拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì).ppt
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1、拉深工藝與拉深模具設(shè)計(jì),概述 4.1 拉深模設(shè)計(jì)程序 4.2 審圖與拉深工藝性分析 4.3 拉深件毛坯尺寸計(jì)算 4.4 圓筒形件拉深計(jì)算 4.5 拉深凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.6 拉深件成形模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.7 其它旋轉(zhuǎn)體件的拉深 4.8 盒形件的拉深 4.9 其它拉深方法 4.10拉深次品分析及拉深中的輔助工序,,,,,,,,,,,返回目錄,概述 拉深:指將一定形狀的平板毛坯通過(guò)拉深模沖壓 成各種形狀的開口空心件,或以開口空心 件為毛坯通過(guò)拉深進(jìn)一步使空心件改變形 狀和尺寸的一種冷沖壓加工方法。,拉深變形過(guò)程,類型:不變薄拉深、變薄拉深 不變薄拉深:在拉深過(guò)程中不產(chǎn)生較大的變薄,
2、 筒壁與筒底厚度較一致的拉深工藝。 變薄拉深:指以空心開口零件為毛坯,通過(guò)減小 壁厚成形零件的拉深工藝。,拉深件,拉深模,播放動(dòng)畫,4.1 拉深模設(shè)計(jì)程序,課后思考,1、闡述拉深模設(shè)計(jì)程序,與沖裁模設(shè)計(jì)程 序比較,在確定工藝方案時(shí)有什么區(qū)別?,4.2 審圖與拉深工藝性分析 學(xué)習(xí)目標(biāo): 掌握拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性要求,了解拉深件在 公差、材料上的要求,掌握拉深件工序安排的一般 原則。 教學(xué)要求: 根據(jù)彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性要求改善拉深件的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì);能夠根據(jù)拉深件的工藝條件,確定拉深件 圓角半徑,確定帶孔拉深件的孔的位置。,4.2.1 對(duì)拉深件形狀尺寸的要求 1)拉深件形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱,
3、盡可能一次拉 深成形。 2)盡量避免半敞開及非對(duì)稱的空心件,應(yīng)考慮設(shè) 計(jì)成對(duì)稱(組合)的拉深,然后剖開;,3)在設(shè)計(jì)拉深件時(shí),應(yīng)注明必須保證外形或內(nèi)形 尺寸,不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外形尺寸;帶臺(tái)階的拉 深件,其高度方向的尺寸標(biāo)注一般應(yīng)以底部為 基準(zhǔn)。 4)拉深件口部尺寸公差應(yīng)適當(dāng)。,5)一般拉深件允許壁厚變化范圍0.6t1.2t,若 不允許存在壁厚不均現(xiàn)象,應(yīng)注明; 6)需多次拉深成形的工件,應(yīng)允許其內(nèi)、外壁 及凸緣表面上存在壓痕;,4.2.2 拉深件圓角半徑的要求 1.凸緣圓角半徑rd 凸緣圓角半徑rd:指壁與凸緣的轉(zhuǎn)角半徑。 要求: 1)rd2t 一般?。簉d=(48)t 2)當(dāng)rd0.5
4、mm時(shí),應(yīng)增加整形工序。,2.底部圓角半徑rpg 底部圓角半徑rpg:指壁與底面的轉(zhuǎn)角半徑。 要求: 1)rpgt,一般?。簉pg(35)t 2)rpgt,增加整形工序,每整形一次,rpg 可減小1/2。,3.矩形拉深件壁間圓角半徑rpy 矩形拉深件壁間圓角半徑rpy: 指矩形拉深件的四個(gè)壁的轉(zhuǎn)角半徑。 要求:rpy3t及rpyH/5,4.2.2 拉深件上的孔位布置 1)孔位應(yīng)與主要結(jié)構(gòu)面(凸緣面)在同一平面, 或孔壁垂直該平面,便于沖孔與修邊在同一 道工序中完成。,2)拉深件側(cè)壁上的沖孔與底邊或凸緣邊的距離,3)拉深件凸緣上的孔距: 4)拉深件底部孔距:,4.2.3 拉深件的精度等級(jí) 主
