冷冲压模设计与制造 教学课件 作者 贾铁钢第4章 拉深模设计.ppt

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1、第4章拉深模设计学习目标：1.了解拉深变形过程；2.知道拉深件常见的质量问题并理解其影响因素、解决方法；3.能进行旋转体拉深件坯料尺寸的计算；4.能进行圆筒形件的拉深次数与工序尺寸的计算；5.理解拉深系数及极限拉深系数概念，并能进行拉深次数的确定；6.了解带凸缘圆筒形件及其他形状拉深件的工艺性分析与工艺设计方法；7.认识拉深模典型结构及特点；8.能进行圆筒形件拉深模具的设计。重点：1.拉深件常见的质量问题并理解其影响因素、解决方法；2.旋转体拉深件坯料尺寸的计算；3.圆筒形件的拉深次数与工序尺寸

2、的计算；4.圆筒形件拉深模工作零件设计方法。难点：1.拉深变形过程及拉深件质量影响因素；2.拉深件坯料尺寸的计算；3.其它形状零件的拉深变形特点；4.拉深模典型结构与拉深模工作零件设计。4.1拉深变形过程分析4.1.1拉深变形过程及特点在拉深过程中产生了塑性流动而转移，使得拉深后工件的高度增加了Δh。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4.1.2拉深过程中坯料内的应力与应变状态

3、1．坯料在拉深过程区域划分（1）凸缘平面区→拉深变形的主要区域，易形成起皱。（2）凸缘圆角部区→过渡区，易出现破裂。（3）筒壁区→传力区，拉深力由筒壁传导凸缘区，厚度减薄。（4）底部圆角区→变薄严重区，最容易出现拉裂。（5）筒底区→基本上不变形区，厚度略有变薄。2．起皱3．拉裂4.2拉深件的工艺性4.2.1拉深件的形状、尺寸及精度拉深件应尽量简单、对称4.2.2拉深件的材料要求具有较好的塑性4.3旋转体拉深件坯料尺寸的确定4.3.1坯料形状和尺寸确定的原则1．形状相似性原则2．表面积相等原则4.

4、3.2简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定D=4.4圆筒形件的拉深工艺计算4.4.1拉深系数及其极限圆筒形件的拉深系数m是以每次拉深后的直径与拉深前的坯料(工序件)直径之比表示。总拉深系数：m=d/D表示从坯料直径D拉深至产品直径d的总变形程度。为了防止在拉深过程中产生起皱和拉裂的缺陷，应减小拉深变形程度。为了保证拉深工艺的顺利进行，就必须使拉深系数大于一定数值，这个一定的数值即为在一定条件下的极限拉深系数，用符号“[m]”表示。小于这个数值，就会使拉深件起皱、拉裂或严重变薄而超差。4.4.2圆筒形件

5、的拉深次数与工序尺寸的计算1．无凸缘圆筒形件的拉深次数与工序尺寸的计算（1）拉深次数的确定m=d/D大于[m1]，即m＞[m1]时，则该拉深件只需一次拉深就可拉出，否则就要进行多次拉深。1）推算法d1=[m1]D、d2=[m2]d1、…、dn=[mn]dn-1，直到dn≤d2）查表法根据坯料相对厚度t/D与零件的相对高度H/d查取拉深次数。（2）各次拉深工序尺寸的计算1）各次工序件的直径d1=m1Dd2=m2d1┇dn=mndn-1=d2）各次工序件的圆角半径工序件的圆角半径r等于相应拉深凸模的

6、圆角半径rp，即r=rp。但当料厚t≥1时，应按中线尺寸计算，这时r=rp+t/2。3）各次工序件的高度易拉罐拉深实例生产工序一次拉深→二次拉深→三次拉深→四次拉深→五次拉深→整形→曲面印刷→收口.WMV2．带凸缘圆筒形件的拉深方法与工序尺寸的计算（1）拉深方法1）窄凸缘圆筒形件的拉深可先按无凸缘圆筒形件进行拉深，再在最后一次工序用整形的方法压成所要求的窄凸缘形状。2）宽凸缘圆筒形件的拉深多次拉深逐渐缩小筒形部分直径和增加其高度首次拉深高度基本拉到零件要求的尺寸，以后各次拉深时仅减小圆角半径和筒

7、形部分直径。（2）拉深特点1）常用相对拉深高度H/d来反映其变形程度2）宽凸缘圆筒形件需多次拉深时，第一次拉深必须将凸缘尺寸拉到位，以后各次拉深中，凸缘的尺寸应保持不变。（3）带凸缘圆筒形件的拉深变形程度mt=d/D（4）带凸缘圆筒形件的各次拉深高度（5）带凸缘圆筒形件的拉深工序尺寸计算程序带凸缘圆筒形件4.5圆筒形件的拉深力、压料力与压料装置4.5.1拉深力的确定首次拉深F=K1πd1tσb以后各次拉深F=K2πditσb(i=2、3、…、n)4.5.2压料力的确定任何形状的拉深件FY=Ap圆

8、筒形件首次拉深FY=π[]p/4圆筒形件以后各次拉深FY=πp/4(i=2、3、…)4.5.3压料装置1.弹性压料装置2.刚性压料装置4.5.4拉深压力机标称压力的确定单动压力机Fg＞F+FY双动压力机Fg内＞FFg外＞FY4.6其他形状零件的拉深4.6.1阶梯圆筒形件的拉深4.6.2轴对称曲面形状件的拉深4.6.3盒形件的拉深4.7拉深工艺的辅助工序4.7.1润滑减小板料与凹模角之间的摩擦力4.7.2热处理消除工件的加工硬化和内应力4.7.3酸洗去除工件表面的油污及其氧化皮等4.8拉深模设计4