模具第四章拉深模设计

• 底部 • 凸缘处 • 对于盒形件 • 并尽可能
rd (3 ~ 5 )t rp (4 ~ 8)t rd 3t rd 0 .2 H
§4-3圆筒形拉深件毛坯尺寸计算 （P118）（P54）
• 根据面积相等的原则，筒 形拉深件的毛坯尺寸为：
F1 d ( H R )
F2

4
C=（1.1-1.20）t
用压边的一次拉深 光洁拉深
C=（1.0-1.15）t
C=（0.95-1.05）t
二、凸凹模结构形式
无压料一次拉深成形的凹模结构
a）圆弧形 b)锥形 c）渐开线形 d）等切面形
无压料多次拉深的凸、凹模结构
有压料多次拉深的凸、凹模结构
四、凸凹模刃口尺寸及公差(1)
• 当工件要求外形尺寸 (D) 时：
系数m。1,m2.......m.n..
2、
这是因为每次拉深后的材
料，m硬1m 化2.不...断m .n.有所增加，无中间退火时 更为严重。
（表4－7、8、9）（表2－1）
总结
• （M<1）拉深系数M反映了拉深时材料变 形程度的大小，M越小，表明变形程度越 大。
• 当M小到一定值时，凸缘外边缘便会出现 起皱现象，但可用增加压力圈的压边力防 止起皱的出现。
变形总体分析
• 筒底：变形前后基本保持 不变
• 环形区：阴影部分被挤压 入了直角方形区，周向受 压，材料变厚，且最外端 厚度增加最大，径向受拉 伸长
§4-2拉深件设计的基本要求
1、拉深件的形状应简单、对称，并 尽量避免急剧的轮廓变化。
2、拉深件直径尺寸应明确标注，不 得同时标注内、外部直径。
3、拉深件的圆角半径
1、 拉深次数的确定 1）求出工件的拉深系数：mz=d/D 2）如果mz > m1,则可一次拉深成形；如
mz< m1，则需多次拉深（两次或两次 以上）
3）求m 1, m 2, m 3……m n直到其乘积 小于m z为止，n即是拉深的次数。 （表4.8）
4）另一种方法是由工件的相对高度 H/d和相对厚度t/D确定。（表4.10）
§4-5拉深件的起皱与破裂
一、起皱 拉深件的起皱： 受切向压应力失 稳而起皱。
1、起皱影响因素
– 毛坯相对厚度 – 拉深系数 – 凹模工作部分几
何形状
2、防止起皱的措施
1）采用压边圈
压边圈的结构
（1）刚性压边圈
压边圈的结构
（2）弹性 压边圈
带限位装置在压边圈
2、防止起皱的措施
2） 采 用 锥 形 凹 模
润滑条件、拉深速度。
4、拉深次数
• 一种材料，在一定的条件下，存在 一个极限拉深系数，当拉深件的拉 深系数小于其极限拉深系数时，零 件就很难由平板毛坯一次拉深成形， 必须采用多次拉深，逐步成形。我 们把材料逐步拉深的次数称为拉深 次数。
拉深次数(1)
m • 第一次
d1
1 D0
• 第二次
m2
二、常用拉深模
•无 压 边 圈 拉 深 模
二、常用拉深模
•带 压 边 圈 拉 深 模
带
锥
形
1－上模座
压
2－推杆
边
3－推件板
圈
4－锥形凹模
的
5－限位柱
倒
6－锥形压边圈
装
7－拉深凸模
拉
8－固定板
深
9－下模座
模
二、常用拉深模
• 双动 压力 机使 用的 拉深 模
双动压力机用拉深模刚性压 边装置动作原理
[2 R （
d

2R)
8R2]
F3

1 4
(d

2R)2
D 0
4 Fi
•表4.1－4.2
§4-4圆筒形拉深件拉深工艺计算
一、拉深系数 1、拉深系数：即拉深后圆筒形件的直径与拉深
前毛坯（或半成品）直径的比值。
d m
D0