5、要指其橫斷面的尺寸精度;一般在IT13級(jí) 以下,不宜高于IT11級(jí),高于IT13級(jí)的應(yīng)增加整 形工序。 4.2.4 拉深件的材料 1)具有較大的硬化指數(shù); 2)具有較低的徑向比例應(yīng)力r/b峰值; 3)具有較小的屈強(qiáng)比s/b; 4)具有較大的厚向異性指數(shù)r。,4.2.5 拉深件工序安排的一般原則 l)在大批量生產(chǎn)中,在凹、凸模壁厚強(qiáng)度允許 的條件下,應(yīng)采用落科、拉深復(fù)合工藝; 2)除底部孔有可能與落料、拉深復(fù)合沖壓外, 凸緣部分及側(cè)壁部分的孔、槽均需在拉深工 序完成后再?zèng)_出; 3)當(dāng)拉深件的尺寸精度要求高或帶有小的圓角 半徑時(shí)應(yīng)增加整形工序; 4)修邊工序一般安排在整形工序之后; 5)修邊沖孔常
6、可復(fù)合完成。,電線插座外殼的沖壓程序,實(shí)例分析 生產(chǎn)批量:大批量 材料:Al 料厚:0.3mm,課后思考,1、什么情況下會(huì)產(chǎn)生拉裂?拉深工藝順利進(jìn)行的必要條件是什么? 2、影響拉深時(shí)坯料起皺的主要因素是什么?防止起皺的方法有哪些?機(jī)理是什么?,4.3 拉深件毛坯尺寸計(jì)算 學(xué)習(xí)目標(biāo): 能夠計(jì)算圓筒形拉深件的毛坯尺寸,了解復(fù) 雜旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯計(jì)算方法。 教學(xué)要求: 能夠利用等面積法,計(jì)算圓筒形拉深件的毛 坯尺寸;能夠查表確定常見的旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛 坯尺寸。,4.3.1 簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 計(jì)算原則:按等面積(即拉深前后材料面積不變) 原則進(jìn)行計(jì)算,再加上修邊余量。,數(shù)學(xué)
7、計(jì)算法: 1)將制件分成若干簡(jiǎn)單幾何形狀(包括修邊余 量),以其中間層進(jìn)行計(jì)算; 注:厚度小于1mm的拉深件,可根據(jù)工件外壁尺寸計(jì)算 2)疊加各段中間層面積,求出制件中間層面積; 3)根據(jù)“等面積原則”求出毛坯直徑。 式中 S毛坯面積(包括修邊余量); f簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件各部分面積; D毛坯直徑。,案例分析: 帶凸緣制件 無(wú)凸緣制件,將制件分割為: 1)1/4凹球環(huán) 2)圓柱 3)1/4凸球環(huán) 4)圓板,計(jì)算: 1)1/4凹球環(huán) 2)圓柱 3)1/4凸球環(huán) 4)圓板 5)修邊 無(wú)凸緣 有凸緣,1)帶凸緣毛坯直徑 2)不帶凸緣毛坯直徑,4.3.2 復(fù)雜旋
8、轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 相似原則 1.解析法 若拉深件可由若干個(gè)簡(jiǎn)單幾何形狀組成,則先分別求出各部分的表面積F,再相加得出拉深件的總面積F,最后按下式計(jì)算毛坯直徑。,4.3.2 復(fù)雜旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 2.形心法: 任何形狀的母線繞軸線旋轉(zhuǎn),所得 到的旋轉(zhuǎn)體面積等于母線長(zhǎng)度與其重心旋轉(zhuǎn)所 得周長(zhǎng)的乘積(是該段母線重心至軸線 的距離)。 旋轉(zhuǎn)體面積: 毛坯面積: 因: 故,(1)由直線和圓弧相連接的形狀,(2)曲線連接的形狀,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、不變薄拉深簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體毛坯尺寸的計(jì)算常采用 。,參考答案,課后思考,1、拉深件坯料尺寸的計(jì)算遵循什么原則? 2、簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯
9、尺寸的計(jì)算原 則是什么?,4.4 圓筒形件拉深計(jì)算 學(xué)習(xí)目標(biāo): 了解拉深系數(shù)的概念,能夠計(jì)算圓筒形件的 拉深次數(shù)及各次拉深的工序件尺寸;計(jì)算圓筒形 件的拉深力。 教學(xué)要求: 能夠利用推算法或查表法確定無(wú)凸緣圓筒形 件的拉深次數(shù)及工序件尺寸;查表確定帶凸緣圓 筒形件的拉深次數(shù);分別掌握寬凸緣及窄凸緣圓 筒形件的多次拉深的工序計(jì)算步驟。,4.4.1 拉深系數(shù) 拉深系數(shù):指用于表示拉深變形程度的工藝指數(shù)。 其值為拉深后制件直徑與拉深前毛坯 直徑之比值。 m=d/D 若需經(jīng)過(guò)多次拉深方能成形,則: 首次拉深 m1=d1/D 以后各次拉深 m2=d2/d1 m3=d3/d2 mn
