直受到拉应力作用,造成此处变薄最大.

所以拉深中厚度变薄主要集中于底部圆角部分及圆筒侧壁部分,我们把这一变薄最严重的部位称作危险断面.

拉深过程中,圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘的作用,当传力区的径向拉应力超出材料极限,便出现拉破现象.

3.材料硬化不均匀

拉深后材料发生塑性变形,引起材料的冷作硬化.

由于各部分变形程度不一样，冷作硬化的程度亦不一样，其中口部最大，往下硬化程度降低，拉近底部时，由于切向压缩变形较小，冷作硬化最小，材料的屈服极限和强度都较低，此处最易产生拉裂现象。

三、切边余量：是由于模具间隙不均匀，板厚变化，磨擦阻力不等，定位不准及材料机械性能的方向性等，造成拉深件口部高低不齐，对于要求高的拉深件，需增加一道切边工序。而多次拉深就更明显。

四、毛坯尺寸计算：

主要根据塑变体积不变原理，并略去拉深中的壁厚的变化。拉深前后毛坯与工件表面积相等的原则进行，此种方法称作等面积法。但这种计算方法只是近似的。

若旋转体毛坯料厚>0.5mm，计算时以料厚中线为准。

当R1=R2时，D=

R1≠R2

D=

D=

D=

五、圆筒形件拉深系数

1．拉深系数的概念。

拉深系数是指拉深后工件直径d与拉深前毛坯直径D之比。

M=d/D

A．（M<1）拉深系数M反映了拉深时材料变形程度的大小，M越小，表明变形程度越大。

B．拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数，是拉深工艺计算和模具设计的重要依据。

C．实际生产中，为减少拉深次数，M一般取最小值。

D．当M小到一定值时，凸缘外边缘便会出现起皱现象，但可用增加压力圈的压边力防止起皱的出现。

E．当M 小到一定值时，出现拉破现象，拉破一般出现在拉深力快出现峰值时，即拉深的初始阶段。

F．极限拉深系数，在危险断面不被拉破的条件下所能采用的最小拉深系数。

2．影响拉深系数的因素：

A．材料的机械性能。材料的塑性好，屈服比σs/σb小的材料，m可小些，因σs小，说明材料易变形，σb大，说明危险断面承载能力高，不易拉断。

B．毛坯的相对厚度t/D

C．拉深方式：有压力圈时，拉深系数M可小些。

D．模具结构：拉深模的凸，凹模圆角的大小，及凸，凹模之间的间隙大小，对拉深系数影响很大。

E．磨擦与润滑条件：要求凹模、压力圈与毛坯接触面应光滑，要求润滑，但凸模与毛坯接触面要粗糙些好，不要润滑，以增加磨擦力，减少拉裂的可能性。

3．拉深系数的确定：

由于影响材料拉深系数的因素很多，理论计算与实际相差太大，各种材料的拉深系数都是由实验方法获得的。

六、拉深模的分类：

1．再次拉深模：它是半成品毛坯套在压力圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中，使半成品直径减少，主要区别：是压边圈与首次拉深的压边圈不同。

2．复合拉深模：其中其拉深凹模又起到落料凸模的作用。

七、圆筒形拉深工艺计算

1．无凸缘筒形件拉深的工艺计算

（1）拉深次数的确定

A．求出工件的拉深系数：mz=d/D

B．如果mz> m1,则可一次拉深成形；如mz< m1，则需多次拉深（两次或两次以上）

C．求m 1, m 2, m 3……m n直到体积小于m z为止，为时的n即是拉深的次数。

D．另一种方法是由工件的相对高度H/d和相对厚度t/D确定。

E．多次拉深的目的是防止拉裂。

（２）再次拉深的特点。

变形仍然是依靠径向拉应力和切向压应力的联合作用。使半成品的直径发生收缩，增加高度。

它与首次拉深的不同主要表现在以下几个方面：

（３）工艺计算程序

Ａ.确定切边余量δ。

Ｂ.计算毛坯的直径Ｄ。

Ｃ.确定是否用压边圈。

Ｄ.确定拉深系数与拉深次数。

Ｅ.确定各次拉深的直径。

Ｆ.确定各次拉深的凸凹模圆角半径：

ra=0.8 (D-d)t

ran=(0.6～0.9)ran-1

rt=(0.6-1)ra

G.确定各次拉深半成品的高度：

2.带凸缘筒形件拉深的工艺计算

（１）带凸缘（法兰边）筒形件分类：

Ａ.凸缘相对直径很小 d t/d=1.1～1.4,相对高度较大 H/d>1，可以按无凸缘筒形件进行工艺计算和拉深，即：首次拉深不留凸缘，再次拉深时留出锥形凸缘，最后工序把凸缘压平。

Ｂ. 凸缘相对直径很大 d t/d>4，并且高度Ｈ很低，这类零件的变形特点已起出拉深范围，属于胀形。

Ｃ. 凸缘相对半径较大 d t/d>1.4，相对高度已较大，这类称宽凸缘筒形件，即带凸缘筒形件，它有两种成形方法：第一种是每次拉深高度不变，改变达到要求；第二种是改变每次拉深的直径来增加高度。（２）带凸缘筒形件的拉深特点：（原理与不带凸缘筒形件相似）

Ａ.拉深系数

dt/d-- 凸缘相对直径

H/d--工件相对高度、

r/d--底部及凸缘部分相对圆角半径

m由以上三个尺寸因素确定，其中dt/d影响最大，而r/d影响最小，当毛坯直径Ｄ及拉深系数一定时，dt/d和H/d不同，则材料的变形程度不同，dt/d越小，H/d越大，则变形程度越大。

