拉深例题

拉深例题

表 5­1 采用或不采用压料装置的条件 拉深方法

首次拉深

以后各次拉深 (t /D ) /%

m 1 (t /D ) /% m n 采用压料装置

可用可不用

不用压料装置 ＜1.5 1.5～2.0 ＞2.0 ＜0.6 0.6 ＞0.6 ＜1.0 1.0～1.5 ＞1.5 ＜0.8 0.8 ＞0.8 例 5­1 如图 5­15 所示拉深件，板料厚度为 1mm ，求坯料直径。

解：经计算，各直线段和圆弧长度为：

l 1=27mm ， l 2=7.85mm ， l 3=8mm ， l 4=8.376mm ， l 5=12.564mm ， l 6=8mm ， l 7=7.85mm ， l 8=10mm 。 各直线和圆弧形心的旋转半径为：

R x 1=13.5mm ，R x 2=30.18mm ，R x 3=32mm ，R x 4=33.384mm ，R x 5=39.924mm ，R x 6=42mm ， R x 7=43.82mm ，R x 8=52mm 。

故坯料直径为：

38

. 33 38 . 8 32

8 18 . 30 85 . 7 5 . 13 27 ( 8 ´ + ´ + ´ + ´ ´ = D 6 . 150 ) 52 10 82 . 43 85 . 7 42 8 92 . 39 56 . 12 = ´ + ´ + ´ + ´ + (mm)

图5­15 用解析法计算坯料直径

例 5­2 计算图 5­18所示圆筒形件的坯料尺寸、拉深系数及各次拉深工序件尺寸。材料 为 10 钢，板料厚度 t =2mm 。

图5­18 无凸缘圆筒形件

解：因板料厚度 t ＞1mm ，故按板厚中线尺寸计算。

(1) 计算坯料直径 根据拉深件尺寸，其相对高度为h /d =(76­1)/(30­2)≈2.7，查表 5­4 得切边余量∆h =6mm 。从表 5­6 中查得坯料直径计算公式为

D = 2

2 56 . 0 72 . 1 4 r dr dH d - - + 依图 5­18，d =30­2=28mm ，r =3+1=4mm ，H =76­1+6=81mm ，代入上式得

D = 3 . 98 4 56 . 0 4 28 72 . 1 81 28 4 28 2 2 = ´ - ´ ´ - ´ ´ + (mm)

(2) 确定拉深次数 根据坯料的相对厚度 t /D =2/98.3×100%=2%，按表 5­1 可采用也可 不采用压料圈，但为了保险起见，拉深时采用压料圈。

根据 t /D =2%，查表 5­8 得各次拉深的极限拉深系数为[m 1]=0.50，[m 2]=0.75，[m 3]=0.78，

[m 4]=0.80，…。故

d 1=[m 1]D =0.50×98.3=49.2(mm)

d 2=[m 2]d 1=0.75×49.2=36.9(mm)

d 3=[m 3]d 2=0.78×36.9=28.8(mm)

d 4=[m 4]d 3=0.80×28.8=23(mm)

因 d 4=23mm ＜28mm ，所以需采用 4 次拉深成形。

(3) 计算各次拉深工序件尺寸 为了使第四次拉深的直径与零件要求一致， 需对极限拉 深系数进行调整。调整后取各次拉深的实际拉深系数为 m 1=0.52，m 2= 0.78，m 3=0.83， m 4=0.846。

各次工序件直径为：

d 1=m 1D =0.52×98.3=51.1(mm)

d 2=m 2d 1=0.78×51.1=39.9(mm)

d 3=m 3d 2=0.83×39.9=33.1(mm)

d 4=m 4d 3=0.846×33.1=28(mm)

各次工序件底部圆角半径取以下数值：

r 1=8mm ，r 2=5mm ，r 3= r 4=4mm

把各次工序件直径和底部圆角半径代入式(5­5)，得各次工序件高度为：

( ) 1 . 38 8 32 . 0 1 . 51 1 . 51 8 43 . 0 1 . 51 1 . 51 3 . 98 25 . 0 2 1 = ´ + ´ ´ + ÷ ÷ ø

ö ç ç è æ - ´ = H (mm) ( ) 8 . 52 5 32 . 0 9 . 39 9 . 39 5 43 . 0 9 . 39 9 . 39 3 . 98 25 . 0 2 2 = ´ + ´ ´ + ÷ ÷ ø

ö ç ç è æ - ´ = H (mm)

( ) 3 . 66 4 32 . 0 1 . 33 1 . 33 4 43 . 0 1 . 33 1 . 33 3 . 98 25 . 0 2 3 = ´ + ´ ´ + ÷ ÷ ø

ö ç ç è æ - ´ = H (mm) 81 4 = H (mm)

以上计算所得工序件尺寸都是中线尺寸，换算成与零件图相同的标注形式后，所得各 工序件的尺寸如图 5­19 所示。

图5­19 圆筒形件的各次拉深工序件尺寸

例 5­3 试对图 5­23 所示带凸缘圆筒形件的拉深工序进行计算。零件材料为 08 钢，厚 度 t =1mm 。

图5­23 带凸缘圆筒形件

解：板料厚度 t =1mm ，故按中线尺寸计算。

(1) 计算坯料直径 D 根据零件尺寸查表 5­5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 5­6 查得带凸缘圆筒形件的坯料直径计算公式为

D = 2 3 2 4 2 2 2 2 1 2 1 56 . 4 28 . 6 4 8

28 . 6 d d R Rd h d r rd d - + + + + + + 依图 5­23，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 = 2895 3200+ ≈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