10、=dn/dn-1 m總=d/D=m1m2m3mn,式中: m拉深系數(shù); d拉深后制件直徑; D拉深前毛坯直徑; m1、m2、m3、、mn各次的拉深系數(shù); d1、d2、d3、、dn-1、dn各次拉深制件的直徑; m總需多次拉深成形制件的總拉深系數(shù)。 注意:拉深系數(shù)系愈小,表示拉深變形程度愈大。 極限拉深系數(shù):指當(dāng)拉深系數(shù)減小至使拉深件起 皺、斷裂或嚴(yán)重變薄超差時(shí)的臨界拉深系數(shù)。,4.4.2 圓筒形拉深件拉深次數(shù)及工序尺寸計(jì)算 1.拉深次數(shù) 當(dāng)md=d/Dm極限時(shí),可以一次拉深,否則需多 次拉深。 1)推算法:根據(jù)極限拉深系數(shù)和毛坯直徑,從第一道拉深工序開始逐步向后推算各工序的直徑,一直算到
11、得出的直徑小于或等于工件直徑,即可確定所需的拉深次數(shù)。 d1= m1D d2= m2d1 。。。。。。 dn= mndn-1 式中 d1、d2dn-1、dn第1、2、(n-1)、n道工序的直徑; m1、m2mn第1、2、n道工序的極限拉深系數(shù); D毛坯直徑。,2)根據(jù)工件的相對(duì)高度h/d和毛坯的相對(duì)厚度 t/D,查表確定拉深次數(shù)n。,上表只適合08及10號(hào)鋼的拉深件,2.拉深件工序件尺寸 1)直徑 確定拉深次數(shù)后,應(yīng)調(diào)整拉深系數(shù),使首 次拉深盡可能接近極限拉深系數(shù),其余拉深逐 漸增加,使m1 12、1 dn=mndn-1 式中 d1、d2dn-1、dn第1、2、(n-1)、n道工序的直徑; m1、m2mn第1、2、n道工序的拉深系數(shù); D毛坯直徑。,2)工序件底部圓角半徑 合理選配各次拉深工序件的底部圓角半徑 3)高度,無(wú)凸緣圓筒形件拉深工序計(jì)算流程,4.4.3 有凸緣圓筒形的拉深計(jì)算 1.判斷能否一次拉深成形 (1)利用極限相對(duì)高度進(jìn)行判斷(查表) 如果工件的相對(duì)高度h/d小于或等于表中對(duì)應(yīng)的極限相對(duì)高度h1/d1值時(shí),則可以一次拉深成形;否則需多次拉深。 (2)利用極限拉深系數(shù)進(jìn)行判斷(查表) 如果工件的相拉深系數(shù)mF1大于或等于表中對(duì)應(yīng)的極限拉深系數(shù)mF1值時(shí),則可以一次拉深 13、成形;否則需多次拉深。,,窄凸緣圓筒形件應(yīng)先拉成圓筒形,然后形成錐形凸緣,最后再經(jīng)校平獲得平凸緣;所以窄凸緣圓筒形件的拉深工序的計(jì)算,可用無(wú)凸緣的圓筒形件的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。,2. 窄凸緣圓筒形件(dF/d=1.11.4)的多次拉深計(jì)算,工序計(jì)算步驟: 1)選取修邊余量; 2)計(jì)算毛坯直徑D; 3)判斷能否一次拉深; 4)判斷是否窄凸緣筒形件,確定拉深方法; 5)計(jì)算各工序件的拉深直徑; 6)合理選配各次拉深的圓角半徑; 7)確定各工序件的拉深高度 8)畫出工序圖。,3. 寬凸緣圓筒形件(dF/d1.4)的多次拉深計(jì)算,(1)拉深方法 寬凸緣零件多次拉深應(yīng)先按零件要求的尺寸拉出凸緣直徑(包 14、括修邊余量),并在以后拉深工序中保持凸緣直徑不變,只是逐漸地縮小圓筒部分的直徑。,為保持在以后拉深工序中的凸緣直徑不變,通常第一次拉入凹模的材料要比工件最后拉深部分實(shí)際材料多約5%,這些多余材料在后面的拉深中,部分材料被擠回到凸緣。,(2)保持凸緣直徑不變 凸緣一經(jīng)形成,在后續(xù)的拉深中就不能變動(dòng)。因?yàn)楹罄m(xù)拉深時(shí) ,凸緣的微量縮小會(huì)使中間圓筒部分的拉應(yīng)力過(guò)大而使危險(xiǎn)斷面破裂。為此,必須正確計(jì)算拉深高度,嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模的深度。,(3)計(jì)算程序 1)選取修邊余量; 2)預(yù)算毛坯直徑D; 3)判斷能否一次拉深; 4)計(jì)算拉深次數(shù); 5)計(jì)算各工序件的拉深直徑; 6)合理選配各次拉深的圓角半徑 15、; 7)重新修整毛坯直徑; 8)計(jì)算第一次拉深高度,并校核其相對(duì)高度; 9)計(jì)算以后各次的拉深高度; 10)畫出工序圖。