1、2023-1-20模具第四章拉深模模具第四章拉深模模具第四章拉深模模具第四章拉深模第一节第一节 拉深模的设计基础拉深模的设计基础n拉深是把一定形状的平板毛坯或空心件通过拉深模制成各种空心零件的工序。在冲压生产中拉深是一种广泛使用的工序，用拉深工序可得到的制件一般可分为三类：n1、旋转体零件：如搪瓷脸盆、铝锅等。n2、方形零件：如饭盒、汽车油箱等。n3、复杂形状零件：如汽车覆盖件等。模具第四章拉深模一、拉深变形过程一、拉深变形过程 的分析的分析 1、拉深变形过程及特点、拉深变形过程及特点n圆筒形件的拉深过程如图41所示。直径为D的圆形平板毛坯2被凸模1拉入凸、凹模的间隙里，形成直径为d高为H的空
2、心圆柱体4。在这一过程中，板料金属是如何流动的呢？n如图42所示，把直径为D的圆板料分成两部分：一部分是直径为d的圆板，另一部分是直径为（Dd）的圆环部分，把这块板料拉深成直径为d的空心圆筒。在这个拉伸试验完成后，发现板料的第一部分变化不大，即直径为d的圆板仍保持原形状作为空心圆筒的底，板料的圆环部分变化相当大，变成了圆柱体的筒壁，这一部分的金属发生了流动。模具第四章拉深模 图图4 43 3所示的扇形所示的扇形chefchef是从板料圆环上截是从板料圆环上截取的单元，经过拉深后变成了矩形取的单元，经过拉深后变成了矩形c c h h e e f f。n 扇形单元体变形是切线方向受压缩，径向方向受
3、拉伸，材料向凹模口流动，多余的材料（图中阴影部分）由于流动填补了双点划线部分。设扇形面积为A1，拉深后矩形面积为A2，由于拉深时厚度变化很小，可认为拉深前后面积相等，即A1=A2，所以，H（Dd）/2。n综合起来看，平板毛坯在凸模压力的作用下，凸模底部的材料变形很小，而毛坯（Dd）的环形区的金属在凸模压力的作用下，要受到拉应力和压应力的作用，径向伸长、切向缩短，依次流入凸、凹模的间隙里成为筒壁，最后，使平板毛坯完全变成圆筒形工件为止。模具第四章拉深模2、拉深时的应力、拉深时的应力状态和变形情况状态和变形情况n拉深的变形区比较大，金属流动性大，拉深过程中容易发生起皱、拉裂而失败。因此，有必要分析
4、拉深时的应力状态和变形特点，找出发生起皱、拉裂的根本原因，在制订工艺和设计模具时注意它，以提高拉深件的质量。n设在拉深过程的某一时刻，毛坯处于如图44所示情况，分析各部分的应力状态。1)平面凸缘部分（A区）主变形区 由于凸模向下压，迫使板料进入 凹模，故在凸缘产生径向拉应力1，小单元体互相挤压产生切向压应力3，由于压边圈提供的压边力产生法向压应力2，在这3个主应力中 2的绝对值比1、3的绝对值小得多。凸缘上1、3是变化的，是凸缘外到内，1是由小变大，而3的绝对值则是由大变小，在凸缘的最外缘3的压应力是最大的，则材料在切向上必然是压缩变形。如果被拉深的材料厚度较薄，压边力太小，就有可能是凸缘部分
5、的材料失稳而产生起皱现象。模具第四章拉深模2)凸缘圆角部分（凸缘圆角部分（B区）过渡区区）过渡区 这部分的材料受到径向拉应力1，切向压应力3，以及凹模圆角的压力和弯曲受压作用共同产生法向压应力2，,此处的1值的绝对值最大,则材料会在径向上发生拉 伸变形，材料有变薄的倾向。3)3)筒壁部分（筒壁部分（C C区）传力区区）传力区 该部分受到凸模传来的拉应力1和凸模阻碍材料切向自由压缩而产生的拉应力3，显然,1的绝对值大,径向是拉伸变形,径向的拉伸是靠壁厚的变薄来实现的，故筒壁上厚下薄。4)4)底部圆角部分（底部圆角部分（D D区）过渡区区）过渡区 该部分受到径向拉应力1和切向拉应力3的作用，厚度方
