拉深工艺与拉深模设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,拉深工艺与拉深模具设计,概述,4.1,拉深模设计程序,4.2,审图与拉深工艺性分析,4.3,拉深件毛坯尺寸计算,4.4,圆筒形件拉深计算,4.5,拉深凸、凹模结构设计,4.6,拉深件成形模具总体结构设计,4.7,其它旋转体件的拉深,4.8,盒形件的拉深,4.9,其它拉深方法,4.10,拉深次品分析及拉深中的辅助工序,返回目录,1,.,概述,拉深,：,指将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压,成各种形状的开口空心件，或以开口空心,件为毛坯通过拉深进一步使空心件改变形,状和尺寸的一种冷冲压加工方法。,拉深变形过程,2,.,类型：不变薄拉深、变薄拉深,不变薄拉深：在拉深过程中不产生较大的变薄，,筒壁与筒底厚度较一致的拉深工艺。,变薄拉深,：,指以空心开口零件为毛坯，通过减小,壁厚成形零件的拉深工艺。,3,.,拉深件,4,.,拉深模,播放动画,5,.,4.1 拉深模设计程序,审图,拉深工艺性分析,拉深工艺方案制定,毛坯尺寸计算,拉深次数确定,冲压力及压力中心计算,凸、凹模结构设计,总体结构设计,冲压设备选择,冲压模装配图绘制,非标零件图绘制,6,.,课后思考,1,、阐述拉深模设计程序，与冲裁模设计程,序比较，在确定工艺方案时有什么区别？,7,.,4.2,审图与拉深工艺性分析,学习目标：,掌握拉深件的结构工艺性要求，了解拉深件在,公差、材料上的要求，掌握拉深件工序安排的一般,原则。,教学要求：,根据弯曲件的结构工艺性要求改善拉深件的结,构设计；能够根据拉深件的工艺条件，确定拉深件,圆角半径，确定带孔拉深件的孔的位置。,8,.,4.2.1 对拉深件形状尺寸的要求,1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉,深成形。,2）尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设,计成对称（组合）的拉深，然后剖开；,9,.,3）在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形,尺寸，不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉,深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为,基准。,4）拉深件口部尺寸公差应适当。,10,.,5）一般拉深件允许壁厚变化范围0.6,t,1.2t,若,不允许存在壁厚不均现象，应注明；,6）需多次拉深成形的工件，应允许其内、外壁,及凸缘表面上存在压痕；,11,.,4.2.2 拉深件圆角半径的要求,1.,凸缘圆角半径,r,d,凸缘圆角半径,r,d,：,指壁与凸缘的转角半径。,要求：,1）,r,d,2,t,一般取：,r,d,=（4,8）,t,2）当,r,d,0.5mm,时，应增加整形工序,。,12,.,2.,底部圆角半径,r,pg,底部圆角半径,r,pg,：,指壁与底面的转角半径。,要求：,1）,r,pg,t，,一般取：,r,pg,（3,5）,t,2）,r,pg,t,，增加整形工序，每整形一次，,r,pg,可减小1/2。,13,.,3.,矩形拉深件壁间圆角半径,r,py,矩形拉深件壁间圆角半径,r,py,：,指矩形拉深件的四个壁的转角半径。,要求：,r,py,3,t,及,r,py,H/5,14,.,4.2.2 拉深件上的孔位布置,1）孔位应与主要结构面（凸缘面）在同一平面，,或孔壁垂直该平面，便于冲孔与修边在同一,道工序中完成。,15,.,2）,拉深件侧壁上的冲孔与底边或凸缘边的距离,16,.,3）拉深件凸缘上的孔距：,4）拉深件底部孔距：,17,.,4.2.3 拉深件的精度等级,主要指其横断面的尺寸精度；一般在,IT13,级,以下，不宜高于,IT11,级，高于,IT13,级的应增加整,形工序。