压边力、拉深力和拉深功的计算
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压边力、拉深力和拉深功的计算
一、压边力
1.压边条件
为了防止在拉深过程中,工件的边壁或凸圆起皱,应使毛坯(或半成品)被拉入凹模圆角以前,保持稳定状态,起稳定程度主要取决于毛坯的相
对厚度,或以后各次拉深半成品的相对厚度,拉深时是采用压边圈的条件,列表于1。
表1采用或不采用压边圈的条件
拉深方法
第一次拉深以后各次拉深
×100×100
用压边圈
可用可不
用
不用压边
圈
<1.5
1.5~
2.0
>2.0
<0.6
0.6
>0.6
<1
1~1.5
>1.5
<0.8
0.8
>0.8
为了作出准确的估计,还应考虑拉深系数的大小,在实际生产中可以用下述公式计算。
锥形凹模拉深时,材料不起皱的条件是:
首次拉深
以后各次拉深
普通平端面凹模拉深时,毛坯不起皱的条件是:
首次拉
深
以后各次拉深
如果不能满足上述公式要求,则可在拉深模设计时应考虑实用压边圈。
2.压边力的计算
压边圈的压力必须适当,如果过大,就需要增加拉深力,因而会使工件拉裂,而压边圈的压力过低,就会使工件的边壁或凸缘起皱。
在生产中单位压边力p可以按下表选取,压边力为压边面积乘单位压边力,即:
FQ=Ap
公式中,FQ-压边力(N)
A-在压边圈下毛坯的投影面积(mm2)
p-单位压边力(Mpa)
压边力的计算列于表2。
表 2 压边公式的计算公式
拉深情况公式
拉深任何形状的工件
筒形件第一次拉深(用平毛坯)
筒形件以后各次拉深(用筒形毛坯)
注:—压边圈的面积; —单位压边力; —平毛坯直径;、、……—拉深件
直径;—凹模圆角半径。
P的经验公式:
式中——各工序拉深系数的倒数;
——毛坯的抗拉强度(MPa);
——材料厚度(mm);
——毛坯直径(mm)。
值亦可有表4-52或表4-53查得。
二、拉深力及拉深功
1.拉深力的计算
在确定拉深条件所需的压力机吨位时,必须先求得拉深力。如果给定了毛坯的材质,直径和板料厚度,拉深模的直径及凹模的圆角半径等,则、在拉深圆筒形件时,其最大拉深力可按下式计算:
式中——拉深力;
——材料的抗拉强度(MPa);
——材料的屈服极限(MPa);
——拉深凹模直径(mm);
对于长方形盒件,可按下面经验公式:
式中——拉深力(N);
——工件底部的圆角半径(mm);
——直边部分全长(mm);
=0.5时,用于拉深很浅的工件;
=2.5时,用于拉深深度为的工件;
=0.2 用于间隙较大,且无压边圈时;
=0.3 用于牙边力为时;
=1.0 用于拉深很困难时。
2.压床吨位的选择。
对于单动压床
对于单动压床
式中——压床的公称压力;
——内滑块公称压力;
——外滑块公称压力;
——拉深力;
——压边力。
3.拉深功
拉深力并不是常数,而是随凸模的工作行程改变的(图1),为了计算实际的拉深功(即曲线下的面积),不能用最大拉深力,而应该用平均拉深力。
1)不变薄拉深
式中——拉深功(J);
——最大拉深力(N);
——拉深深度(mm);
——系数(查表3)。
图1拉深力——凸模行程图
表3与拉深系数的关系
拉深系数0.550.600.650.700.750.80
系数0.80.770.740.700.670.64
2)变薄拉深
式中F——变薄拉深力(按表4-54中所列的最后一项公式计算)(N)。由于变薄拉深力在凸模工作过程中近似不变,故可视作平均值;
——拉深深度(mm);
1.2——安全系数,考虑由于变薄拉深过程中摩擦所增加的能量消耗。
压力机电动机的功率可按下式计算:
式中——压力机电动机功率
——不平衡系数
——拉深功(J);
——压力机效率;
——电动机效率;
——压力机每分钟的行程次数。
1.36——由马达转换成千瓦的转换系数。