6、向上受到凸模的弯曲作用而产生压应力2。材料变形为平面应变状态，径向拉伸变形，是靠壁厚变薄来实现的，这部分材料变薄最为严重，最易出现拉裂，此处称为危险断面。5)5)圆筒底部（圆筒底部（E E区）不变形区区）不变形区 这部分材料一开始就被拉入凹模中，始终保持平圆形状，它受两向拉应力1和3的作用。变形是三向的，1和3是拉伸，2是压缩。由于拉伸变形受到凸模摩擦力的阻止，故变薄很小，可忽略不计。见图4-4模具第四章拉深模图4-4模具第四章拉深模3、拉深变形的特点、拉深变形的特点n综合对拉伸过程的应力和变形的分析可以看到，拉深会产生一些特定的现象，即起皱、拉裂和硬化。1)起皱发生在圆筒形凸缘部分，如图45
7、所示，是由切向压应力引起的。起皱的危害很大，首先，起皱变厚的板料不易被拉入凸、凹模的间隙里，使拉深件底部圆角部分受力过大而被拉裂。即使勉强拉入也会使工件留下皱痕，影响工件的质量。它还会使材料与模具之间的摩擦与磨损加剧，损害磨具的寿命。模具第四章拉深模n3)拉深后工件在各个部分的厚度是不同的如图46所示。n2)在底部圆角与直壁相接部分工件最薄，最易发生拉裂，如图47所示。模具第四章拉深模n拉深使材料发生塑性变形，所以必然伴随着加工硬化，如果工件需多次拉深才能成形，或工件是硬化效应强的金属，则应合理安排退火工序以恢复材料的塑性，降低其硬度和强度。n总之，了解拉深工艺的这些特点后，在制订工艺、设计模
8、具时，应考虑如何在保证最大变形程度下避免毛坯起皱和工件被拉裂。模具第四章拉深模二、拉深因数二、拉深因数、拉深因数的概念和意义、拉深因数的概念和意义n对于旋转类工件来说，拉深因数是指拉深后工件的直径与拉伸前毛坯（或半成品）的直径之比，拉深因数用表示。如图48中：第一次拉深因数m1为：m1d1/D；第二次拉深因数m2为：m2d2/d1；第n次拉深因数mndn/dn。n工件直径dn与毛坯直径D之比称为总拉深因数，即：工件成形所需要的拉深因数。总的拉深因数：m总 dn/Dm1m2mnn若工件是非圆形件，则总的拉深因数m总工件周长/毛坯周长显然，拉深因数永远小于1，且m越小，变形程度越大。n变形程度是有
9、限的，也就是存在极限拉深因数，它是由危险截面的强度来决定的。极限拉深因数是使拉伸工件不破裂的最小拉深因数。注：注：当总拉深因数极限拉深因数，就必须进行多次拉深。合理的分配每次拉深因数是很关键的，一般希望在保证极限拉深因数的前提下，尽可能取小的拉深因数，这样就可以减少拉深次数，提高经济效益。模具第四章拉深模2 2、影响极限拉深因数的因数、影响极限拉深因数的因数 在制定拉深工艺时，拉深次数愈少愈好亦即希望尽可能的降低极限拉深因数在不同的条件下极限拉深因数是不同的，影响极限拉深因数的因数有以下几个方面：n材料力学性能材料力学性能在材料的力学性能指标中，影响极限拉深因数的主要指标是材料的屈强比、硬化指
10、数、厚向异性因数、伸长率。n屈强比s/b（材料的屈服点与抗拉强度值比）越小，即 s值小而b值大，材料易发生塑性变形而不易被拉裂，对拉深越有利，可使拉深极限因数越小。n硬化指数n值愈大，材料变形愈均匀，愈不易发生拉深细颈，因此拉裂和危险截面变薄也会推迟出现，可使极限拉深因数减小。n厚向异性因数大，板平面方向比厚度方向变形容易，则主变形区不易起皱，危险截面不易变薄、拉裂，可使板料极限拉深因数减小。n材料的深长率是材料的塑性指标，值愈小，塑性变形能力愈差，则极限拉深因数也会增大。模具第四章拉深模拉深条件拉深条件模具的几何参数：模具的几何参数：n）凸、凹模的间隙）凸、凹模的间隙Z 模具的间隙适当大些，