,4.2.4 拉深件的材料,1）具有较大的硬化指数；,2）具有较低的径向比例应力,r,/,b,峰值；,3）具有较小的屈强比,s,/,b,；,4,）,具有较大的厚向异性指数,r,。,18,.,4.2.5 拉深件工序安排的一般原则,l）,在大批量生产中，在凹、凸模壁厚强度允许,的条件下，应采用落科、拉深复合工艺；,2）除底部孔有可能与落料、拉深复合冲压外，,凸缘部分及侧壁部分的孔、槽均需在拉深工,序完成后再冲出；,3）当拉深件的尺寸精度要求高或带有小的圆角,半径时应增加整形工序；,4）修边工序一般安排在整形工序之后；,5）修边冲孔常可复合完成。,19,.,电线插座外壳的冲压程序,20,.,实例分析,生产批量：大批量,材料：,Al,料厚：0.3,mm,21,.,课后思考,1,、什么情况下会产生拉裂？拉深工艺顺利进行的必要条件是什么？,2,、影响拉深时坯料起皱的主要因素是什么？防止起皱的方法有哪些？机理是什么？,22,.,4.3 拉深件毛坯尺寸计算,学习目标：,能够计算圆筒形拉深件的毛坯尺寸，了解复,杂旋转体拉深件的毛坯计算方法。,教学要求：,能够利用等面积法，计算圆筒形拉深件的毛,坯尺寸；能够查表确定常见的旋转体拉深件的毛,坯尺寸。,23,.,4.3.1 简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定,计算原则：按等面积（即拉深前后材料面积不变）,原则进行计算，再加上修边余量。,24,.,数学计算法：,1）将制件分成若干简单几何形状（包括修边余,量），以其中间层进行计算；,注：厚度小于1,mm,的拉深件，可根据工件外壁尺寸计算,2）叠加各段中间层面积，求出制件中间层面积；,3）根据“等面积原则”求出毛坯直径。,式中,S,毛坯面积（包括修边余量）；,f,简单旋转体拉深件各部分面积；,D,毛坯直径。,25,.,26,.,案例分析：,带凸缘制件 无凸缘制件,27,.,将制件分割为：,1）1/4凹球环,2）圆柱,3）1/4凸球环,4）圆板,28,.,计算：,1）1/4凹球环,2）圆柱,3）1/4凸球环,4）圆板,5）修边,无凸缘,有凸缘,29,.,1）带凸缘毛坯直径,2）不带凸缘毛坯直径,30,.,31,.,4.3.2 复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定,相似原则,1.,解析法,若拉深件可由若干个简单几何形状组成，则先分别求出各部分的表面积,F,，再相加得出拉深件的总面积,F,，最后按下式计算毛坯直径。,32,.,4.3.2 复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定,2.,形心法：,任何形状的母线绕轴线旋转，所得,到的旋转体面积等于母线长度与其重心旋转所,得周长,的乘积（是该段母线重心至轴线,的距离）。,旋转体面积：,毛坯面积：,因：,故,33,.,（,1,）由直线和圆弧相连接的形状,34,.,（2）曲线连接的形状,35,.,测验题,填空,1,、不变薄拉深简单旋转体毛坯尺寸的计算常采用,。,参考答案,36,.,课后思考,1,、拉深件坯料尺寸的计算遵循什么原则？,2,、简单旋转体拉深件的毛坯尺寸的计算原,则是什么？,37,.,4.4 圆筒形件拉深计算,学习目标：,了解拉深系数的概念，能够计算圆筒形件的,拉深次数及各次拉深的工序件尺寸；计算圆筒形,件的拉深力。,教学要求：,能够利用推算法或查表法确定无凸缘圆筒形,件的拉深次数及工序件尺寸；查表确定带,凸缘圆,筒形件的拉深次数；,分别掌握,宽凸缘及窄凸缘圆,筒形件的多次拉深的工序计算步骤。,38,.,4.4.1 拉深系数,拉深系数：指用于表示拉深变形程度的工艺指数。,其值为拉深后制件直径与拉深前毛坯,直径之比值。,m,=,d,/,D,若需经过多次拉深方能成形，则：,首次拉深,m,1,=,d,1,/,D,以后各次拉深,m,2,=,d,2,/,d,1,m,3,=,d,3,/,d,2,m,n,=,d,n,/,d,n,-1,m,总,=,d,/,D,=,m,1,m,2,m,3,m,n,39,.,式中：,m,拉深系数；,d,拉深后制件直径；,D,拉深前毛坯直径；,m,1,、,m,2,、,m,3,、,m,n,各次的拉深系数；,d,1,、,d,2,、,d,3,、,d,n,-1,、,d,n,各次拉深制件的直径；,m,总,需多次拉深成形制件的总拉深系数。