拉深模具设计资料

拉深模具的设计

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拉深模按其工序顺序可分为首次拉深模和后续各工序拉深模，它们之间的本质区别是压边圈的结构和定位方式上的差异。按拉伸模使用的冲压设备又可分为单动压力机用拉深模、双动压力机用拉深模及三动压力机用拉深模，它们的本质区别在于压边装置的不同(弹性压边和刚性压边)。按工序的组合来分，又可分为单工序拉深模、复合模和级进式拉深模。此外还可按有无压边装置分为无压边装置拉深模和有压边装置拉深模等。下面将介绍几种常见的拉深模典型结构。

1一凸模；2一定位板；3一凹模；4一下模座

图4.6.1 无压边装置的首次拉深模

1．首次拉深模

(1) 无压边装置的首次拉深模(图4.6.1)此模具结构简单,常用于板料塑性好,相对厚度

时的拉深。工件以定位板2 定位，拉深结束后的卸件工作由凹模底部的台阶完成，拉深凸模要深入到凹模下面，所以该模具只适合于浅拉深。

(2) 具有弹性压边装置的首次拉深模这是最广泛采用的首次拉深模结构形式(图4.6.2)压边力由弹性元件的压缩产生。这种装置可装在上模部分( 即为上压边) ，也可装在下模部分( 即为下压边) 。上压边的特征是由于上模空间位置受到限制，不可能使用很大的弹簧或橡皮，因此上压边装置的压边力小，这种装置主要用在压边力不大的场合。相反，下压边装置的压边力可以较大，所以拉深模具常采用下压边装置。

(3) 落料首次拉深复合模图4.6.3 为在通用压力机上使用的落斜首次拉深复合模。它一般采用条料为坯料，故需设置导料板与卸料板。拉深凸模9 的顶面稍低于落料凹模10 ，刃面约一个料厚，使落料完毕后才进行拉深。拉深时由压力机气垫通过顶杆7 和压边圈8进行压边。拉深完毕后靠顶杆7 顶件，卸料则由刚性卸料板2 承担。

1一凸模；2一上模座；3一打料杆；4一推件块；5一凹模；

6一定位板；7一压边圈；8一下模座；9一卸料螺钉

图4.6.2 有压边装置的首次拉深模

(4) 双动压力机上使用的首次拉滦模(图4.6.4) 因双动压力机有两个滑块，其凸模1 与拉深滑块( 内滑块) 相连接，而上模座2(上模座上装有压边圈3) 与压边滑块(外滑块)相连。拉深时压边滑块首先带动压边圈压住毛坯，然后拉深滑块带动拉深凸模下行进行拉深。此模具因装有刚性压边装置，所以模具结构显得很简单，制造周期也短，成本也低，但压力机设备投资较高。

2．后续各工序拉深模

后续拉深用的毛坯是已经过首次拉深的半成品筒形件，而不再是平板毛坯。因此其定位装置、压边装置与首次拉深模是完全不同的。后续各工序拉深模的定位方法常用的有三种：第一种采用特定的定位板(图4.6.5) ；第二种是凹模上加工出供半成品定位的凹窝；第三种为利用半成品内孔，用凸模外形或压边圈的外形来定位(图4.6.6) 。此时所用压边装置已不再是平板结构，而应是圆筒形结构。

1-导料板；2-卸料板；3-打料杆；4-凸凹模；5-上模座；6-下模座；7-顶杆；8-压边圈；9-拉深凸模；10-落料凹模

图4.6.3 落料拉深复合模

1-凸模；2-上模座；3-压边圈；4-凹模；5-上模座；6-顶件块图4.6.4 双动压力机上使用的首次拉深模

图4.6.5 无压边装置的后续工序拉深模

图4.6.6 有压边装置的后续各工序拉深模

（1) 无压边装置的后续各工序拉深模(图4.6.5)此拉深模因无压边圈，故不能进行严格的多次拉深，用于直径缩小较少的拉深或整形等，要求侧壁料厚一致或要求尺寸精度高时采用该模具。

(2) 带压料装置的后续各工序拉深模(图4.6.6)此结构是广泛采用的形式。压边圈兼作毛坯的定位圈。由于再次拉深工件一般较深，为了防止弹性压边力随行程的增加而不断增加，可以在压边圈上安装限位销来控制压边力的增长（参见图4.5.8）。

4.6.2 拉深模工作部分的结构和尺寸

拉深模工作部分的尺寸指的是凹模圆角半径凸模圆角半径，凸、凹模的间隙c ，凸模直径，凹模直径等，如图4.6.7 所示。

图4.6.7 拉深模工作部分的尺寸

1．凹模圆角半径

拉深时，材料在经过凹模圆角时不仅因为发生弯曲变形需要克服弯曲阻力，还要克服因相对流动引起的摩擦阻力，所以的大小对拉深工作的影响非常大。主要有以下影响：

(1) 拉深力的大小小时材料流过凹模时产生较大的弯曲变形，结果需承受较大的弯曲变形阻力，此时凹模圆角对板料施加的厚向压力加大，引起摩擦力增加。当弯曲后的材料被拉入凸、凹模间隙进行校直时，又会使反向弯曲的校直力增加，从而使筒壁内总的变形抗力增大，拉深力增加，变薄严重，甚至在危险断面处拉破。在这种情况下，材料变形受限制，必须采用较大的拉深系数。

(2) 拉深件的质量当过小时，坯料在滑过凹模圆角时容易被刮伤，结果使工件的表面质量受损。而当太大时，拉深初期毛坯没有与模具表面接触的宽度加大(图4.6.8) ，由于这部分材料不受压边力的作用，因而容易起皱。在拉深后期毛坯外边缘也会因过早脱离压边圈的作用而起皱，使拉深件质量不好，在侧壁下部和口部形成皱褶。尤其当毛坯的相对厚度小时，这个现象更严重。在这种情况下，也不宜采用大的变形程度。

(3) 拉深模的寿命小时，材料对凹模的压力增加，摩擦力增大，磨损加剧,使模具的寿命降低。所以的值既不能太大也不能太小。在生产上一般应尽量避免采用过小的凹模圆角半径，在保证工件质量的前提下尽量取大值，以满足模具寿命的要求。通常可按经验公式计算：

(4.6.1)

式中D 为毛坯直径或上道工序拉深件直径(mm) ；d 为本道拉深后的直径(mm) 。

首次拉深的可按表4.6.1 选取。

后续各次拉深时应逐步减小，其值可按关系式确定，但应大于或等于。若其值小于，一般很难拉出,只能靠拉深后整形得到所需零件。

表 4.6.1 首次拉深的凹模圆角半径

注：表中数据当材料性能好，且润滑好时可适当减小。

2．凸模圆角半径

凸模圆角半径对拉深工序的影响没有凹模圆角半径大，但其值也必须合适.太小，拉深初期毛坯在处弯曲变形大，危险断面受拉力增大，工件易产生局部变薄或拉裂，且局部变薄和弯曲变形的痕迹在后续拉深时将会遗留在成品零件的侧壁上，影响零件的质量。而且多工序拉深时，由于后继工序的压边圈圆角半径应等于前道工序的凸模圆角半径,所以当

过小时,在以后的拉深工序中毛坯沿压边圈滑动的阻力会增大,这对拉深过程是不利的。因而，凸模圆角半径不能太小。若凸模圆角半径过大，会使处材料在拉深初期不与凸模表面接触，易产生底部变薄和内皱，如图4.6.8 所示。

一般首次拉深时凸模的圆角半径为：

以后各次可取为各次拉深中直径减小量的一半，即：