,實(shí)例分析,相對(duì)厚度: 總拉深系數(shù): 首次拉深系數(shù): 采用不帶壓邊圈 以后各次拉深系數(shù): 采用不帶壓邊圈,調(diào)整 取 則: 取 則:,4.4.4 圓筒形件拉深的拉深力與壓料力 1. 拉深力的計(jì)算 (1)采用壓邊圈 首次拉深 以后各次拉深 (2)不采用壓邊圈 首次拉深 以后各次拉深,2. 壓料力 QAp 式中壓料圈下坯料的投影面積; 單位面積壓料力。 圓筒形件首次拉深 圓筒形件以后各次拉深 (2、3、、) 3. 壓力機(jī)公稱壓力( Fg)的確定 工藝總壓力為:Fz=F+Q 16、淺拉深 Fg(1.61.8)Fz 深拉深 Fg(1.82.0)Fz,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、拉深變形程度用 表示。 判斷 1、后次拉深的拉深系數(shù)可取得比首次拉深的拉深系數(shù) 小。( ) 2、拉深系數(shù)越小,說(shuō)明拉深變形程度越大。( ) 3、要分多次拉深的圓筒形件,每次拉深系數(shù)應(yīng)該大于或等于圖表推薦值。( ) 計(jì)算 圓筒件直徑為 d ,高為h ,若忽略低部圓角半徑 r不 計(jì),設(shè)拉深中材料厚度不變,極限拉深系數(shù)m=0.5時(shí),求 容許的零件最大相對(duì)高度(h/d)為多少?,參考答案,課后思考,1、為什么有些拉深件要二次或多次拉深才 能成形? 2、拉深系數(shù)的意義?怎樣判斷拉深件能否 一次拉深成功?,4 17、.5 拉深凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)目標(biāo): 能夠理解拉深凸模和凹模結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算, 掌握拉深凸模、凹模的結(jié)構(gòu)。 教學(xué)要求: 能夠計(jì)算凸、凹模的圓角半徑、間隙、工作 部分的尺寸等工藝參數(shù);掌握有/無(wú)壓料、首次/ 再次拉深模的凸模和凹模結(jié)構(gòu)。,4.5.1 凸、凹模的圓角半徑 1.凹模圓角半徑 (1)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定凹模圓角半徑 首次(包括只有一次)拉深凹模圓角半徑: 式中 rd1首次拉深凹模圓角半徑; D坯料直徑; d凹模內(nèi)徑; t材料厚度。,以后各次拉深凹模圓角半徑逐漸減小 最后一次拉深的凹模圓角半徑等于工件的尺寸 當(dāng)制件直徑d200mm時(shí),拉深凹模圓角半 徑應(yīng)按下式確定: rdmin= 18、0.039d+2mm 要求:不宜采用過(guò)小的凹模圓角半徑,一般應(yīng) rd2t,(2)根據(jù)工件材料和厚度確定凹模圓角半徑 一般對(duì)于鋼的拉深件,rd=10t,對(duì)于有色金屬(鋁、黃銅、純銅)的拉深,rd=5t。 注: 1第一次拉深和較薄的材料,取表中的最大極限值; 2以后各次拉深和較厚的材料,取表中的最小極限值。,2.凸模圓角半徑 首次拉深凸模圓角半徑: rp1=(0.61.0)rd1 中間各次拉深凸模圓角半徑: rpi-1=0.5(di-1-di-2t) 最后一次拉深凸模圓角半徑: rpn=r,且rpn(23)t(t<6mm) 若工件底部圓角半徑小于拉深工藝性要求時(shí),則應(yīng)按工藝性要求確定 19、,在最后一次拉深后整形。,實(shí)例分析 (1)凹模圓角半徑rd 以后各次拉深凹模圓角半徑 rd2= rd3=1mm (2)凸模圓角半徑rp1 rp1=(0.61.0)rd1=1.1mm 以后各次拉深凹模圓角半徑 rp2=rp3=1mm,4.5.2 拉深模的凸、凹模間隙 拉深模的單邊間隙: 1.拉深間隙對(duì)拉深力、零件、模具的影響 間隙小,拉深力大、模具磨損大,使零件減 薄甚至拉裂;但沖件回彈小,精度高。 間隙大,坯料易起皺,精度差。 2.無(wú)壓邊圈的拉深模的單邊間隙C C=(11.1)tmax tmax毛坯厚度的最大極限值; 末次拉深用小值,中間拉深用大值。,3.有壓邊圈的拉深模的單邊 20、間隙C 一般精度拉深: 間隙系數(shù) 較高精度拉深:,4. 對(duì)精度要求高的零件,為減小拉深后的回彈, 常采用負(fù)間隙拉深,單邊間隙值為 : =(0.90.95)t 5.盒形件拉深模的間隙 當(dāng)尺寸精度要求較高時(shí): (0.9 1.05)t 當(dāng)尺寸精度要求不高時(shí): (1.1 1.3)t 最后一道拉深取較小值,圓角部分的間隙比 直邊部分大0.1t 。