11、材料被拉入间隙后的挤压小，摩擦阻力也小，拉深力也会减小，极限拉深因数亦减小。n2）凹模圆角半径）凹模圆角半径rd 凹模圆角半径rd适当大些，材料沿凹模圆角部分的流动阻力小，拉深力也会减小，则极限拉深因数会随之减小。n3）凸模圆角半径）凸模圆角半径rp 凸模圆角半径适当大些，会减低板料绕凸模的弯曲拉应力，工件不易拉裂，极限拉伸因数也会变小nZ、rb、rp的增大都有个适量的问题，因为Z过大，会影响工件质量；rb过大会引起压边面积减小，易起皱；rp过大，也亦产生内皱。有关Z、rb、rp值的选取将在后面作介绍。n摩擦与润滑条件摩擦与润滑条件：凹模与压边圈的工作表面应制作的比较光滑，且应采用润滑剂，以有
12、利于拉深，可使极限拉深因数减小些。n压边条件压边条件：拉深时采用压边装置，会减小工件起皱的可能。模具第四章拉深模拉深次数：拉深次数：n材料第一次拉深时由于材料无硬化现象，塑性好，则材料的第一次极限拉深因数较小。每次拉深都要加剧材料的硬化，变形越来越困难，因此，第二次极限拉深因数要比第一次极限拉深因数大得多，并且后一次拉深因数总比前一次大。n材料的相对厚度材料的相对厚度t/D:t/D:材料的相对厚度愈大，拉深就愈不易起皱。n工件的形状：工件的形状：工件的几何形状不同，拉深变形过程中就会有各自不同的特点，极限拉深因数也不同。n一般来说，当一个拉深工件的形状、尺寸、材料确定之后，主要应考虑相对厚度t
13、/D，其次要考虑凹模圆角半径，另外，还要注意润滑，使极限拉深因数减小，以减小拉深工件的拉深次数，提高经济效益。模具第四章拉深模3、极限拉深因数的确定、极限拉深因数的确定n在理论上，可根据拉深时材料拉应力不超过危险截面的强度来计算出第一次理想的极限拉深因数。但实际上，由于影响极限拉深因数的因素很多，所以每次拉深的拉深因数，一般都是在一定的拉深条件下用试验的方法得到的。n无凸缘圆筒形工件的拉深因数可见表41和表42。n总结利用拉深因数确定拉深次数的方法是：首先计算拉深件坯料尺寸和相对厚度（t/D）100。计算总拉深因数M总：M总d/D d:零件直径；D：坯料直径；t：材料厚度。模具第四章拉深模根据
14、相对厚度t/D100值，从表41、42中查得各次拉深因数，若查得第一次拉深系数m1m总时，则需进行多次拉深。n在多次拉深时，根据验算：m总=m1、m2、m3、mn。即零件制品的总拉深因数等于各拉深系数的乘积，只要算出m总，然后在表41、42中查得各次拉深因数，通过估算可求得所需的拉深次数。n需注意的事，在实际生产中应取的极限拉深因数稍大于表中的值，以保证工件的质量。模具第四章拉深模三、拉深工件毛坯尺寸的确定三、拉深工件毛坯尺寸的确定n拉深工件毛坯的形状一般与工件的横截面形状相似，如工件的横截面是圆形、椭圆形、方形，则毛坯的形状基本上也相应是圆形、椭圆形、近似方形的。n毛坯尺寸的确定方法很多，有
15、等重量法、等体积法、等面积法等。拉深工件的毛坯尺寸仅用理论方法确定并不十分精确，特别是一些复杂形状的拉深件，用理论方法确定十分困难，通常是在已作好的拉深模中对一由理论分析初步确定的毛坯来试压、修改，直到工件合格后才将毛坯形状确定下来，再做落料模。注意毛坯的轮廓周边必须制成光滑曲线，且无急剧转折。n1、修边余量、修边余量hh由于金属流动条件和材料的各向异性，毛坯拉深后，工件边口不齐。一般情况拉深后都要修边，因此在计算毛坯的尺寸时，必须把修边余量计入工件。修边余量用h来表示。无凸缘的圆筒形工件的修边余量见表43；无凸缘的矩形工件的修边余量见表45；有凸缘的圆筒形工件的修边余量见表44。模具第四章拉