,注意：拉深系数系愈小，表示拉深变形程度愈大。,极限拉深系数,：指当拉深系数减小至使拉深件起,皱、断裂或严重变薄超差时的临界拉深系数。,40,.,4.4.2 圆筒形拉深件拉深次数及工序尺寸计算,1.,拉深次数,当,m,d,=d/Dm,极限,时，可以一次拉深，否则需多,次拉深。,1）推算法：根据极限拉深系数和毛坯直径，从第一道拉深工序开始逐步向后推算各工序的直径，一直算到得出的直径小于或等于工件直径，即可确定所需的拉深次数。,d,1,=m,1,D,d,2,=m,2,d,1,。,d,n,=m,n,d,n-1,式中,d,1,、d,2,d,n-1,、d,n,第1、2、（,n-1）、n,道工序的直径；,m,1,、m,2,m,n,第1、2、,n,道工序的极限拉深系数；,D,毛坯直径。,41,.,2）根据工件的相对高度,h/d,和毛坯的相对厚度,t/D，,查表确定拉深次数,n。,上表只适合,08,及,10,号钢的拉深件,42,.,2.拉深件工序件尺寸,1）直径,确定拉深次数后，应调整拉深系数，使首,次拉深尽可能接近极限拉深系数，其余拉深逐,渐增加，使,m,1,m,2,1.4,）的多次拉深计算,（,1,）拉深方法,宽凸缘零件多次拉深应先按零件要求的尺寸拉出凸缘直径（包括修边余量），并在以后拉深工序中保持凸缘直径不变，只是逐渐地缩小圆筒部分的直径。,49,.,为保持在以后拉深工序中的凸缘直径不变，通常第一次拉入凹模的材料要比工件最后拉深部分实际材料多约,5%,，这些多余材料在后面的拉深中，部分材料被挤回到凸缘。,（,2,）保持凸缘直径不变,凸缘一经形成，在后续的拉深中就不能变动。因为后续拉深时，凸缘的微量缩小会使中间圆筒部分的拉应力过大而使危险断面破裂。为此，必须正确计算拉深高度，严格控制凸模进入凹模的深度。,50,.,（,3,）计算程序,1,）选取修边余量；,2,）预算毛坯直径,D,；,3,）判断能否一次拉深；,4,）计算拉深次数；,5,）计算各工序件的拉深直径；,6,）合理选配各次拉深的圆角半径；,7,）重新修整毛坯直径；,8,）计算第一次拉深高度，并校核其相对高度；,9,）计算以后各次的拉深高度；,10,）画出工序图。,51,.,实例分析,52,.,相对厚度：,总拉深系数：,首次拉深系数：,采用不带压边圈,以后各次拉深系数：,采用不带压边圈,53,.,调整,取,则：,取,则：,54,.,4.4.,4,圆筒形件拉深的拉深力与压料力,1.拉深力的计算,（1）采用压边圈,首次拉深,以后各次拉深,（2）不采用压边圈,首次拉深,以后各次拉深,55,.,2.压料力,QAp,式中压料圈下坯料的投影面积；,单位面积压料力。,圆筒形件首次拉深,圆筒形件以后各次拉深,（2、3、）,3.压力机公称压力（,F,g,）,的确定,工艺总压力为：,F,z,=F+Q,浅拉深,F,g,（1.61.8）F,z,深拉深,F,g,（1.82.0）F,z,56,.,测验题,填空,1,、拉深变形程度用,表示。,判断,1,、后次拉深的拉深系数可取得比首次拉深的拉深系数,小。（）,2,、拉深系数越小，说明拉深变形程度越大。（）,3,、要分多次拉深的圆筒形件，每次拉深系数应该大于或等于图表推荐值。（）,计算,圆筒件直径为,d,，高为,h,，若忽略低部圆角半径,r,不,计，设拉深中材料厚度不变，极限拉深系数,m=0.5,时，求,容许的零件最大相对高度（,h/d,）为多少？,参考答案,57,.,课后思考,1,、为什么有些拉深件要二次或多次拉深才,能成形？,2,、拉深系数的意义？怎样判断拉深件能否,一次拉深成功？,58,.,4.5 拉深凸、凹模结构设计,学习目标：,能够理解拉深凸模和凹模结构尺寸的计算，,掌握拉深凸模、凹模的结构。,教学要求：,能够计算凸、凹模的圆角半径、间隙、工作,部分的尺寸等工艺参数；掌握有,/,无压料、首次,/,再次拉深模的凸模和凹模结构。