(圓角部分材料增厚),實(shí)例分析 有壓邊圈 =(0.90.95)t=0.285,4.5.3 凸、凹模工件部分尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺 寸及公差決定。首次及中間各次拉深的模具尺寸 公差和拉深半成品的尺寸公差沒有必要作嚴(yán)格限 制,這時(shí)模具 21、的尺寸只要取等于毛坯的過(guò)渡尺寸 即可。,1末次拉深的凸、凹模尺寸 (1)當(dāng)零件標(biāo)注外形尺寸時(shí): (2)當(dāng)零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí): 式中 Dd、dd凹?;境叽?; Dp、dp凸?;境叽?; Dmax拉深件外徑的最大極限尺寸; dmin拉深件內(nèi)徑的最小極限尺寸; 制件公差; d、p凹模和凸模制造公差; Z拉深模間隙。,2中間拉深的凸、凹模尺寸 式中 Di各工序的基本尺寸。 凸、凹模制造公差 非圓形凸、凹模的制造公差可根據(jù)工件的公 差來(lái)選定。工公差為 ITl3 級(jí)以上時(shí), 和 可按IT6 8 級(jí)取,工件公差在 ITl4 級(jí)以下時(shí), 按 ITl0 級(jí) ??;圓形凸凹模制造公差查表獲得。,凸、凹模工 22、作表面粗糙度 凹模: 型腔表面Ra0.8m, 圓角表面Ra0.4m 凸模: Ra1.6m0.8m 拉深凸模的出氣孔尺寸,4.5.4 凸、凹模結(jié)構(gòu) 1.無(wú)壓料的拉深模凸、凹模結(jié)構(gòu) (1)一次拉深的凹模結(jié)構(gòu) 錐形凹模和等切面形凹模對(duì)抗失穩(wěn)起皺有利。 a)圓弧形 b)錐形 c)漸開線形 d)等切面形 a)適合大型拉深件,其余適合小型拉深件,(2)多次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu) 首次拉深凹模圓角處采用斜度為30度的錐面,以后各次拉深的凹模圓角采用圓弧面。,2.有壓料的拉深模凸、凹模結(jié)構(gòu) (1)有壓料多次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu) 工件直徑d100mm可采用錐形凹模結(jié)構(gòu)。,(2)最后拉深工 23、序凸模底部的設(shè)計(jì) 保證拉深件底部平整,C盒形件凸模底部,測(cè)驗(yàn)題 判斷 1、一般情況下,拉深模的凹模的圓角表面粗糙度應(yīng)比凸 模的圓角表面粗糙度小些。( ),參考答案,課后思考,1、拉深凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要注意拉深過(guò)程中的什么問(wèn)題?,4.6 拉深件成形模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)目標(biāo): 了解拉深模上的輔助部件的作用;理解拉深 模的典型結(jié)構(gòu)。 教學(xué)要求: 了解拉深模的三種常見的壓邊裝置、理解各 種壓邊圈的結(jié)構(gòu);參考實(shí)物及動(dòng)畫等資料掌握各 種典型拉深模的結(jié)構(gòu)。,4.6.1 拉深模的壓邊裝置 1.彈性壓邊裝置(多用于普通的單動(dòng)壓力機(jī)) 由于壓邊力逐漸增大,只適用于淺拉深。 )橡皮壓邊裝置 )彈簧壓邊裝置 24、 )氣墊式壓邊裝置,2.剛性壓邊裝置 帶剛性壓邊裝置的拉深模(用于雙動(dòng)壓力機(jī)) 剛性壓邊,壓邊力不隨行程變化,拉深效果 較好,且模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 1-固定板 2-拉深凸模 3-剛性壓邊圈 4-拉深凹模 5-下模板 6-螺釘,3.壓邊圈的形式 (1)平面壓邊圈 適用于一般拉深模 (2)弧形壓邊圈 適用于 , 且小凸緣和較大圓角半徑,(3)帶限位裝置的壓邊圈 適于拉深板料較薄或帶較寬凸緣的零件 (4)局部壓邊的壓邊圈 適于拉深帶寬凸緣工件,(5)帶拉深筋的壓邊圈 適用于凸緣特別小或半球形工件,4.6.2 拉深模的典型結(jié)構(gòu) 1.首次拉深模 (1)無(wú)壓邊裝置的簡(jiǎn)單拉深模 1-定位板 2-下模板 25、 3-拉深凸模 4-拉深凹模,(2)有壓邊裝置的拉深模 1)正裝拉深模 模柄 上模座 凸模固定板 彈簧 壓邊圈 定位板 凹模 下模座 卸料螺釘 10凸模,播放動(dòng)畫,2)倒裝拉深模 1上模座 2推桿 3推件板 4錐形凹模 5限位柱 6錐形壓邊圈 7拉深凸模 8固定板 9下模座 帶錐形壓邊圈的倒裝拉深模,播放動(dòng)畫,2.