Ｂ.带凸缘筒形件拉深，凸缘不全转变为筒壁，其可以看作是无凸缘拉深过程中的一个中间状态，因此，其首次拉深系数可小于或等于无凸缘形件的拉深。

由于极限拉深系数m的大小主要取决于最大拉深力出现时是否拉破。当拉到凸缘直径为dt时，出现最大拉深力，则带凸缘的拉深和不带凸缘的拉深的极限拉深系数相同。如当拉到凸缘直径为dt时，未达到最大拉深力（即拉深力未超出材料的屈服极限），则带凸缘的拉深系数还可再小些，其拉深系数可小于不带凸缘拉深时的拉深系数，即m｀

Ｃ.首次拉深时，m1=d1/D一定时，dt/d1与H1/d1的关系一定，即dt减小，Ｈ１增大，因为d1不变，按体积不变原则，dt与Ｈ１的变化关系不变，即变形程度由Ｈ１/d1来表示，即可由材料的极限H1/d1(即m1为极限拉深值时)当工件的Ｈ／d

Ｄ.带凸缘筒形件的拉深中，dt是首次拉深中形成，在以后的各次拉深中不变，仅仅是靠减小直筒部分的直径来增加筒形件的高度。凸缘部分由于首次拉深时的冷作硬化作用，在以后的拉深中已难以拉动变形，强行拉动会导致拉破。

使第一次拉深入凹模的材料比最后拉深部分实际所需材料多才多３～５％，使多余材料在以后的再次拉深中逐步分配，最后被留在凸缘上，防止由于材料不够，在再次拉深中强行拉深。凸缘入凹模而出现工件拉破现象。

（３）带凸缘筒形件拉深高度：

Hn-第n次拉深高度

D-平板毛坯直径

dt-凸缘直径

dn-第n次拉深直径

Rn-第n次拉深上部圆角半径

Rn-第n次拉深底部圆角半径

八、拉深的模具结构

１．首次拉深模：

（１）模具结构简单，使用方便，制造容易。

（２）压边圈即起压边作用，又起卸料作用和板料的定位作用。

（３）凸模上开有气孔，以防止拉深件紧吸附于凸模上而造成困难。

（４）模具采用倒装式，以便在下部空间较大的位置安装和调节压边装置。

２．再次拉深模：

再次拉深模，半成品毛坯套在压边圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中，使半成品直径减小，主要区别：是压边圈与首次拉深的压边圈不同。

３．复合拉深模：拉深的凹模又起到落料凸模的作用。

九、拉深模工作部分尺寸的确定

其工作部分主要是指拉深凸模、凹模和压边圈。这些工作部件的结构尺寸对拉深件的变形和拉深件的质量有很大的影响。

１．拉深间隙

拉深间隙对拉深件筒形直壁部分有校正作用：间隙大，则校正作用减小，效果不明显，形成口大底小的锥形；间隙减小，则拉深力增大，易造成拉破的现象，而且模具的磨损快。

考虑到拉深中外缘的变厚，除最后一次拉深间隙取等于或略小于板料厚度以外（以保证工件精度），其余拉深都应把间隙取为稍大于材料厚度。对于不用压边圈的拉深，Z=(1～1.1)Zmax，未次拉深用小值，中间拉深用大值。

２．凸凹模圆角半径

凹模圆角半径对拉深件影响更大，凹模圆角不能小，但太大，易造成压边面积小而起皱，而且拉深过程中，凸缘较早离开压边圈，亦会引起起起皱现象。

凸模圆角小，圆角材料变薄严重，易拉裂：

r an=(0.6～0.9)t an-1

r t=(0.6～1)r a

最后工序rt=r工件>(1 ～２)t

３．凸凹模工作部分尺寸计算

拉深件尺寸精度主要取决于最后一道工序，拉深凸凹模尺寸，与中间工序尺寸无关，所以中间工序可直接取工序尺寸作为模具工作部分尺寸，而最后一道工序则要根据工件内（外）形尺寸要求和磨损方向来确定凸凹模工作尺寸及公差。

