第四章拉深模设计

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1、哈职院模具教研室模块四玻璃升降器外壳落料拉深复合模设计任务拉深模特点：结构较简单，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。课题一拉深概述一、拉深的概念及应用1.拉深：是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成空心零件的加工方法。2.应用：应用广泛，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。二、分类不变薄拉深：成形后零件的厚度与拉深前坯料厚度基本相同。变薄拉深：成形后零件的壁厚比原坯料厚度减薄。三、拉深模课题二首次拉深变形过程及其工艺性拉深过程就是凸缘逐渐减少，转化成筒

2、壁的过程。一、拉深变形过程1．宏观分析拉深前，于坯料上划出扇形区域oab，拉伸开始后，扇形区转化为三部分：凸缘部分a’b’cd：逐渐转化为筒壁，比例减小，是变形区。筒壁部分cdef，逐渐增加，为传力区。筒底部分oef，基本不发生变形，在拉深过程中是传力区。2.微观分析应用网格法观察变形情况，分析变形特点。分析结论：1）变形区与传力区：坯料的凸缘部分上的网格形状发生明显改变是变形区，筒底网格基本无变化，所以为传力区。2）变形区的变形特点：等间距的同心圆筒壁上的水平圆周线，而且其间距a增大，越靠筒的上部增大越多，即。等分度射线筒壁上的垂直平行线，其间距则

3、完全相等，即。从网格变化可以看出：拉深前的扇形单元格变为拉深后的矩形单元格，其产生原因是在外力的作用下，坯料凸缘区内部的各个小单元体之间产生了相互作用的内应力，表现为径向受到拉应力的作用长度增加；切向受压应力的作用长度减小。3）坯料厚度变化从单元格的变化上可以看出：变形结束后所得矩形网格的宽度都相等，而变形前坯料上的扇形网格却是越靠近外边缘网格越大，应此宽度上需要转移的多余金属越多。这部分多余金属不仅转移到了高度上，也向坯料的厚度上发生了转移，所以拉深所得的筒形件在口部有最大厚度。二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态1.凸缘部分：属于变形区，切向受压

4、，径向受拉。厚度有所增加，当变形程度过大时易起皱。2.凸模圆角部分：也属于变形区，但变形程度较小，受到拉深和弯曲的综合影响，变形较复杂。3.筒壁部分：变形已结束，成为传力区。受单向拉应力。4.凹模圆角部分：属于传力区，在切向和径向都受拉应力作用，同时由于凸模圆角半径的影响产生弯曲变形，坯料在此处厚度减薄，易拉裂。5.筒底部分：始终为传力区，受切向和径向的拉应力作用产生双向拉伸变形。四、拉深件的主要质量问题1、起皱1）概念：在拉深时，变形区压缩失稳导致起皱，是指凸缘上材料产生皱折。2）危害：拉深力、拉深功增大；拉深件质量降低；拉深件破裂；严重时损坏模具

5、和设备。3）影响拉深起皱的主要因素（1）坯料的相对厚度：相对厚度越小越易起皱。（2）变形成度：变成程度越大越易起皱。有无压边圈模具结构a)无压边圈模具b)带压边圈模具4）起皱的判断：可根据相对厚度的大小由相关表格查出。5）起皱的解决措施：在模具结构中设置压边圈并施加合理的压料力。2）解决措施根据拉裂产生的不同原因采取相应的措施。如凸缘起皱引起拉裂应先解决起皱问题；压边力过大引起的起皱则应重新调整压边力等等。2、拉裂1）拉裂产生的部位与原因拉裂：由于材料内部拉应力过大，拉深件在坯料最薄处出现裂纹称为拉裂。产生原因：凸缘起皱；压边力过大；变形程度过大等。

6、五、拉深件的工艺性1.对拉深件的外形尺寸的要求：设计拉伸件时应尽量减少工件的高度，使其可能用一道或两道拉深工序来完成。2.对拉深件形状要求：①设计拉深件时，应明确标注必须保证的是内形还是外形尺寸，不能同时标注工件的内、外形尺寸。②拉深件形状应尽量简单对称，避免采用非常复杂的和非对称的拉深件；对于半敞开的或非对称的空心件，应能成对组合拉深后再将其剖切成两个或多个零件。③拉深外形复杂的空心件时，要考虑工序间毛坯定位的工艺基准。④拉深件的口部允许稍有回弹，但应保证整形或剖开后能达到断面及高度的尺寸要求。（3）拉深件的圆角半径①圆筒件的圆角半径：底部与壁部的

7、圆角半径应满足rd≥t（rd相当于凸模半径）；凸缘与壁间的圆角半径应满足R≥2t；否则应增加整形工序。从有利于变形角度出发，最好取rd≈（3～5）t,R≈（4～8）t。②盒形件角部分的圆角半径r≥3t；为了减少拉深次数，应尽可能取r≥H/5（H—盒形件的高度）。③拉深件的底部或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足：a≥R+0.5t或a≥rd+0.5t拉深件的圆角半径4.尺寸公差等级及表面质量的要求：①拉深件断面尺寸的公差等级一般都在IT13以下，不宜高于IT11；②拉深件的厚度公差要求一般不应超过拉深工艺壁厚变化规律。据统计对于不变薄拉深：壁的最大增厚量约

8、为(0.2～0.3)t，最大变薄量约为（0.10～0.18）t，t为板料厚度；盒形件的四角也要增厚。③多次拉