以后各次拉深模 (1)無(wú)壓邊裝置的以后各次拉深模,(2)有壓邊裝置的以后各次拉深模 1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-壓邊圈 5-頂桿 6-彈簧,3.落料拉深復(fù)合摸 (1)正裝落料拉深復(fù)合模 1-頂桿 2-壓邊圈 3-凸凹模 4-推桿 5-推件板 6-卸料 26、板 7-落料凹模 8-拉深凸模,播放動(dòng)畫,(2)后次拉深、沖孔、切邊復(fù)合模 1-壓邊圈 2-凹模固定板 3-沖孔凹模 4-推件板 5-凸模固定板 6-墊板 7-沖孔凸模 8-拉深凸模 9-限位螺栓 10-螺母 11-墊柱 12-拉深切邊凹模 13-切邊凸模 14-固定塊,筒形件切邊的工作原理 擠切修邊,4.6.3 拉深件成形模具總體設(shè)計(jì) 實(shí)例分析,展開圖 排樣圖,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、拉深模中壓邊圈的作用是防止工件在變形過(guò)程中發(fā)生 。 判斷 1、在拉深過(guò)程中,壓邊力過(guò)大或過(guò)小均可能造成拉裂。 ( ),參考答案,課后思考,1、說(shuō)出常見的單工序拉深模類型。,4.7 其它 27、旋轉(zhuǎn)體件的拉深 學(xué)習(xí)目標(biāo): 了解其它常見旋轉(zhuǎn)體拉深件的結(jié)構(gòu)、拉深過(guò) 程;理解它們的拉深工序安排。 教學(xué)要求: 能夠計(jì)算階梯圓筒件的拉深次數(shù),確定各種 形狀的階梯圓筒件的拉深工序安排;理解難拉深 的球面、錐形等曲面旋轉(zhuǎn)體拉深件的工藝方案。,4.7.1 階梯圓筒件的拉深 1. 拉深次數(shù) 一次拉深的條件: h-直徑為dn的有凸緣圓筒形件首次拉深的允許相對(duì)高度。,2. 多次拉深工序的安排 )若任意兩個(gè)相鄰階梯的直徑比都大于或等于 相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù),則先從大 的階梯拉起;,)若某相鄰兩階梯直徑之比小于相應(yīng)的圓筒形 件的極限拉深系數(shù),則按帶凸緣圓筒形件的 拉深進(jìn)行,即由小階梯拉深到大階 28、梯;,上圖中,d2/d1 29、球形件和非半球形件兩類 。,毛坯相對(duì)厚度t/D 可不用壓邊圈,帶整形 必須壓邊圈或反向拉深 必須拉深筋或反向拉深,二、錐形件的拉深 (1)淺錐形件( ) 可帶壓邊圈一次拉深成形, 為抑制回彈,常用帶有拉深筋 的模具結(jié)構(gòu)。 H-錐形件高度; d-錐形件口部直徑。,(2)中錐形件( ) 多為一次拉深成形 ) 可一次拉深成形,不需壓邊,行程終了時(shí)需整 形; ) 可一次拉深成形,但需采用壓邊圈、拉深筋、 增加工藝凸緣等措施,防止起皺; ) 需多次拉深,預(yù)成形球形或大圓角圓筒件, 再逐次拉深成所需形狀的零件。,(3)深錐形件( ) 易變 30、薄破裂,易起皺,需多次拉深才能成形,3.拋物面形件的拉深 (1)淺拋物面件 當(dāng)拋物面件時(shí),可按帶有拉深 筋的凹?;蚍蠢畹那蛐渭钸M(jìn)行。 (2)深拋物面件 當(dāng)拋物面件時(shí),需要多次拉深或反 拉深逐漸成形、液壓機(jī)械拉深法。,課后思考,1、階梯形旋轉(zhuǎn)體拉深件的拉深工藝方案。,4.8 盒形件的拉深 學(xué)習(xí)目標(biāo): 了解盒形件的變形特點(diǎn),掌握盒形件的有關(guān) 工藝計(jì)算。 教學(xué)要求: 能夠簡(jiǎn)略計(jì)算低盒件、高盒件的毛坯尺寸; 理解高盒形件的拉深方法。,4.8.1 盒形件的變形特點(diǎn) 盒形件是非旋轉(zhuǎn)體零件,變形不均勻,導(dǎo)致 應(yīng)力分布不均勻,其拉深變形可分為: )圓角部位的變形 圓角部分相當(dāng)于圓筒形件拉深,徑向 31、伸長(zhǎng), 切向縮短; )直邊部位的變形 直邊部分相當(dāng)于彎曲變形,還有徑向伸長(zhǎng), 切向壓縮的拉深變形。 但兩部分因相互聯(lián)系而不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為是圓 筒形件拉深和彎曲變形。,4.8.2 盒形件毛坯 1.低盒形毛坯 矩形盒件的拉深高度;矩形盒件的最短邊長(zhǎng)。 可一次拉深或補(bǔ)充一道整形工序。 毛坯的一種計(jì)算方法: 根據(jù)工件表與毛坯的表面積相等的原則計(jì)算。 (1)按彎曲計(jì)算直邊部分的展開長(zhǎng)度; (無(wú)凸緣) l直邊部分的長(zhǎng)度; r1矩形盒件底部與直壁間的圓角半徑; H0矩形盒件高度; H修邊余量。