按尺寸标注方式：

标外形：Ｄa=(D-0.75t)+ δn dt=(D-0.75-2Z)- δt

按内形标注：Da=(d+0.4t+2Z)+ δa dt=(d+0.4t) δt

其中δa和δt按ＩＴ８～９级精度。

拉深凸模出气孔按d=(5～１０)mm

４．采用压边圈条件及压边圈类型

（１）不产生起皱的条件是：Ｄ-d<22t

（２）压边装置的类型：刚性和弹性两类。

刚性压边圈：是双动压力机上利用外滑块压边，压边不随拉深的行程变化而变化。

弹性压边装置：用于单动压力机上，压边力随冲床的行程变化而变化。

（３）压边圈的类型：

平面压边圈：一般用于首次拉深

带弧形的压边圈：用于t/D<0.3带有小凸缘圆角半径的拉深。

带限位装置的压边圈：保持压边力均衡，防止压边圈把毛坯压得太死。

十、拉深的质量分析：

1．拉裂，起皱：由于压边力小，造成起皱，使拉入凹模型腔困难。

2．拉裂：径向拉应力太大。

3．起皱：切向压应力太小，失稳。

4．工件边缘呈锯齿状：毛坯边缘有毛刺。

5．工件边缘高低不一：毛坯中心与模具中心不一致，或是由于材料壁厚不均，凹模圆角半径，模具间隙不均。

6．危险断面显著变薄：圆角半径（模具）太小，压力力太大。

7．工件底部拉脱：凹模圆角太小。材料处于切割状态。

8．工作凸缘折皱：凹模圆角半径太大，拉深未了时压力圈压不到，起皱后被继续拉入凹模。

拉深模设计实例

5.1拉深模设计实例——保护筒拉深模的设计 5.1.1设计任务 图5-3- 1所示是一金属保护筒，材料为08钢，材料厚度2mm，大批量生产。要求设计该保护筒的冲压模具。 图5-3- 1 保护筒零件图 5.1.2零件工艺性分析 1.材料分析 08钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。 2. 结构分析 零件为一无凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为R3，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。 3. 精度分析 零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求。 5.1.3工艺方案的确定 零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、切边等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，本例中采用落料与第一次拉深复合，经多次拉深成形后，由机械加工方法切边保证零件高度的生产工艺。

5.1.4 零件工艺计算 1.拉深工艺计算 零件的材料厚度为2mm ，所以所有计算以中径为准。 （1）确定零件修边余量 零件的相对高度 63.230 180=-=d h ，经查得修边余量mm h 6=?，所以，修正后拉深件的总高应为79+6=85mm 。 （2）确定坯料尺寸D 由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式得 mm 105mm 456.043072.1853043056.072.14222 2≈?-??-??+=---=r dr dh d D （3）判断是否采用压边圈 零件的相对厚度 9.1100105 2100=?=?D t ，经查压边圈为可用可不用的范围，为了保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈。 （4）确定拉深次数 查得零件的各次极限拉深系数分别为[ m 1]=0.5，[ m 2]=0.75，[ m 3]=0.78，[ m 4]=0.8。所以，每次拉深后筒形件的直径分别为 m m 5.52m m 1055.0][11=?==D m d m m 38.39m m 5.5275.0][122=?==d m d m m 72.30m m 38.3978.0][233=?==d m d m m 30m m 58.24m m 72.308.0][344<=?==d m d 由上计算可知共需4次拉深。 （5）确定各工序件直径 调整各次拉深系数分别为 53.01=m ，78.02=m ，82.03=m ，则调整后每次拉深所得筒形件的直径为 m m 65.55m m 10553.011=?==D m d m m 41.43m m 65.5578.0122=?==d m d mm 60.35mm 41.4382.0233=?==d m d

第四章-拉深工艺及拉深模具设计--习题题目练习(附答案)

第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案 一、填空题 1.拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。 2.拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口，其间隙 一般稍大于板料的厚度。 3.拉深系数m是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值，m越小，则变形程度越大。 4.拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切 向压缩和径向伸长的变形。 5.对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：（１）变形区为凸缘部分；（２）坯料变形区在切 向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向的伸长，即一向受压、一向收拉的变形；（３）极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。 6.拉深时，凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。 7.拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用，导致材料失稳_而引起。 8.拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。 9.拉深件的壁厚不均匀。下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。 10.在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的。即使在凸缘变形区也是这样，愈靠近外缘，变 形程度愈大，板料增厚也愈大。 11.板料的相对厚度t/D越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。 12.因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是经过多次拉深的拉深件， 起口部质量更差。因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。 13.拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度。 14.正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆形。 15.用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件，通常是先做好拉深模， 以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复试模，直到得到符合要求的冲件时，在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。 16.影响极限拉深系数的因素有：材料的力学性能、板料的相对厚度、拉深条件等。 17.一般地说，材料组织均匀、屈强比小、塑性好、板平面方向性小、板厚方向系数大、硬化指数大的 板料，极限拉深系数较小。 18.拉深凸模圆角半径太小，会增大拉应力，降低危险断面的抗拉强度，因而会引起拉深件拉裂，降低 极限变形。 19.拉深凹模圆角半径大，允许的极限拉深系数可减小，但过大的圆角半径会使板料悬空面积增大，容 易产生失稳起皱。

拉深模的基本原理(一)

拉深模的基本原理（一） 拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。 拉深工艺可制成的制品形状有：圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规则的开口空心零件。 拉深工艺与其它冲压工艺结合，可制造形状复杂的零件，如落料工艺与拉深工艺组合在一起的落料拉深复合模。 日常生活中常见的拉深制品有： 旋转体零件：如搪瓷脸盆，铝锅。 方形零件：如饭盒，汽车油箱 复杂零件：如汽车覆盖件。 圆形拉深的基本原理 一、拉深的变形过程 用座标网格试验法分析。 拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，强迫位于压边圈下的材料（凸缘部分）产生塑性变形而流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。 观察拉深后的网格发现：底部网格基本保持不变，筒壁部分发生较大变化。 1．原间格相等的同心圆成了长度相等，间距增大的圆周线，越接近筒口，间距增大。 2．原分度相等的辐射线变成垂直的平行线，而且间距相等。 3．凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。 总结：拉深材料的变形主要发生在凸缘部分，拉深变形的过程实质上是凸缘处的材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生塑性变形，凸缘不断收缩而转化为筒壁的过程，这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。 二、各种拉深现象 由于拉深时各部分的应力（受力情况）和变形情况不一样，使拉深工艺出现了一些特有的现象： 1．起皱： A.拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力，凸缘部分材料会失稳而发生隆起现象，这种现象称起皱.起皱首先在切向压应力最大的外边缘发生,起皱严重时会引起拉度. B.起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一,正常的拉深工艺中是不允许的.常采用压力圈的压力压住凸缘部分材料来防止起皱. C.起皱的影响因素: a）. 相对厚度:t/D 其中t----毛坯厚度,D----毛坯直径 判断是否起皱的条件:D-d<=2Zt, d ----工件直径. b). 拉深变形程度的大小 但是在拉深变形过程中,切向压应力及凸缘的抗失稳能力都是随着拉深进行,切向压应力

