拉深模设计实例
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1 1
d 2 = [m2 ]d1
d 3 = [m3 ]d 2
M d n = [mn ]d n −1 < d
则计算结束,零件所需拉深次数为 次 则计算结束,零件所需拉深次数为n次。
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冲压工艺与模具设计
2)查表法 查表法 在生产实际中也可采用查表法, 在生产实际中也可采用查表法,即根据工件的相对高度和 坯料的相对厚度,直接由书中表查得拉深次数。 坯料的相对厚度,直接由书中表查得拉深次数。 已知无凸缘筒形拉深件的35mm,高度 例:已知无凸缘筒形拉深件的 ,高度66mm,材料 , 厚度0.8mm,试求该拉深件的拉深次数。 厚度 ,试求该拉深件的拉深次数。 推算法:计算零件坯料尺寸为100mm, 推算法:计算零件坯料尺寸为100mm,查表得各次拉深 的极限拉深系数为 [m1 ] = 0.55 [m2 ] = 0.78 [m3 ] = 0.8
一、拉深件工艺性分析 1. 材料分析 材料分析: 用于拉深成形的材料,要求具有高的塑性、 用于拉深成形的材料,要求具有高的塑性、低的屈强比 )、大的板厚方向性系数 小的板平面方向性。 大的板厚方向性系数、 (σ 0.2 / σ b)、大的板厚方向性系数、小的板平面方向性。 2. 形状分析 (1)拉深件形状应尽可能简单、对称、避免急剧转角或凸 )拉深件形状应尽可能简单、对称、 台。 (2)深高度应尽可能小,以减少拉深次数,提高冲件质 )深高度应尽可能小,以减少拉深次数, 量。 (3)在保证装配要求的前提下,应允许拉深件侧壁有一 )在保证装配要求的前提下, 定的斜度。
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冲压工艺与模具设计
(4)需多次拉深的零件,在保证必要的表面质量前提下, )需多次拉深的零件,在保证必要的表面质量前提下, 应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。 应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。 (5)拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足: )拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距wk.baidu.com应满足:
d = 80 − 1 = 2.63 30,经查得修边余量
∆h = 6mm
,
所以,修正后拉深件的总高应为79+6=85mm。 所以,修正后拉深件的总高应为 。 2)确定坯料尺寸由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式 ) 得
D = d 2 − 4dh − 1.72dr − 0.56r 2 = 30 2 + 4 × 30 × 85 − 1.72 × 30 × 4 − 0.56 × 4 2 mm ≈ 105mm
落料首次拉深 复合模
机加切边 达到零件要求
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冲压工艺与模具设计
二、圆筒形拉深件工艺计算
1. 坯料尺寸计算 (1)计算原则 ) 相似原则: 相似原则:拉深前坯料的形状与拉深件断面形状相似 ; 等面积原则:拉深前坯料面积与拉深件面积相等。 等面积原则:拉深前坯料面积与拉深件面积相等。 (2)计算方法 ) 由以上原则可知,旋转体拉深件采用圆形坯料,计算坯料尺寸时, 由以上原则可知,旋转体拉深件采用圆形坯料,计算坯料尺寸时,先 将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体,分别求出其面积后相加, 将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体,分别求出其面积后相加, 得拉深件总面积A。 得拉深件总面积 。
r1 = rp1 = (0.7 ~ 1)rd 1 = (0.7 ~ 1)0.8 ( D − d1 )t
rn = rpn = rdn = (0.6 ~ 0.8)rdn −1
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冲压工艺与模具设计
3)工序件的拉深高度 )
r D2 h1 = 0.25 × ( − d 1 ) + 0.43 × 1 (d 1 + 0.32r1 ) d1 d1
形件的直径应为 d1 = [m1 ]D = 0.5 × 105mm = 52.5mm
d 2 = [m2 ]d1 = 0.75 × 52.5mm = 39.38mm
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冲压工艺与模具设计
如计算右图所示筒形件坯料尺寸, 如计算右图所示筒形件坯料尺寸, 应有以下关系式
∑A= A
A2 =
1
+ A2 + A3