2、极限拉深系数
• 凸模直径d固定后能拉出的最大坯料外径
二、常用拉深模
无压边装置的以后各次拉深模
1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆 6-弹簧
有压边装置的以后各次拉深模
§4-7凸凹模工作部分的设计
一、拉深模间隙：间隙太大时，拉深件壁不 直或成锥形；间隙太小，模具磨损加剧， 工件易拉裂。
不用压边的浅拉深 多次拉深
C=（1.0-1.05）t
rp(0.7~1.0)rd
7）确定各次拉深半成品的高度：
h10.2(5 D d1 2d1)0.4d r 3 1 1(d10.3r1 2 ) h20.2(5 D d2 2d2)0.4d r3 2 2(d20.3r2 2 )
hn0.2(5 D dn 2dn)0.4d r3 n n(dn0.3rn 2 )
§3-6常用拉深模的结构设计
一、结构设计要点
– 拉深工艺计算要有很高的精确性。 – 压力机行程S ≥ 2H。 – 拉深模必须有通气孔。
– 凸凹模、压边圈要有足够的硬度、耐磨性， 低的表面粗糙度。
– 多次拉深的凸模稳定性、垂直度要求高。 – 有凸缘拉深模应设有限位器。 – 多次拉深件最后设计落料模。
2、中间过渡工序：
–
凸模尺寸：
dp

d
0
p
– 凹模尺寸： dd (d Z)0d
D0max 的拉深系数——极限拉深系数 （圆角部分不破裂，周边变形区坯料不 失稳起皱）
mc

d D0 m ax
3、影响极限拉深系数的因素
– 板料的力学性能 – 板料的相对厚度：t/D； t/D大，抗失
稳能力强，不易起皱。 – 模具结构及其参数：有无压边圈、凹
模圆角半径、凸模圆角半径。 – 拉深工艺条件：拉深次数、压边条件、
5）多次拉深的目的是防止拉裂。
2、工艺计算程序
1）确定切边余量δ 。 （表4.3） 2）计算毛坯的直径Ｄ。 （表4.2）
3）确定是否用压边圈。（p149） 4）确定拉深系数与拉深次数。 5）确定各次拉深的直径。
6）确定各次拉深的凸凹模圆角半径： • 凹模圆角：太小，毛坯拉入凹模的阻力增
大，拉深件易产生裂纹和划痕；太大，会 使毛坯过早脱离压边圈，产生起皱。 – 一般情况首次拉深：rd0.8(Dd)t – 当d200时： rd0.03d92 – 以后各次拉深：rdn (0.6~0.8)rd(n1) • 凸模圆角：一般凸模圆角比凹模圆角要小。
• 当M 小到一定值时，出现拉破现象，拉破 一般出现在拉深力快出现峰值时，即拉深 的初始阶段。
• 极限拉深系数，在危险断面不被拉破的 条件下所能采用的最小拉深系数。
• 拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数， 是拉深工艺计算和模具设计的重要依据。
• 实际生产中，为减少拉深次数，M一般取 最小值。
二、 无凸缘筒形件拉深的工艺 计算
d2 d1
m • 第n次
dn
n
dn1
拉深次数(2)
m • 总拉深系数为
dn
D0
•
m m

mm1cm(极2限m拉 n 深系数）
• 即多次拉深的总拉深系数能小于一次拉深 的极限拉深系数。
拉深次数(3)
• 每次所取 m1,m2.......m.n..应符合以下原则：
1、
应大于各次的极限拉深
1、最终工序
– 凹模尺寸： D d(D 0.7 5)0 d
– 凸模尺寸： D p(D 0.7 52c)0 p
2、中间过渡工序：
– 凹模尺寸： – 凸模尺寸：
Dd
Dd 0
Dp(DZ)0 P
• 当工件要求内形尺寸 (d ) 时：
பைடு நூலகம்
1、最终工序
– 凸模尺寸： dp(d0.4)0p – 凹模尺寸： dd(d0.4 2c)0 d
第四章 拉深模设计
• 拉深是利用模具使冲 裁后得到的平面毛坯 变成开口空心件的冲 压工艺方法。
拉深
• 拉深也叫拉延，拉伸。
• 拉深件的类型： – 旋转体类件：如搪瓷杯、 车灯罩等。 – 盒形类件：如饭盒、汽车 油箱等。 – 复杂形状件：如汽车覆盖 件等。
§4-1圆筒形拉深件拉深变形
过程分析
• 在凸模的作用下，原直径为 D0的毛坯，在凹模和压边圈 之间的缝隙中变形，并被拉 进凸、凹模的间隙中形成空 间零件的直壁。
2、防止起皱的措施
3） 采 用 反 拉 深
2、防止起皱的措施
4） 采 用 软 模 拉 深
二、破裂
1、原因：危险断面变薄并被拉断。 2、影响因素
– 压边力大。 – 润滑不良。 – 拉深系数小。 – 模具结构：凸凹模间隙、凸凹模圆角等 – 毛坯力学性能
3、防止措施： 选择合适的润滑剂； 合理圆角； 合理间隙； 多次拉深等