第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案

第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案 填空题 拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。 拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口， 其间隙一般稍大于板料的厚度。 拉深系数是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值，越小，则变形程度越大。m m拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下， 产生切向压缩和径向伸长的变形。 对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：（１）变形区为凸缘部分；（２）坯料 变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向的伸长，即一向受压、 一向收拉的变形；（３）极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。 拉深时，凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。 拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用，导致材料失稳而引起。_拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。 拉深件的壁厚不均匀。下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。 在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的。即使在凸缘变形区也是这样，愈靠近 外缘，变形程度愈大，板料增厚也愈大。 板料的相对厚度越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。t/D 因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是经过多次拉深 的拉深件，起口部质量更差。因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方 法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。 拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度。 正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆形。 用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件，通常是先做好 拉深模，以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复试模，直到得到符合要求的冲 件时，在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。 影响极限拉深系数的因素有：材料的力学性能、板料的相对厚度、拉深条件等。 一般地说，材料组织均匀、屈强比小、塑性好、板平面方向性小、板厚方向系数大、硬化 指数大的板料，极限拉深系数较小。 拉深凸模圆角半径太小，会增大拉应力，降低危险断面的抗拉强度，因而会引起拉深件拉 裂，降低极限变形。 拉深凹模圆角半径大，允许的极限拉深系数可减小，但过大的圆角半径会使板料悬空面积 增大，容易产生失稳起皱。 拉深凸模、凹模的间隙应适当，太小会不利于坯料在拉深时的塑性流动，增大拉深力，而 间隙太大，则会影响拉深件的精度，回弹也大。 确定拉深次数的方法通常是：根据工件的相对高度查表而得，或者采用推算法，根据表格 查出各次极限拉深系数，然后依次推算出各次拉深直径。 有凸缘圆筒件的总拉深系数大于极限拉深系数时，或零件的相对高度小于极限相对h/d m 高度时，则凸缘圆筒件可以一次拉深成形。 多次拉深宽凸缘件必须遵循一个原则，即第一次拉深成有凸缘的工序件时，其凸缘的外径

重磅拉深模设计案例

拉深模设计案例 拉深图所示带凸缘圆筒形零件，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。 1．零件的工艺性分析 该零件为带凸缘圆筒形件，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 =2mm ＞t ，凸缘处的圆角半径R =2mm=2t ，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求；尺寸φ2 .00 1.20+mm 为IT12级，其余 尺寸为自由公差，满足拉深工艺对精度等级的要求；零件所用材料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。 2．确定工艺方案 为了确定零件的成形工艺方案，先应计算拉深次数及有关工序尺寸。 (1) 计算坯料直径D 根据零件尺寸查表5-5得切边余量?R =2.2mm ，故实际凸缘直径d t =(55.4+2×2.2)=59.8mm 。由表5-6查得带凸缘圆筒形件的坯料直径计算公式为 D =232 4222212156.428.64828.6d d R Rd h d r rd d -++++++ 依图5-23，d 1=16.1mm ，R =r =2.5mm ，d 2=21.1mm ，h =27mm ，d 3=26.1mm ，d 4=59.8mm ， 代入上式得 D =28953200+≈78(mm) (其中3200×π/4为该拉深件除去凸缘平面部分的表面积) (2) 判断可否一次拉深成形 根据 t /D =1/78 = 1.28 % d t /d = 59.8/21.1 = 2.83 H /d = 32/21.1 =1. 52 m t =d /D =21.1/78=0.27 查表5-12、表5-13，[m 1]=0.35，[H 1/d 1]=0.21，说明该零件不能一次拉深成形，需要多次拉深。 (3) 确定首次拉深工序件尺寸 初定d t /d 1=1.3，查表5-12得[m 1]=0.51，取m 1= 0.52，则 d 1= m 1 ×D = 0.52×78 = 40.5(mm) 取r 1=R 1= 5.5 mm 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(即零件中除去凸缘平面以外的表面积3200×π/4)增加5%，故坯料直径修正为 D =2895%1053200+?≈79(mm) 按式(5-9)，可得首次拉深高度为 H 1 = )(14.0)(43.0)(25.0212 11 11221R r d R r d D d t -+++- = )5.55.5(43.0)8.5979(5 .4025 .022+?+-?=21.2(mm) 验算所取m 1是否合理：根据t /D =1.28 %，d t /d 1 = 59.8/40.5=1.48，查表5-13可知[H 1/d 1]=

拉深模的结构形式与设计

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 分类简单拉深模落料拉深复合模双动压力机用拉深模 简图 1-凸模 2-压料圈 3-推件板 4-凹模1-拉深凸模 2-凸凹模 3-推件板 4-落料凹模 1-顶棒 2-拉延筋 3、4-导板 5-凸模固定座 6-凸模 7-出气管 8-压料圈 9-凹模 10-凹模座 特点 凸模装于下模，坯料由压料圈定位，推料板推下拉深件 首先落料出拉深坯料，再由拉深 凸模和凸凹模将坯料拉深 根据拉深工艺使用双动压力机。 凸模通过固定座安装在双动压力机 的内滑块上，压料圈安装在双动压 力机的外滑块上，凹模安装在双动 压力机的下台面上，凸模与压料圈 之间有导板导向 表2 后续拉深工序的模具 分类简图特点

在单动压力机上的拉深模 1-定位圈 定位圈使工序件定位。而该定位 圈又是压料圈 在双动压力机上的拉深模 1-压料圈 2-凹模 3-凸模 压料圈将坯料压紧，凸模下降进 行拉深 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。 图1 反拉深示例 图2 反拉深模 1-凹模 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。

冲压拉深模的设计..