A1 = πd ( H − r )
π
4 [ 2πr (d − 2r ) + 8r 2 ]
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冲压工艺与模具设计
2)确定拉深次数 ) 查得零件的各次极限拉深系数分别为[ 查得零件的各次极限拉深系数分别为 m1]=0.5,[ m2]=0.75,[ m3]=0.78, , , , [ m4]=0.8。所以,每次拉深后筒 。所以,
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(3)圆筒形拉深件各次工序尺寸的计算 ) 1)工序件直径 :依据推算法确定拉深次数时求得的各次拉 ) 依据推算法确定拉深次数时求得的各次拉 深中间工序件的直径尺寸进行调整从而得出实际生产时各工序 件的直径尺寸。 d n = d 件的直径尺寸。 调整原则: 1. 调整原则: m1 > [m1 ]、m2 > [m2 ]L mn > [mn ] 2. m1 < m2 < m3 < L < mn 3. 2)工序件圆角半径 )
d1 = [m1 ]D = 0.55 × 100 = 55mm
d 2 = [m2 ]d1 = 0.78 × 55 = 42.9mm
d 3 = [m3 ]d 2 = 0.8 × 42.9 = 34.32mm < 35mm
共需拉 深3次 次
查表法:计算零件的坯料相对厚度为 查表法:计算零件的坯料相对厚度为0.008,相对高度为 , 1.89,查表得零件所需拉深次数为 次。 ,查表得零件所需拉深次数为3次
A3 =
∴D = 4
π
4
( d − 2r ) 2
∑A π
= (d − 2r ) 2 + 2πr (d − 2r ) + 8r 2 + 4d ( H − r )
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冲压工艺与模具设计
(5)本实例坯料尺寸计算 ) 根据无凸缘筒形拉深件坯料尺寸的计算方法得 1)确定零件修边余量h ) 零件的相对高度
冲压工艺与模具设计
拉深模设计实例
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冲压工艺与模具设计
设计任务: 设计任务: 无凸缘筒形件
材料: 钢 材料:08钢 料厚: 料厚:2mm
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拉深模设计步骤与实例介绍 冲压工艺与模具设计
r D2 h2 = 0.25 × ( − d 2 ) + 0.43 × 2 (d 2 + 0.32r2 ) d2 d2 rn D2 M hn = 0.25 × ( − d n ) + 0.43 × (d n + 0.32rn ) dn dn
(4)本例拉深工序件尺寸计算 ) 已计算坯料尺寸为105mm,则 已计算坯料尺寸为 , 1)判断是否采用压边圈 ) t 2 经查, 零件的相对厚度 D × 100 = 105 × 100 = 1.9 ,经查,压边圈为可用可 不用的范围,为了保证零件质量,减少拉深次数, 不用的范围,为了保证零件质量,减少拉深次数,决定采用压边 圈。
第一次拉深系数: 第一次拉深系数 第二次拉深系数: 第二次拉深系数 总拉深系数: 总拉深系数
d1 m1 = D d2 m2 = d1
dn 次拉深系数: 第n次拉深系数 mn = 次拉深系数 d n −1
m总 =
d n d 2 d3 d 2 d = L n = m1m2 m3 L mn D d1 d 2 d 3 d n −1
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冲压工艺与模具设计
(1)材料分析 ) 08钢为优质碳素结构钢,属于深拉深级别钢,具有良好 钢为优质碳素结构钢,属于深拉深级别钢, 钢为优质碳素结构钢 的拉深成形性能。 的拉深成形性能。 (2)结构分析 ) 零件为一无凸缘筒形件,结构简单,底部圆角半径为R3, 零件为一无凸缘筒形件,结构简单,底部圆角半径为 , 满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求, 满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求,因此零件 具有良好的结构工艺性。 具有良好的结构工艺性。 (3)精度分析 ) 零件上尺寸均为未注公差尺寸, 零件上尺寸均为未注公差尺寸,普通拉深即可达到零件 的精度要求。 的精度要求。
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冲压工艺与模具设计 2.无凸缘筒形件拉深工艺计算 无凸缘筒形件拉深工艺计算
(1)拉深系数 ) 1)概念 ) 拉深系数m是每次拉深后 拉深系数 是每次拉深后 筒形件的直径与拉深前坯料 或工序件)直径的比值。 (或工序件)直径的比值。
a ≥ R + 0.5t (或 rd + 0.5t )。
拉深件的圆角半径
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冲压工艺与模具设计