16、深模四、拉深工件工序尺寸的计算四、拉深工件工序尺寸的计算n1、无凸缘的圆筒形工件的工序尺寸计算无凸缘的圆筒形工件的工序尺寸计算 要计算无凸缘的圆筒形工件的拉深次数，就要知道每次拉深的变形程度，并由此来计算出每次拉深的直径，依次与工件的直径相比较，当半成品的直径小于或等于工件的直径时，所计算的次数就是所需的拉深次数；也就是由表41、表42查得：m1，m2，m3，mn，来计算d1=m1D，d2=m2d1，dnmndn1，did（工件的直径）为止，即得到了拉深次数。n确定了拉深次数之后，以工件的直径为最后一次拉深的直径，合理的调整各次拉深因数（应大于、等于极限拉深因数表中的值），确定各次拉深半成品的
17、直径dn。无凸缘的圆筒形工件毛坯直径公式，经变换可得到各次拉深后半成品的高度公式：nHn=0.25（D/dn)-dn+0.43rn/dn(dn+0.32rn)Hn第n次拉深后的高度；D平板毛坯直径；dn第n次拉深后的直径；rn第n次拉深后的圆角半径。模具第四章拉深模 2、有凸缘圆筒形工件的拉深工序尺寸计算、有凸缘圆筒形工件的拉深工序尺寸计算n有凸缘工件的拉深从应力状态和变形特点上与无凸缘工件的拉深是相同的，只有有凸缘工件首次拉深时，凸缘只有部分材料转为筒壁，因此其首次拉深的成形过程及工序尺寸计算与无凸缘的有一定差别。n1）判断拉深次数）判断拉深次数n如右图所示的有凸缘拉深工件，其拉深因数m=d
18、/D D。当r1=r2=r时，毛坯直径D为：n将上式代入m的表达式，则得：从上式可知，有凸缘圆筒形工件的拉深因数与凸缘的相对直径d凸/d、零件的相对高度H/d、相对圆角半径r/d有关，其中影响最大的是d凸/d。nd凸/d和H/d值越大，则拉深时毛坯变形区宽度越大，拉深难度越大。当d凸/d、H/d超过一定值时，便不能一次拉深成形。n有凸缘圆筒形工件第一次拉深的最大相对高度见表48。n有凸缘圆筒形工件第一次拉深的最小拉深因数见表49。模具第四章拉深模n当要确定有凸缘工件是否能一次拉深出来时，要用工件总的相对高度H/d和总的拉深因数m总与表48中第一次拉深时最大相对高度H1/d1和表49中第一次拉深
19、的极限拉深因数比较，如m总m1或H/d H1/d1，则一次可以拉成，否则应安排多次拉深。有凸缘的工件若多次拉深，其以后各次拉深与无凸缘的相同，判断拉深次数可仿照无凸缘判断方法。有凸缘的以后各次极限拉深因数可按无凸缘筒形件表41、表42中的最大值来取，或略大些。模具第四章拉深模、有凸缘圆筒形工件拉深工序尺寸的计算、有凸缘圆筒形工件拉深工序尺寸的计算有凸缘圆筒形工件工序安排方法有凸缘圆筒形工件工序安排方法多次拉深的窄凸缘筒形件（d凸/d1.11.4），可在下几道拉深时按无凸缘进行拉深，在最后两次拉深时拉出带锥形的凸缘，最后校平，如图415。多次拉深的宽凸缘筒形工件(d凸/d1.4)，可在第一次拉深
20、时就把凸缘拉到尺寸，为了防止以后的拉深把凸缘拉入凹模（会加大筒壁的力而出现拉裂），通常第一次拉深时拉入凹模的坯料比所需的加大35（注意此时的坯料作相应的放大），而在第二次、三次多拉入13，多拉入的材料会逐次返回到凸缘上，这样凸缘可能会变厚或出现微小的波纹，可通过校正工序校正过来，而不会影响工件的质量。宽凸缘工件的拉深方法有两种：宽凸缘工件的拉深方法有两种：图416a所示的方法适用于d凸200mm的大型工件的拉深。模具第四章拉深模有凸缘圆筒工件的工序尺寸计算有凸缘圆筒工件的工序尺寸计算n利用公式d1=m1D,d2=m2d1，dn=ndn-1，并依据的取值，依次计算各次拉深直径dn，直至dnd（工