《冲压工艺及冲压模设计》课程设计 设计说明书 起止日期：2011 年 1 月3 日至2011 年1月16 日 学生姓名 班级 学号 成绩 指导教师(签字) 机械工程学院（部） 2010年01 月16 日

目录 第一章拉深件工艺分析 (4) 1.1 制件介绍 (4) 1.2 产品结构及形状分析 (4) 1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 (4) 1.3.1尺寸精度 (4) 1.3.2冲裁件断面质量 (4) 1.3.3 产品材料分析 (4) 1.3.4 生产批量 (5) 第二章零件冲压工艺计算 (5) 2.1 翻孔工序的计算 (5) 2.2 零件毛坯尺寸计算 (6) 2.2.1确定修边余量a (6) 2.2.2 确定坯料直径 (6) 2.2.3 确定工艺方案 (6) 2.2.4排样、计算条料宽度及确定步距 (6) 2.3 冲裁力的计算 (7) 2.4 确定拉深工序件尺寸 (7) 2.4.1 判断能否一次拉深成形 (7) 2.4.2 确定首次拉深件尺寸 (8) 2.4.3 计算第二次拉深工序件的尺寸 (8) 2.5 计算拉深工序的力 (9) 2.6 工作部分尺寸计算 (9) 2.6.1 拉深间隙的计算 (9) 2.6.2 拉深凸、凹模尺寸的计算 (9) 第三章设计选用模具零件、部件 (10) 3.1 拉深凹模的设计 (10)

3.2 拉深凸模的设计 (10) 3.3 压边、卸料及出件装置设计 (11) 3.3.1 压边圈 (11) 3.3.2 推出与顶出装置 (12) 第四章模架的选择 (13) 4.1 模架的选用 (13) 4.2导柱与导套 (14) 4.3 模柄的选用 (14) 第五章模具材料和热处理 (15) 第六章模具的总装配图 (16) 第七章填写冲压工艺卡 (17) 设计总结 (19) 参考文献 (20)

弯曲模具的基本原理

弯曲模的基本原理（一） 一、弯曲的基本原理 （一） 弯曲工艺的概念及弯曲件 1． 弯曲工艺：是根据零件形状的需要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度，一定形状工件的冲压工艺方法。 2． 弯曲成形工艺在工业生产中的应用：应用相当广泛，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，小的如门扣，夹子（铁夹）等。 （二）、弯曲的基本原理：以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为： 1． 凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。 2． 随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。（塑变开始阶段）。 3． 随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。（回弯曲阶段）。 4． 压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。 5． 校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。 （三） 、弯曲变形的特点： 弯曲变形的特点是：板料在弯曲变形区内的曲率发生变化，即弯曲半径发生变化。 从弯曲断面可划分为三个区：拉伸区、压缩区和中性层。 二、弯曲件的质量分析 在实际生产中，弯曲件的主要质量总是有回弹、滑移、弯裂等。 1． 弯曲件的回弹： 由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后（工件小模具中取出后）发生变化（与加工中在模具里的形状发生变化）的现象称弹性回复跳（回弹）。 回弹以弯曲角度的变化大小来衡量。Δφ=φ-φt 1） 影响回弹的回素： A． 材料的机械性能与屈服极限成正比，与弹性模数E成反比。 B． 相对弯曲半径r/t，r越小，变形量越大，弹性变形量所点变形量比例越小。回弹越小。 C． 弯曲力：弯曲力适当，带校正成分适合，弯曲回弹很小。

拉深模具的设计资料

拉深模具的设计 收藏此信息打印该信息添加：用户投稿来源：未知 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4.6.1 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4.6.1)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4.6.2)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4.6.3 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4.6.2 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4.6.4) 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。 2．后续各工序拉深模 后续拉深用的毛坯是已经过首次拉深的半成品筒形件，而不再是平板毛坯。因此其定位装置、压边装置与首次拉深模是完全不同的。后续各工序拉深模的定位方法常用的有三种：第一种采用特定的定位板(图4.6.5) ；第二种是凹模上加工出供半成品定位的凹窝；第三种为利用半成品内孔，用凸模外形或压边圈的外形来定位(图4.6.6) 。此时所用压边装置已不再是平板结构，而应是圆筒形结构。

拉深模的基本原理(四)