,(2)把圓角部分看成是直徑為d=2r2,高為H的圓筒件,則展開的毛坯半徑為: 32、 (無(wú)凸緣) 當(dāng); 式中 R坯料圓角半徑; r1矩形盒件底部與直壁間的圓角半徑; r2底部圓角半徑; H矩形盒件的拉深高度。,(3)通過(guò)作圖用光滑曲線連接直邊和圓角部分,即得毛坯的形狀和尺寸。,2.高矩形盒件毛坯 當(dāng)零件為方盒形且高度比較大,需要多道工 序時(shí),可采用圓形毛坯,其直徑為:,高度和圓角半徑較大的盒形件, 毛坯的形狀可做成長(zhǎng)圓形或橢圓形。 長(zhǎng)圓形毛坯尺寸 )圓弧半徑 D-假象尺寸為BB的方盒坯料直徑 )長(zhǎng)度 )寬度,4.8.3 高盒形件拉深方法及工序尺寸計(jì)算 高方盒形件 采用圓筒工序件過(guò)渡成形 1)確定毛坯直徑D; 2)(n-1)道工序半成品的直徑 3)按圓筒形件拉深計(jì)算 33、,由 直徑D的平板毛坯拉深成直徑為 Dn-1,高度為hn-1的圓筒。,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、矩形件拉深時(shí),直邊部分變形程度相對(duì) ,圓角部 分的變形程度相對(duì) 。,參考答案,課后思考,1、為什么說(shuō)盒形件比圓筒形件(同等截面周長(zhǎng))的拉深變形要容易?,4.9 其它拉深方法 學(xué)習(xí)目標(biāo): 了解各種軟模拉深的方法,理解變薄拉深與 不變薄拉深的區(qū)別。 教學(xué)要求: 區(qū)別軟凸模與軟凹模拉深的特點(diǎn);通過(guò)拉深 工件的對(duì)比,能夠理解變薄拉深與不變薄拉深的 區(qū)別。,4.9.1 軟模拉深 1. 軟凸模拉深 用液體代替凸模進(jìn)行拉深,主要用于拉深錐 形件、半球形件和拋物線件等。,液體凸模拉深的變形過(guò)程,2. 軟凹模拉 34、深 用橡膠或高壓液體代替金屬拉深凹模; (1)聚氨酯橡膠凹模拉深,1-容框;2-聚氨酯橡膠;3-毛坯;4-凸模 ;5-壓邊圈 聚氨酯橡膠拉深模 a)不帶壓邊圈的拉深 b)帶壓邊圈的拉深,(2) 液體凹模拉深,1-溢流閥;2-凹模;3-毛坯4-模座;5-凸模;6-潤(rùn)滑油 液體凹模拉深,(3) 橡皮液囊凹模拉深,1-橡皮囊;2-液體;3-板材;4-壓邊圈;5-凸模 橡皮囊凹模的拉深過(guò)程 a)原始位置;b)拉深工藝在進(jìn)行中;c)拉深結(jié)束,壓邊圈上升推出工件,4.9.2 變薄拉深 所謂變薄拉深,主要是在拉深過(guò)程中改變拉 深件筒壁的厚度,而毛坯的直徑變化很小。,課后思考,1、說(shuō)出減薄拉深與拉深的區(qū) 35、別。,4.10 拉深次品分析及拉深中的輔助工序 學(xué)習(xí)目標(biāo): 通過(guò)理解各次拉深的特點(diǎn),分析拉深過(guò)程中 出現(xiàn)的次品原因;了解拉深工藝中使用輔助工序 的作用及目的。 教學(xué)要求: 能夠看圖分析出起皺、拉裂等拉深現(xiàn)象的原 因,并給出適當(dāng)?shù)慕鉀Q措施;了解拉深中的輔助 工序的目的及影響。,4.10.1 各次拉深的特點(diǎn) (1)材料的均勻性 首次拉深時(shí),材料的厚度和機(jī)械性能可視為 均勻;以后各次拉深時(shí),筒壁的壁厚及機(jī)械性能 是不均勻的。 (2)凸緣變化 首次拉深時(shí),凸緣縮??;以后各次拉深時(shí), 凸緣保持不變。 (3)拉深力 首次拉深時(shí),拉深力很快達(dá)到最大,然后逐 漸減??;以后各次拉深時(shí),拉深力呈一逐漸 36、增加 的趨勢(shì)。,(4)拉深破裂發(fā)生時(shí)間 首次拉深時(shí),發(fā)生在初始階段;以后各次拉 深時(shí),發(fā)生在終結(jié)階段。 (5)起皺 以后各次拉深起皺的機(jī)率比首次拉深起皺的 機(jī)率大。 (6)拉深系數(shù) 以后各次拉深的拉深系數(shù)比首次拉深的拉深 系數(shù)大得多。,4.10.2 拉深次品分析 1. 起皺 原因: )凸緣部位受切向壓應(yīng)力; )材料較薄。 解決: )加壓邊圈,提高壓力力; )適當(dāng)提高材料厚度。,. 拉裂 壁部被拉裂 原因: )徑向拉應(yīng)力過(guò)大; )凹模圓角半徑過(guò)??; )潤(rùn)滑不良; )材料塑性較差。 解決: )減小壓邊力; )加大凹模圓角半徑; )正確使用潤(rùn)滑劑; )選用塑性好材料或增加中間退火工序。, 37、底部被拉裂 原因:凹模圓角半徑過(guò)??; 解決:加大凹模圓角半徑,使其圓滑過(guò)渡,降低 表面粗糙度。