21、件的直径）为止，n即为拉深次数，并以工件直径d来修正拉深因数。调整各次拉深的直径dn-1，dn-2，d2，d1，各次拉深的高度是依据毛坯直径公式（表47的序号4公式）推导出来的，见：n有凸缘圆筒工件工序尺寸的具体计算见4.2.3节的计算部分。n3 3、矩形拉深件工序尺寸的计算、矩形拉深件工序尺寸的计算 1 1）判断矩形工件能否一次拉出）判断矩形工件能否一次拉出n矩形工件拉深时圆角部分的受力与变形皆比直边大，起皱和拉裂容易在圆角部分发生，因此毛坯的变形程度用圆角部分的拉深因数来表示。即m=d角/D，当r角=r底=r时，则 由此可知，工件的变形程度可用工件的相对高度值H/r来表示。矩形件一次能拉深
22、的极限（最大）相对高度见表410。n通过表410与表（48）可见，矩形工件初次拉深的极限高度比圆筒形工件要大，这是因为矩形拉深工件由于应力分布不均匀，其平均拉应力比圆筒形工件要小，则减小了危险截面拉裂的可能，允许有比圆筒形件大的变形。n如果工件的相对高度H/r角小于表410中的极限值，矩形件可一次拉深成形。否则，要进行多次拉深。模具第四章拉深模2）矩形拉深工件的工序尺寸计算）矩形拉深工件的工序尺寸计算 零件的H/r角大于表4-10的值时,需多次拉深。表411为多次拉深所能达到的最大相对高度Hn/B，用这个表可初步判断拉深的次数。n方、矩形件多次拉深的前几次拉深，往往用过渡形状（正方形用圆形过渡
23、、矩形用长圆或椭圆形过渡），而最后一道工序才拉深成所需要的正方形或矩形工件。如下图是多次拉深的方、矩形件的过渡形状。n显然，倒数第二道工序，即（n1）道工序的尺寸确定是非常重要的，下面仅讨论方形工件的过渡尺寸。n下图a所示的方形拉深件，用圆形作为过渡形状，第（n-1）道工序圆筒形半成品的直径为Dn1=2bn+B。（图418为bn的取值图）用等面积法求Hn10.88H 用Dn1及Hn1的圆筒可反算出（n-2），2，1道工序尺寸。计算方法同无凸缘圆筒形工件。n下图所示的用圆形过渡方形工件和用长圆形过渡矩形工件，皆适用于厚料。薄料的过渡形状和尺寸请参考有关手册。模具第四章拉深模五、拉深模工作部分的设
24、计五、拉深模工作部分的设计1、拉深模间隙、拉深模间隙 拉深模的间隙是指凸、凹模横向尺寸的差值，如图所示。双边间隙用Z来表示。n间隙过小，工件质量较好，但拉力大，工件易拉断，模具磨损严重，寿命低。间隙过大，拉深力小，模具寿命虽提高了，但工件易起皱、变厚，侧壁不直，口部边线不齐，有回弹，质量不能保证。故确定间隙的原则是：即要考虑板料公差的影响，又要考虑毛坯口部增厚的现象，所以间隙间隙值一般应比毛坯厚度略大一些。值一般应比毛坯厚度略大一些。）旋转体工件）旋转体工件用压边圈时，单边间隙值见表412。不用压边圈时应考虑到起皱的可能，间隙取得较大，单边间隙的取值为：（Z/2）（11.1）tmax。精度要求
25、高的拉深件，其单边间隙的取值为：（Z/2）（0.90.95）t。2 2）矩形工件）矩形工件直边部分的单边间隙的取值为：中间 工序的拉深：（Z/2）（11.1）t；末次拉深：（Z/2）t。圆角部分的间隙要比直边部分大0.1t。模具第四章拉深模2、凸、凹模工作部分的尺寸和公差、凸、凹模工作部分的尺寸和公差n1）中间过渡工序的半成品尺寸，由于没有严格限制的必要，模具尺寸只要等于半成品的尺寸即可，若以凹模为基准，则模具尺寸计算为：n凹模尺寸为凹模尺寸为：n 凸模尺寸为：n2)末次拉深时凸、凹模尺寸与公差，应安工件的要求来确定。n当工件要求外形尺寸精度较高时（见图a）应以凹模为设计基准，由于凹模磨损后增