拉深模的基本原理（四） 八、拉深的模具结构 １．首次拉深模： （１）模具结构简单，使用方便，制造容易。 （２）压边圈即起压边作用，又起卸料作用和板料的定位作用。 （３）凸模上开有气孔，以防止拉深件紧吸附于凸模上而造成困难。 （４）模具采用倒装式，以便在下部空间较大的位置安装和调节压边装置。 ２．再次拉深模： 再次拉深模，半成品毛坯套在压边圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中，使半成品直径减小，主要区别：是压边圈与首次拉深的压边圈不同。 ３．复合拉深模：拉深的凹模又起到落料凸模的作用。 九、拉深模工作部分尺寸的确定 其工作部分主要是指拉深凸模、凹模和压边圈。这些工作部件的结构尺寸对拉深件的变形和拉深件的质量有很大的影响。 １．拉深间隙 拉深间隙对拉深件筒形直壁部分有校正作用：间隙大，则校正作用减小，效果不明显，形成口大底小的锥形；间隙减小，则拉深力增大，易造成拉破的现象，而且模具的磨损快。 考虑到拉深中外缘的变厚，除最后一次拉深间隙取等于或略小于板料厚度以外（以保证工件精度），其余拉深都应把间隙取为稍大于材料厚度。对于不用压边圈的拉深，Z=(1～1.1)Zmax，未次拉深用小值，中间拉深用大值。 ２．凸凹模圆角半径 凹模圆角半径对拉深件影响更大，凹模圆角不能小，但太大，易造成压边面积小而起皱，而且拉深过程中，凸缘较早离开压边圈，亦会引起起起皱现象。 凸模圆角小，圆角材料变薄严重，易拉裂： r an=(0.6～0.9)t an-1 r t=(0.6～1)r a 最后工序rt=r工件>(1 ～２)t ３．凸凹模工作部分尺寸计算 拉深件尺寸精度主要取决于最后一道工序，拉深凸凹模尺寸，与中间工序尺寸无关，所以中间工序可直

典型冲压件冲压工艺设计实例

典型冲压件冲压工艺设计实例 汽车车门玻璃升降器外壳件的形状、尺寸如图 8.2.1 所示，材料为 08 钢板，板厚 1.5mm ，中批量生产，打算采用冲压生产，要求编制冲压工艺。 8.2.1 冲压件的工艺分析 首先必须充分了解产品的应用场合和技术要求，并进行工艺分析。汽车车门上的玻璃抬起或降落是靠升降器操纵的。升降器部件装配简图如图 8.2.2 所示，本冲压件为其中的外壳 5 。升降器的传动机构装在外壳内，通过外壳凸缘上三个均布的小孔 φ 3.2mm 用铆钉铆接在车门座板上。传动轴 6 以 I T11 级的间隙配合装在外壳件右端孔 φ 16.5mm 的承托部位，通过制动扭簧 3 、联动片 9 及心轴 4 与小齿轮 11 联接，摇动手柄 7 时，传动轴将动力传递给小齿轮，然后带动大齿轮 12 ，推动车门玻璃升降。 该冲压件采用 1.5mm 的钢板冲压而成，可保证足够的刚度与强度。外壳内腔的主要配合尺寸φ 16.5 mm 、 φ 22.3 mm 、 16 mm 为IT11-IT12 级。为确保在铆合固定后，其承托部位与轴套的同轴度，三个φ 3.2mm 小孔与φ 16.5mm 间的相对位置要准确，小孔中心圆直径φ 42 ± 0.1mm 为 Ⅰ T10 级。此零件为旋转体，其形状特征表明，是一个带凸缘的圆筒形件。其主要的形状、尺寸可以由拉深、翻边、冲孔 等冲压工序获得。作为拉深成形尺寸，其相对值 、 都比较合适，拉深工艺性较好。φ 22.3 mm 、16 mm 的公差要求偏高，拉深件底部及口部的圆角半径 R1.5 mm 也偏小，故应在拉深之后，另加整形工序，并用制造精度较高、间隙较小的模具来达到。 三个小孔 φ 3.2 mm 的中心圆直径 42 ± 0.1mm 的精度要求较高，按冲裁件工艺性分析，应以 φ 22.3 mm 的内径定位，用高精度（IT7 级以上）冲模在一道工序中同时冲出。 图 8.2.1 玻璃升降器外壳

弯曲模的基本原理一

弯曲模的基本原理（一）

一、弯曲的基本原理 （一）弯曲工艺的概念及弯曲件 1．弯曲工艺：是根据零件形状的需要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度，一定形状工件的冲压工艺方法。 2．弯曲成形工艺在工业生产中的应用：应用相当广泛，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，小的如门扣，夹子（铁夹）等。 （二）、弯曲的基本原理：以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为： 1．凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯短矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。 2．随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。（塑变开始阶段）。 3．随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。（回弯曲阶段）。 4．压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。 5．校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。 （三）、弯曲变形的特点： 弯曲变形的特点是：板料在弯曲变形区内的曲率发生变化，即弯曲半径发生变化。 从弯曲断面可划分为三个区：拉伸区、压缩区和中性层。 二、弯曲件的质量分析 在实际生产中，弯曲件的主要质量总是有回弹、滑移、弯裂等。 1．弯曲件的回弹： 由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后（工件小模具中取出后）发生变化（与加工中在模具里的形状发生变化）的现象称弹性回复跳（回弹）。 回弹以弯曲角度的变化大小来衡量。Δφ=φ-φt 1）影响回弹的回素： A．材料的机械性能与屈服极限成正比，与弹性模数E成反比。 B．相对弯曲半径r/t，r越小，变形量越大，弹性变形量所点变形量比例越小。回弹越小。 C．弯曲力：弯曲力适当，带校正成分适合，弯曲回弹很小。 D．磨擦与间隙：磨擦越大，变形区拉应力大，回弹小。凸、凹模之间隙小，磨擦大，校正力大，回弹小。