,播放動(dòng)畫,. 邊緣高低不一致及有折皺 邊緣高低不一致的原因: )毛坯與凸、凹模中心不合; )材料厚度不均; )凹模圓角半徑和凹模間隙不均。 邊緣有折皺的原因: 凹模圓角半徑太大,壓邊圈壓不到最后流進(jìn) 凹模且起皺的材料。 解決: )減小凹模圓角半徑; )采用弧形壓邊圈。,4.10.3 拉深工藝的輔助工序 作用:利于拉深,提高模具壽命和工件尺寸精度、 表面質(zhì)量。 1. 潤(rùn)滑 目的: 1)降低材料與模具間的摩擦系數(shù); 2)提高材料的變形程度; 3)方便從沖模中取出工件; 4)保證工件表面質(zhì)量。 使用: 一 38、般在凹模和材料之間加潤(rùn)滑劑,2. 熱處理 目的:恢復(fù)材料的塑性,消除冷作造成的內(nèi)應(yīng)力 對(duì)普通硬化金屬(如08鋼、10鋼、15鋼,黃 銅和退火過(guò)的鋁等),若工藝過(guò)程正確,模具設(shè) 計(jì)合理,在拉深次數(shù)較少的情況下,可不必進(jìn)行 中間熱處理。 對(duì)高度硬化金屬(如不銹鋼、耐熱鋼、退火 紫銅等),一般經(jīng) 道工序后就要進(jìn)行中間 熱處理。,3. 酸洗 目的:去除熱處理工序件的氧化皮及其它污物。 酸洗工藝過(guò)程: )等待工件退火冷卻; )加熱的稀酸中侵蝕; )冷水中沖洗; )弱堿中中和; )熱水中沖洗; )烘干。 退火、酸洗是延長(zhǎng)生產(chǎn)周期和增加生產(chǎn)成本、 產(chǎn)生環(huán)境污染的工序,應(yīng)盡可能加以避免。,測(cè)驗(yàn)題 填空 39、1、拉深加工時(shí),潤(rùn)滑劑涂在與 接觸的 表面上。 2、拉深過(guò)程中的輔助工序有 、 、 等。,參考答案,課后思考,1、拉深工序中的起皺、拉裂現(xiàn)象是如何產(chǎn) 生的,如何防止它? 2、拉深過(guò)程中潤(rùn)滑的目的是什么?如何合 理潤(rùn)滑? 3、說(shuō)出圓筒形拉深件壁部破裂,凸緣起皺 的原因,并指出預(yù)防方法。,本章小結(jié),本章按照拉深模的設(shè)計(jì)程序,以一個(gè)拉深件 為案例,分析了彎曲模的設(shè)計(jì)過(guò)程,重點(diǎn)在拉深 件的工藝分析、工藝計(jì)算以及拉深模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方面的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)中需要注意 的一些要點(diǎn)。 通過(guò)本章的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)能夠舉一反三,獨(dú) 立的完成中等復(fù)雜程度的拉深模的設(shè)計(jì)。,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、不變 40、薄拉深簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體毛坯尺寸的計(jì)算常采用等面積法 。,返 回,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、拉深變形程度用 拉深系數(shù)m 表示。 判斷 1、后次拉深的拉深系數(shù)可取得比首次拉深的拉深系數(shù) 小。() 2、拉深系數(shù)越小,說(shuō)明拉深變形程度越大。() 3、要分多次拉深的圓筒形件,每次拉深系數(shù)應(yīng)該大于或等于圖表推薦值。() 計(jì)算,返 回,測(cè)驗(yàn)題 判斷 1、一般情況下,拉深模的凹模的圓角表面粗糙度應(yīng)比凸 模的圓角表面粗糙度小些。(),返 回,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、拉深模中壓邊圈的作用是防止工件在變形過(guò)程中發(fā)生 起皺 。 判斷 1、在拉深過(guò)程中,壓邊力過(guò)大或過(guò)小均可能造成拉裂。 (),返 回,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、矩形件拉深時(shí),直邊部分變形程度相對(duì)較小,圓角部 分的變形程度相對(duì) 較大。,返 回,測(cè)驗(yàn)題 填空 1、拉深加工時(shí),潤(rùn)滑劑涂在與凹模接觸的 毛坯表面上。 2、拉深過(guò)程中的輔助工序有中間退火、潤(rùn)滑、酸洗等。,返 回,
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