(6)拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径 )拉深件的底与壁、凸缘与壁、 应满足: 否则,应增加整形工序, 应满足: ≥ t,R ≥ 2t,r ≥ 3t。否则,应增加整形工序,一次整形 rd 的,圆角半径可取:d ≥ (0.1 ~ 0.3)t,R ≥ (0.1 。0.3)t 圆角半径可取: r ~ 3. 精度分析 一般情况下,拉深件的尺寸精 一般情况下, 度应在IT 级以下 不宜高于IT11级。 级以下, 度应在 13级以下,不宜高于 级 4. 任务一工艺性分析与工艺方案的确定 任务一为为右图所示拉深件, 任务一为为右图所示拉深件, 材料08钢 材料厚度2mm,其 材料 钢,材料厚度 , 工艺性分析内容如下: 工艺性分析内容如下:
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冲压工艺与模具设计
加工方案的确定: 加工方案的确定: 零件涉及到的加工工艺:落料、拉深( 零件涉及到的加工工艺:落料、拉深(需计算确定拉深次 切边。 数) 、切边。 加工顺序应为: 加工顺序应为:落料 多次拉深 切边 最终确定的加工方案: 最终确定的加工方案: 第 二 次 拉深 第 三 次 最终 … 的拉 深件
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冲压工艺与模具设计
2)拉深系数的意义 ) 拉深系数是表示拉深变形程度的一个量,拉深系数越小, 拉深系数是表示拉深变形程度的一个量,拉深系数越小, 说明拉深前后筒形件的直径差距越大,则变形程度越大。 说明拉深前后筒形件的直径差距越大,则变形程度越大。 极限拉深系数[m] 或 mmin ,用于表示不同材料所能承受的极 限变形程度,是拉深工艺计算的重要参数。其数值可查表。 限变形程度,是拉深工艺计算的重要参数。其数值可查表。 3)拉深系数的影响因素 ) a.材料的力学性能:材料的屈强比越小、塑性越好,对拉 材料的力学性能:材料的屈强比越小、塑性越好, 材料的力学性能 深越有利,极限拉深系数可以小一些。 深越有利,极限拉深系数可以小一些。 b. 材料的相对厚度 t / D :相对厚度越大,抗失稳能力加 相对厚度越大, 相对厚度越大 对拉深越有利。 强,对拉深越有利。 c. 润滑 d. 模具的几何参数:如凸、凹模圆角半径;模具间隙等。 模具的几何参数:如凸、凹模圆角半径;模具间隙等。
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冲压工艺与模具设计
(2)拉深次数的确定 ) 1)推算法 ) 根据已知条件,由书中表查得各次拉深的[ 〕 根据已知条件,由书中表查得各次拉深的[m〕,然后依 次计算出各次拉深工序件的直径, 次计算出各次拉深工序件的直径,即 d = [m ]D
d 2 = [m2 ]d1
d 3 = [m3 ]d 2
M d n = [mn ]d n −1 < d
则计算结束,零件所需拉深次数为 次 则计算结束,零件所需拉深次数为n次。
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2)查表法 查表法 在生产实际中也可采用查表法, 在生产实际中也可采用查表法,即根据工件的相对高度和 坯料的相对厚度,直接由书中表查得拉深次数。 坯料的相对厚度,直接由书中表查得拉深次数。 已知无凸缘筒形拉深件的35mm,高度 例:已知无凸缘筒形拉深件的 ,高度66mm,材料 , 厚度0.8mm,试求该拉深件的拉深次数。 厚度 ,试求该拉深件的拉深次数。 推算法:计算零件坯料尺寸为100mm, 推算法:计算零件坯料尺寸为100mm,查表得各次拉深 的极限拉深系数为 [m1 ] = 0.55 [m2 ] = 0.78 [m3 ] = 0.8
一、拉深件工艺性分析 1. 材料分析 材料分析: 用于拉深成形的材料,要求具有高的塑性、 用于拉深成形的材料,要求具有高的塑性、低的屈强比 )、大的板厚方向性系数 小的板平面方向性。 大的板厚方向性系数、 (σ 0.2 / σ b)、大的板厚方向性系数、小的板平面方向性。 2. 形状分析 (1)拉深件形状应尽可能简单、对称、避免急剧转角或凸 )拉深件形状应尽可能简单、对称、 台。 (2)深高度应尽可能小,以减少拉深次数,提高冲件质 )深高度应尽可能小,以减少拉深次数, 量。 (3)在保证装配要求的前提下,应允许拉深件侧壁有一 )在保证装配要求的前提下, 定的斜度。
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(4)需多次拉深的零件,在保证必要的表面质量前提下, )需多次拉深的零件,在保证必要的表面质量前提下, 应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。 应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。 (5)拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足: )拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距wk.baidu.com应满足:
d = 80 − 1 = 2.63 30,经查得修边余量
∆h = 6mm
,
所以,修正后拉深件的总高应为79+6=85mm。 所以,修正后拉深件的总高应为 。 2)确定坯料尺寸由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式 ) 得
D = d 2 − 4dh − 1.72dr − 0.56r 2 = 30 2 + 4 × 30 × 85 − 1.72 × 30 × 4 − 0.56 × 4 2 mm ≈ 105mm
落料首次拉深 复合模
机加切边 达到零件要求
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二、圆筒形拉深件工艺计算
1. 坯料尺寸计算 (1)计算原则 ) 相似原则: 相似原则:拉深前坯料的形状与拉深件断面形状相似 ; 等面积原则:拉深前坯料面积与拉深件面积相等。 等面积原则:拉深前坯料面积与拉深件面积相等。 (2)计算方法 ) 由以上原则可知,旋转体拉深件采用圆形坯料,计算坯料尺寸时, 由以上原则可知,旋转体拉深件采用圆形坯料,计算坯料尺寸时,先 将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体,分别求出其面积后相加, 将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体,分别求出其面积后相加, 得拉深件总面积A。 得拉深件总面积 。
r1 = rp1 = (0.7 ~ 1)rd 1 = (0.7 ~ 1)0.8 ( D − d1 )t
rn = rpn = rdn = (0.6 ~ 0.8)rdn −1
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3)工序件的拉深高度 )
r D2 h1 = 0.25 × ( − d 1 ) + 0.43 × 1 (d 1 + 0.32r1 ) d1 d1
形件的直径应为 d1 = [m1 ]D = 0.5 × 105mm = 52.5mm
d 2 = [m2 ]d1 = 0.75 × 52.5mm = 39.38mm
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如计算右图所示筒形件坯料尺寸, 如计算右图所示筒形件坯料尺寸, 应有以下关系式
∑A= A
A2 =
1
+ A2 + A3
A1 = πd ( H − r )
π
4 [ 2πr (d − 2r ) + 8r 2 ]
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2)确定拉深次数 ) 查得零件的各次极限拉深系数分别为[ 查得零件的各次极限拉深系数分别为 m1]=0.5,[ m2]=0.75,[ m3]=0.78, , , , [ m4]=0.8。所以,每次拉深后筒 。所以,
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(3)圆筒形拉深件各次工序尺寸的计算 ) 1)工序件直径 :依据推算法确定拉深次数时求得的各次拉 ) 依据推算法确定拉深次数时求得的各次拉 深中间工序件的直径尺寸进行调整从而得出实际生产时各工序 件的直径尺寸。 d n = d 件的直径尺寸。 调整原则: 1. 调整原则: m1 > [m1 ]、m2 > [m2 ]L mn > [mn ] 2. m1 < m2 < m3 < L < mn 3. 2)工序件圆角半径 )
d1 = [m1 ]D = 0.55 × 100 = 55mm
d 2 = [m2 ]d1 = 0.78 × 55 = 42.9mm
d 3 = [m3 ]d 2 = 0.8 × 42.9 = 34.32mm < 35mm
共需拉 深3次 次
查表法:计算零件的坯料相对厚度为 查表法:计算零件的坯料相对厚度为0.008,相对高度为 , 1.89,查表得零件所需拉深次数为 次。 ,查表得零件所需拉深次数为3次
A3 =
∴D = 4
π
4
( d − 2r ) 2
∑A π
= (d − 2r ) 2 + 2πr (d − 2r ) + 8r 2 + 4d ( H − r )
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(5)本实例坯料尺寸计算 ) 根据无凸缘筒形拉深件坯料尺寸的计算方法得 1)确定零件修边余量h ) 零件的相对高度
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设计任务: 设计任务: 无凸缘筒形件
材料: 钢 材料:08钢 料厚: 料厚:2mm
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拉深模设计步骤与实例介绍 冲压工艺与模具设计