26、大，其尺寸：凹模尺寸：凸模尺寸：当工件要求内形尺寸精度较高时（图b），应以凸模为设计基准，考虑到凸模会越磨越小，其尺寸计算为：n凸模尺寸凸模尺寸：n凹模尺寸：模具第四章拉深模3）对于矩形工件拉深模具，其圆角部分的间隙比直边大0.1t，如图所示。n当工件要求外径尺寸时，凹模的圆角半径Rd按式(4-24）计算,即 。由图421a可推算出，凸模的圆角半径：。n当工件要求内径尺寸时，凸模的圆角半径rp可按式（4-26）来计算，即 。有图421b可推算出，凹模的圆角半径 。模具第四章拉深模3、拉深模的凹模圆角半径、拉深模的凹模圆角半径n凹模洞口圆角半径r凹对拉深工作影响很大。r凹过小时，毛坯被拉入凹模的
27、阻力就大，拉深力也增加，易使工件产生划痕、变薄甚至拉裂，还使模具寿命降低。r凹过大时，会使压边圈下的毛坯悬空，使有效压边面积减小，易起皱。n在不产生起皱的前提下，凹模圆角半径愈大愈好。由经验公式得r凹的最小值：首次拉深的r凹可由表413查得。n以后各次的拉深模r凹应按r凹n=（0.60.8)r凹(n-1)来逐步减小，但不应小于材料厚度的两倍。如有凸缘工件的凸缘圆角要求小于料厚，需加整形工序。模具第四章拉深模4、拉深模的凸模圆角半径拉深模的凸模圆角半径n凸模的圆角半径r凸对拉深工件也有影响。当r凸过小时，则角部弯曲变形大，危险断面容易拉断。当 r凸过大时，则毛坯底部的承压面积减小，悬空部分加大，
28、容易产生底部变薄和起皱。n除最后一次拉深，凸模的圆角半径r凸应比凹模半径略小，即：r凸=(0.61)r凹，最后一次拉深时，凸模的r凸应等于零件的内圆半径，但不得小于材料厚度。如工件的内圆角半径要求小于料后，则要有整形工序来完成。模具第四章拉深模5、锥形凹模结构、锥形凹模结构n当毛坯的相对厚度大时，不易起皱，不用压边结构，凹模可采用左上图所示的锥形凹模，可使拉深中毛坯的过渡形状成曲面，则有更大的抗失稳能力，可降低极限拉深因数，提高变形能力。n当毛坯的相对厚度小时，必须采用有压边圈的模具。如果工件尺寸较大（d100mm）时，凸、凹模均应带有斜角，如左下图所示。采用这种结构毛坯容易定位，并减少变形抗
29、力，避免材料变薄。不过采用这种结构要注意前后两道工序的相互协调。n另外，凸模应钻通气孔，这样会使卸件容易，否则凸模与工件由于真空状态而无法卸件。通气孔尺寸及数量见表414。模具第四章拉深模六、压边力和拉深力的确定六、压边力和拉深力的确定n1、压边方式及压边力的确定、压边方式及压边力的确定n1）采用压边圈的条件）采用压边圈的条件 压边是防止起皱的一个有效方法。是否需要加压边，可采用以下公式进行估算。n用锥形凹模拉深时，不用加压边的条件，首次拉深：t/D0.03(1-m)，以后各次拉深：t/d0.03(1/m)-1。n用普通平端面凹模拉深时，不用加压边的条件，首次拉深：t/D0.045(1-m)，
30、以后各次拉深：t/d0.045(1/m)-1。如果不能满足上述公式的要求，则在拉深模设计时应考虑加压边装置。2）压边力的大小）压边力的大小 压边力的选择要适当，如果压边力过大，工件会被拉断；压边力过小，工件凸缘会起皱。压边力的计算公式见表4-15。表416、表417。在实际工作中，应根据所计算的压边力，在试模中加以调整，使工件既不起皱也不被拉裂。模具第四章拉深模3)压边装置压边装置n首次拉深一般采用平面压边装置（见图4-24）。对于宽凸缘件可采用如图4-25所示的压边圈，以减少材料与压边圈的接触面积，增大单位压边力。模具第四章拉深模为避免压边过紧，可采用带限位的压边圈（见图4-26）。小凸缘或
31、球形件拉深，则采用有拉深肋或拉深槛的压边圈（见图4-27）。n再次拉深模，采用筒形压边圈，如图4-26b、c所示。一般来说再次拉深模所需的压边力较小，而提供压边力的弹性力却随着行程而增加，所以要用限位装置。n单动压力机进行拉深时，其压边力靠弹性元件产生,常用的有气垫、弹簧垫、橡胶垫等。双动压力机进行拉深时，将压边圈装在外滑块上，压边力保持不变。2、拉深力的计算、拉深力的计算n采用压边圈的圆筒形件：F=Kdtb 不采用压边圈的圆筒形件的拉深力仍可用上式计算，仅用系数K进行调整见表4-18。n横截面为矩形、椭圆形等拉深件的拉深力：F=KLtb3、压力机吨位的选择、压力机吨位的选择n浅拉深时：F压(