模具设计实例

例8.2.1冲裁模设计与制造实例 工件名称：手柄 工件简图：如图8.2.1所示。 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm 1．冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3．5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm 孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 2．冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔-落料级进冲压。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，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚3．5mm接近凸凹模许用最小壁厚3．2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3．主要设计计算 （1）排样方式的确定及其计算 设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2 所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取2．5mm和3．5mm，条料宽度为135mm，步距离为53 mm，一个步距的材料利用率为78%（计算见表8.2.1）。查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条料 （135mm×1500mm），每张条料可冲56个工件，故每张钢板的材料利用率为76%。

拉深模具设计(附图纸)

金属塑性成形模具设计计算说明书 设计题目：筒形件二次反拉深模具设计 ——第二次拉深 班级：机自04班 姓名：严语 学号： 2010092040

1.设计任务书 （1）DC04钢板，具体性能查手册 （2）模具原理如图所示，拉深模具分为两套，第一次拉深过程模具结构及尺寸如图中左部所示，第二次拉深过程尺寸如图中右部所示 （3）第一次拉深与第二次拉深的基本尺寸如表中所示 （4）设计说明书，模具图纸（零件图、装配图） 2.模具原理图 3.拉深过程基本尺寸

一、拉深工艺分析 1.凸凹模圆角半径的比较 按表取模口圆角5.5mm，冲头圆角8.5mm 2.拉深系数的校核 第二次拉深系数：m2=d2 d1=78 102.5 =0.76 查《金属塑性成形工艺及模具设计》表8-14，由于圆筒型件的毛坯相对厚度 t D =1 102.5 =0.97%，查得许用极限拉深系数[m2]=0.76~0.78，故拉深系数合理。 3.模具工作部分尺寸的确定 凹模和凸模单边间隙z=t max+kt=1.4mm，按表取模隙1.4mm 二、压力机吨位的计算 1.拉深力的计算 查《金属塑性成形工艺及模具设计》表8-11系数K1之值，取K1=1.0 查国家标准GB/T 5213-2008，DC04牌号钢板的抗拉强度不小于270MPa，底部传力区一次拉深时无形变，取σ b =270MPa 则拉深力F2=πd2tσb K2=3.1416×78×1×270×1.0=66.161kN 2.压边力的计算 由筒形件毛坯拉深压边力计算公式F Q=π 4 [D2?(d1+2r d)2]p 查《金属塑性成形工艺及模具设计》表8-13单位压边力，取p=2.9MPa， 故压边力F Q=3.1416 4 ×[1002?(75+2×5.5)2]×2.9=5.93kN 3.压力机吨位的选择 取拉深施力行程小于压力机公称压力行程的拉深，则所选压力机的公称吨位应满足： F 机 ≥1.4(F+F Q)=1.4×(66.16+5.93)=100.93kN 故压力机的公称压力要大于100.93kN，具体型号需考虑模具闭合高度及整体尺寸。

拉深模结构与拉深模的压边形式

续表 直径差Ｄ–ｄ１＞１０ ～２０ ＞２０ ～３０ ＞３０ ～４０ ＞４０ ～５０ ＞５０ ～６０ ＞６０～ ７０ ＞７０～ ８０ ＞８０ ～９０ ＞９０ ～１００ 材料厚度ｔ＞２～３６畅５８９１０１１１２１２畅５１３畅５１４＞３～４７畅５９１０畅５１１畅５１２畅５１３畅５１４畅５１５畅５１６＞４～６９１１１２畅５１４１５畅５１６畅５１８１９２０ 第七节　拉深模结构与拉深模的压边形式 一、拉深模的分类 拉深模的分类方式较多，按工序顺序可分为首次拉深模和后续各次工序拉深模，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；按使用的压力机类型不同，又可分为单动压力机上用拉深模和双动压力机上用拉深模，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）；按工序组合情况不同，可分为单工序拉深模、复合工序拉深模、级进式拉深模；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；按出料的方向可分为下出件拉深模与上出件拉深模等。 二、拉深模典型结构 １．单动压力机用拉深模 （１）首次拉深模。如图４２２（ａ）所示为无压边装置的首次拉深模。拉深件直接从凹模底下落下，为了从凸模上卸下冲件，在凹模下装有卸件器，当拉深工作行程结束，凸模回程时，卸件器下平面作用于拉深件口部，把冲件卸下。为了便于卸件，凸模上钻有直径为３ｍｍ以上的通气孔。如果板料较厚，拉深件深度较小，拉深后有一定回弹量。回弹引起拉深件口部张大，当凸模回程时，凹模下平面挡住拉深件口部而自然卸下拉深件，此时可以不配备卸件器。 这种拉深模具结构简单，适用于拉深板料厚度较大而深度不大的拉深件。 如图４２２（ｂ）所示为有压边装置的正装式首次拉深模。拉深模的压边装置在上模，由于弹性元件高度受到模具闭合高度的限制，因而这种结构形式的拉深模只适用于拉深高度不大的零件。如图４２２（ｃ）所示为倒装式的具有锥形压边圈的拉深模，压边装置的弹性元件在下模底下，工作行程可以较大，可用于拉深高度较大的零件，应用广泛。 （２）以后各次拉深模。如图４２３所示为无压边装置的以后各次拉深模，前次拉深后的工序件由定位板６定位，拉深后工件由凹模孔台阶卸下。为了减小工件与凹模间的摩擦，凹模直边高度ｈ取９～１３ｍｍ。该模具适用于变形程度８４２

