拉伸模设计实例

案例3拉深模

零件名称：180柴油机通风口座子

生产批量：大批量

材料：08酸洗钢板

零件简图：如图17所示

图17通风口座子

设计步骤按如下程序进行

(一)分析零件的工艺性

这是一个不带底的阶梯形零件，其尺寸精度、各处的圆角半径均符合拉深工艺要求。该零件形状比较简单，可以采用：落料一拉深成二阶形阶梯件和底部冲孔一翻边的方案加

工。但是能否一次翻边达到零件所要求的高度，需要进行计算。

1. 翻边工序计算

一次翻边所能达到的高度：

按相关表取极限翻边系数K最小=0.68

由相应公式计算得：

H最大=D/2(1-K最小)+0.43r+0.72δ

=56/2(1-0.68)+0.43*8+0.72*1.5

=13.48(mm)

而零件的第三阶高度H=21.5>H最大=13.48。

由此可知一次翻边不能达到零件高度要求，需要采用拉深成三阶形阶梯件并冲底孔，然后再翻边。第三阶高度应该为多少，需要几次拉深，还需继续分析计算。

计算冲底孔后的翻边高度h（见图18）：

取极限翻边系数K最小=0.68

拉深凸模圆角半径取r凸=2σ=3mm

由相关公式得翻边所能达到的最大高度：

图

18拉深后翻边

h最大=D/2(1-K最小)+0.57r凸

=56/2（1-0.68）+0.57*3

=10.67（mm）

取翻边高度 h=10(mm)

计算冲底孔直径d:

d=D+1.14r凸-2h

=56+1.14×3-2×10

=39.42(mm)

实际采用Ф39mm。

计算需用拉深拉出的第三阶高度h´

h´=H-h+r凸+δ

=21.5-10+3+1.5

=16（mm）

根据上述分析计算可以画出翻边前需拉深成的半成品图，如图19所示。

2.拉深工序计算

图19所示的阶梯形半成品需要几次拉深，各次拉深后的半成品尺寸如何，需进行如下拉深工艺计算。

计算毛坯直径及相对厚度：

先作出计算毛坯分析图，如图20所示。为了计算方便，先按分析图中所示尺寸，根据弯曲毛坯展开长度计算方法求出中性层母线的各段长度并将计算数据列于表6中。

图

19

翻

边

前

半

成

品

形

状

图20 计算毛坯分析图

表6毛料计算附表（mm ）

序

号 l

r

lr

序 号 l

r

lr

1

17

79.25

1374.25

6

13.75

31.17

428.59

2 6.67 77.7

1 518.3

3

7 2 28 56

3 10.4

28 70.1

84

731.8

8

8 5.89 26.6

4

156.

67

4 28.3

7 55.1

04

1563.

3

9 24.2

5

12.1

3

293.

43

5 5.25 39.3

75 206.7

2

∑lr=5302.17

根据公式计算得毛坯直径：

计算相对厚度：δ/D*100=1.5/206*100=0.72

确定拉深次数：

根据h/d n=54.5/57.5=0.95

δ/D*100=0.72

查相关表得拉深次数为2，故一次不能拉成。

计算第一次拉深工序尺寸：

为了计算第一次拉深工序尺寸，需利用等面积法，即第二次拉深后的面积和拉深前参与变形的面积相等，求出第一次拉深工序的直径和深度。

由于参与第二次拉深变形的区域是从图2-30中的L5开始，因此以L5开始计算面积，并求出相应的直径。

δ/D*100=0.72

查相应表和第二次拉深系数m2=0.76

因此，第一次应拉成的第二阶直径

ｄ＝５６／０.７６＝７３.６（ｍｍ）

为了确保第二次拉深质量，充分发挥板料在第一次拉深变形中的塑性潜力，实际定为：d=72mm

按照公式（4-7c）求得：

h=0.25/72(96.62-842)+0.86*4.75

=11(mm)

这样就可以画出第一次拉深工序图，如图21所示。

上述计算是否正确，即第一次能否由Ф206的平板毛坯拉深成图21所示的半成品，需进行核算。

阶梯形零件，能否一次拉成，可以用下述近似方法判断，即求出零件的高度与最小直径之比h/dn，再按圆筒形零件拉深许可相对高度表（相应表）查得其拉深次数，如拉深次数为1，则可一次拉成。

根据图2-31所示：h=51, dn=72, h/dn=0.70, δ/D×100=72，查相关表提拉深次数为1，说明图2-31所示半成品可以由平板毛坯一次拉成。

(二)确定工艺方案

通过上述分析计算可以得出该零件的正确工艺方案是：落料；第一次拉深，压成如图2-31所示的形状；第二次拉深、冲孔，压成如图2-29所示的形状；第四道工序为翻边，达到零件形状和尺寸要求，如图2-27所示。共计四道工序。