32、1.251.4)(F+FQ)；n深拉深示：F压(1.72)(F+FQ)。模具第四章拉深模第二节第二节 拉深模的设计示范拉深模的设计示范n一、无凸缘圆筒形工件的首次拉深模一、无凸缘圆筒形工件的首次拉深模n工件图：n生产批量：n材料：10钢板n料厚：1mmn设计步骤：1、工艺分析 此工件为无凸缘圆筒形工件，要求内形尺寸，没有厚度不变的要求。此工件形状满足拉深的工艺要求，可用拉深工序加工。n 工件底部圆角半径r=8mm，大于拉深凸模圆角半径r凸=46mm（见表4-3，首次拉深凹模的圆角半径r凹=6t=6mm，而r凸=（0.41）r凹=46mm,r r凸），满足首次拉深对圆角半径的要求。尺寸 mm，按
33、公差表查得为IT14级，满足拉深工序对工件公差等级的要求。10钢的拉深性能较好。n总之，该工件的拉深工艺性较好，需进行如下的工序计算，来判断拉深次数。n1）计算毛坯直径D：=116mm。n2）判断拉深次数：工件总的拉深因数m总=d/D=0.64。毛坯的相对厚度t/D=0.0086。用t/D0.045(1-m)判断拉深时是否需要压边。因0.045(1-m)=0.0162，而t/D=0.0086 m1，故工件只需一次拉深。模具第四章拉深模2、确定工艺方案、确定工艺方案n本工件首先需要落料，制成直径D=116mm的圆片，然后进行拉深，拉成内径为 内圆角r=8mm的无凸缘圆筒，最后按h=29.5mm进
34、行修边。n3、进行必要的计算、进行必要的计算n1）计算压边力、拉深力）计算压边力、拉深力n由表4-15确定压边力的计算公式：FQ=(/4)D-(d1+2r凹)q=11350Nn计算拉深力nF=Kdtb=76700Nn压力机的公称压力：nF压14(F+FQ)=125020N 故压力机的公称压力要大于125KN。2）模具工作部分尺寸的计算）模具工作部分尺寸的计算n拉深模的间隙。由表4-12查得拉深模的单边间隙是1.1mm，所以间隙应为2.2mm。n拉深模的圆角半径r凹按表4-13选取，r凹=8t=8mm，凸模的圆角半径r凸等于工件的内圆角半径，即r凸=r=8mm。n凸、凹模工作部分的尺寸和公差。由
35、于工件要求内形尺寸，n3）确定凸模的通气孔由表4-14查得，凸模的通气孔直径为6.5mm。模具第四章拉深模4、模具的总体设计、模具的总体设计 （总装图如下所示）n说明：拉深模具在单动压力机上拉深，压边圈采用平面式的，坯料用压边圈的凹槽定位，凹槽深度小于1mm，以便压料，压边力用弹性元件控制，模具采用倒装结构，出件时用卸料螺钉顶出。n由于此拉深件是非标准形式，需计算模具闭合高度。其中各模板的尺寸需取国标。n5、设备的选择、设备的选择n设备的工作行程需要考虑工件成形和方便取件。n除上述外，对于一项完整的模除上述外，对于一项完整的模具设计，还必须要有各个标准具设计，还必须要有各个标准件的选用和非标准件的设计。件的选用和非标准件的设计。模具第四章拉深模表41 模具第四章拉深模表42模具第四章拉深模表43模具第四章拉深模表44模具第四章拉深模表45模具第四章拉深模表48模具第四章拉深模表49模具第四章拉深模表410模具第四章拉深模表410模具第四章拉深模表411模具第四章拉深模表414模具第四章拉深模表415、表4-16、表4-17模具第四章拉深模表412模具第四章拉深模表4122023-1-20模具第四章拉深模