r D2 h2 = 0.25 × ( − d 2 ) + 0.43 × 2 (d 2 + 0.32r2 ) d2 d2 rn D2 M hn = 0.25 × ( − d n ) + 0.43 × (d n + 0.32rn ) dn dn
(4)本例拉深工序件尺寸计算 ) 已计算坯料尺寸为105mm,则 已计算坯料尺寸为 , 1)判断是否采用压边圈 ) t 2 经查, 零件的相对厚度 D × 100 = 105 × 100 = 1.9 ,经查,压边圈为可用可 不用的范围,为了保证零件质量,减少拉深次数, 不用的范围,为了保证零件质量,减少拉深次数,决定采用压边 圈。
第一次拉深系数: 第一次拉深系数 第二次拉深系数: 第二次拉深系数 总拉深系数: 总拉深系数
d1 m1 = D d2 m2 = d1
dn 次拉深系数: 第n次拉深系数 mn = 次拉深系数 d n −1
m总 =
d n d 2 d3 d 2 d = L n = m1m2 m3 L mn D d1 d 2 d 3 d n −1
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(1)材料分析 ) 08钢为优质碳素结构钢,属于深拉深级别钢,具有良好 钢为优质碳素结构钢,属于深拉深级别钢, 钢为优质碳素结构钢 的拉深成形性能。 的拉深成形性能。 (2)结构分析 ) 零件为一无凸缘筒形件,结构简单,底部圆角半径为R3, 零件为一无凸缘筒形件,结构简单,底部圆角半径为 , 满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求, 满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求,因此零件 具有良好的结构工艺性。 具有良好的结构工艺性。 (3)精度分析 ) 零件上尺寸均为未注公差尺寸, 零件上尺寸均为未注公差尺寸,普通拉深即可达到零件 的精度要求。 的精度要求。
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(1)拉深系数 ) 1)概念 ) 拉深系数m是每次拉深后 拉深系数 是每次拉深后 筒形件的直径与拉深前坯料 或工序件)直径的比值。 (或工序件)直径的比值。
a ≥ R + 0.5t (或 rd + 0.5t )。
拉深件的圆角半径
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(6)拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径 )拉深件的底与壁、凸缘与壁、 应满足: 否则,应增加整形工序, 应满足: ≥ t,R ≥ 2t,r ≥ 3t。否则,应增加整形工序,一次整形 rd 的,圆角半径可取:d ≥ (0.1 ~ 0.3)t,R ≥ (0.1 。0.3)t 圆角半径可取: r ~ 3. 精度分析 一般情况下,拉深件的尺寸精 一般情况下, 度应在IT 级以下 不宜高于IT11级。 级以下, 度应在 13级以下,不宜高于 级 4. 任务一工艺性分析与工艺方案的确定 任务一为为右图所示拉深件, 任务一为为右图所示拉深件, 材料08钢 材料厚度2mm,其 材料 钢,材料厚度 , 工艺性分析内容如下: 工艺性分析内容如下:
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加工方案的确定: 加工方案的确定: 零件涉及到的加工工艺:落料、拉深( 零件涉及到的加工工艺:落料、拉深(需计算确定拉深次 切边。 数) 、切边。 加工顺序应为: 加工顺序应为:落料 多次拉深 切边 最终确定的加工方案: 最终确定的加工方案: 第 二 次 拉深 第 三 次 最终 … 的拉 深件
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2)拉深系数的意义 ) 拉深系数是表示拉深变形程度的一个量,拉深系数越小, 拉深系数是表示拉深变形程度的一个量,拉深系数越小, 说明拉深前后筒形件的直径差距越大,则变形程度越大。 说明拉深前后筒形件的直径差距越大,则变形程度越大。 极限拉深系数[m] 或 mmin ,用于表示不同材料所能承受的极 限变形程度,是拉深工艺计算的重要参数。其数值可查表。 限变形程度,是拉深工艺计算的重要参数。其数值可查表。 3)拉深系数的影响因素 ) a.材料的力学性能:材料的屈强比越小、塑性越好,对拉 材料的力学性能:材料的屈强比越小、塑性越好, 材料的力学性能 深越有利,极限拉深系数可以小一些。 深越有利,极限拉深系数可以小一些。 b. 材料的相对厚度 t / D :相对厚度越大,抗失稳能力加 相对厚度越大, 相对厚度越大 对拉深越有利。 强,对拉深越有利。 c. 润滑 d. 模具的几何参数:如凸、凹模圆角半径;模具间隙等。 模具的几何参数:如凸、凹模圆角半径;模具间隙等。
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(2)拉深次数的确定 ) 1)推算法 ) 根据已知条件,由书中表查得各次拉深的[ 〕 根据已知条件,由书中表查得各次拉深的[m〕,然后依 次计算出各次拉深工序件的直径, 次计算出各次拉深工序件的直径,即 d = [m ]D