拉深工艺及拉深模设计

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。因此，有必要分析拉深时的应力、应变状态，从而找出产生起皱、拉裂的根本原因，在设计模具和制订冲压工艺时引起注意，以提高拉深件的质量。 根据应力应变的状态不同，可将拉深坯料划分为凸缘平面区、凸缘圆角区、筒壁区、筒底圆角区、筒底区等五个区域。 1．凸缘平面部分(A区) 这是拉深的主要变形区，材料在径向拉应力和切向压应力的共同作用下产生切向压缩与径向伸长变形而被逐渐拉人凹模。在厚度方向，由于压料圈的作用，产生了压应力，但通常和的绝对值比大得多。厚度方向的变形决定于径向拉应力和切向压应力 之间的比例关系，一般板料厚度有所增厚，越接近外缘，增厚越多。如果不压料(＝0)，或压料力较小(小)，这时板料增厚比较大。当拉深变形程度较大，板料又比较薄时， 则在坯料的凸缘部分，特别是外缘部分，在切向压应力作用下可能失稳而拱起，形成所谓起皱。 图5-3 拉深过程的应力与应变状态 2．凸缘圆角部分(B区) 这是位于凹模圆角部分的材料，径向受拉应力而伸长，切向受压应力而压缩，厚度方向受到凹模圆角的压力和弯曲作用产生压应力。由于这里切向压应力值不大，而 径向拉应力最大，且凹模圆角越小，由弯曲引起的拉应力越大，板料厚度有所减薄，所以有可能出现破裂。 3．筒壁部分(C区)

落料拉深复合模设计

课程设计说明书 课程名称：冲压工艺与模具设计 题目名称：落料拉深复合模设计 班级：级班 姓名： 学号： 指导教师： 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20 年月日

目录 零件图 一、零件冲压加工工艺性分析--------------------------------------3 1、毛坯尺寸计算-------------------------------------------------------------------------3 2、判断是否可一次拉深成形-------------------------------------------------------- 3 3、确定是否使用压边圈--------------------------------------------------------------- 4 4、凹凸模圆角半径的计算------------------------------------------------------------4 5、确定工序内容及工序顺序---------------------------------------------------------4 二、排样图和裁板方案------------------------------------------ 4 1、板料选择--------------------------------------------------------------------------------4 2、排样设计--------------------------------------------------------------------------------4 三、工艺参数的计算 1、工艺力计算----------------------------------------------------------------------------6 2、压力机的选择-------------------------------------------------------------------------6 四、模具设计 1、模具结构形状设计------------------------------------------------------------------7 2、模具工作尺寸与公差计算--------------------------------------------------------7 五、工作零件结构尺寸和公差的确定 1、落料凹模板----------------------------------------------------------------------------8 2、拉深凸模--------------------------------------------------------------------------------9 3、凹凸模-----------------------------------------------------------------------------------9 六、其他零件结构尺寸 1、模架的选择----------------------------------------------------------------------------9 2、凹凸模固定板的选择--------------------------------------------------------------10 3、磨柄的选择---------------------------------------------------------------------------10 4、卸料装置-------------------------------------------------------------------------------10

拉伸模设计实例

案例3拉深模 零件名称：180柴油机通风口座子 生产批量：大批量 材料：08酸洗钢板 零件简图：如图17所示 图17通风口座子 设计步骤按如下程序进行 (一)分析零件的工艺性 这是一个不带底的阶梯形零件，其尺寸精度、各处的圆角半径均符合拉深工艺要求。该零件形状比较简单，可以采用：落料一拉深成二阶形阶梯件和底部冲孔一翻边的方案加

工。但是能否一次翻边达到零件所要求的高度，需要进行计算。 1. 翻边工序计算 一次翻边所能达到的高度： 按相关表取极限翻边系数K最小=0.68 由相应公式计算得： H最大=D/2(1-K最小)+0.43r+0.72δ =56/2(1-0.68)+0.43*8+0.72*1.5 =13.48(mm) 而零件的第三阶高度H=21.5>H最大=13.48。 由此可知一次翻边不能达到零件高度要求，需要采用拉深成三阶形阶梯件并冲底孔，然后再翻边。第三阶高度应该为多少，需要几次拉深，还需继续分析计算。 计算冲底孔后的翻边高度h（见图18）： 取极限翻边系数K最小=0.68 拉深凸模圆角半径取r凸=2σ=3mm 由相关公式得翻边所能达到的最大高度： 图 18拉深后翻边 h最大=D/2(1-K最小)+0.57r凸 =56/2（1-0.68）+0.57*3

=10.67（mm） 取翻边高度 h=10(mm) 计算冲底孔直径d: d=D+1.14r凸-2h =56+1.14×3-2×10 =39.42(mm) 实际采用Ф39mm。 计算需用拉深拉出的第三阶高度h′ h′=H-h+r凸+δ =21.5-10+3+1.5 =16（mm） 根据上述分析计算可以画出翻边前需拉深成的半成品图，如图19所示。 2.拉深工序计算 图19所示的阶梯形半成品需要几次拉深，各次拉深后的半成品尺寸如何，需进行如下拉深工艺计算。 计算毛坯直径及相对厚度： 先作出计算毛坯分析图，如图20所示。为了计算方便，先按分析图中所示尺寸，根据弯曲毛坯展开长度计算方法求出中性层母线的各段长度并将计算数据列于表6中。