,59,.,4.5.1 凸、凹模的圆角半径,1.,凹模圆角半径,（,1,）,根据,经验公式,确定,凹模圆角半径,首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径：,式中,r,d,1,首次拉深凹模圆角半径；,D,坯料直径；,d,凹模内径；,t,材料厚度。,60,.,以后各次拉深凹模圆角半径逐渐减小,最后一次拉深的凹模圆角半径等于工件的尺寸,当制件直径,d,200mm,时，拉深凹模圆角半,径应按下式确定：,r,dmin,=0.039,d,+2mm,要求：不宜采用过小的凹模圆角半径，一般应,r,d,2,t,61,.,（,2,）根据工件材料和厚度确定,凹模圆角半径,一般对于钢的拉深件，,r,d=10,t,，对于有色金属（铝、黄铜、纯铜）的拉深，,r,d=5,t,。,注：,1,第一次拉深和较薄的材料，取表中的最大极限值；,2,以后各次拉深和较厚的材料，取表中的最小极限值。,62,.,2.,凸模圆角半径,首次拉深凸模圆角半径：,r,p,1,=（0.6,1.0）,r,d,1,中间各次拉深凸模圆角半径：,r,pi-,1,=0.5（,d,i-1,-,d,i,-2,t,）,最后一次拉深凸模圆角半径：,r,p,n,=,r，,且,r,p,n,(2,3)t(t6mm),若工件底部圆角半径小于拉深工艺性要求时，则应按工艺性要求确定,，在最后一次拉深后整形,。,63,.,实例分析,（1）凹模圆角半径,r,d,以后各次拉深凹模圆角半径,r,d,2,=,r,d,3,=1,mm,（2）,凸模圆角半径,r,p,1,r,p,1,=（0.6,1.0）,r,d,1,=1.1,mm,以后各次拉深凹模圆角半径,r,p,2,=r,p3,=1,mm,64,.,4.5.2 拉深模的凸、凹模间隙,拉深模的单边间隙：,1,.,拉深间隙对拉深力、零件、模具的影响,间隙小，拉深力大、模具磨损大，使零件减,薄甚至拉裂；但冲件回弹小，精度高。,间隙大，坯料易起皱，精度差。,2.,无压边圈的拉深模的单边间隙,C,C,=(1,1.1),t,max,t,max,毛坯厚度的最大极限值；,末次拉深用小值，中间拉深用大值。,65,.,3.,有压边圈的拉深模的单边间隙,C,一般精度拉深：,间隙系数,较高精度拉深：,66,.,4.,对精度要求高的零件，为减小拉深后的回弹，,常采用负间隙拉深，单边间隙值为：,=(0.9,0.95),t,5.,盒形件拉深模的间隙,当尺寸精度要求较高时：,(0.9,1.05),t,当尺寸精度要求不高时：,(1.1,1.3),t,最后一道拉深取较小值，圆角部分的间隙比,直边部分大,0.1,t,。,（,圆角部分材料,增厚）,67,.,实例分析,有压边圈,=(0.9,0.95),t,=0.285,68,.,4.5.3 凸、凹模工件部分尺寸及公差,工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺,寸及公差决定。首次及中间各次拉深的模具尺寸,公差和拉深半成品的尺寸公差没有必要作严格限,制，这时模具的尺寸只要取等于毛坯的过渡尺寸,即可。,69,.,1,末次拉深的凸、凹模尺寸,（,1,）当零件标注外形尺寸时：,（,2,）当零件标注内形尺寸时：,式中,D,d,、,d,d,凹模基本尺寸；,D,p,、,d,p,凸模基本尺寸；,D,max,拉深件外径的最大极限尺寸；,d,min,拉深件内径的最小极限尺寸；,制件公差；,d,、,p,凹模和凸模制造公差；,Z,拉深模间隙。,70,.,2,中间拉深的凸、凹模尺寸,式中,D,i,各工序的基本尺寸。,凸、凹模制造公差,非圆形,凸、凹模的制造公差可根据工件的公,差来选定。工公差为,ITl3,级以上时,和 可按,IT6,8,级取，工件公差在,ITl4,级以下时,按,ITl0,级,取；圆形凸凹模,制造公差,查表获得。,71,.,凸、凹模工作表面粗糙度,凹模：,型腔表面,R,a,0.8,m,，,圆角表面,R,a,0.4,m,凸模：,R,a,1.6,m,0.8,m,拉深凸模的出气孔尺寸,72,.,4.5.4 凸、凹模结构,1.,无压料的拉深模凸、凹模结构,（,1,）一次拉深的凹模结构,锥形凹模和等切面形凹模对抗失稳起皱有利。,a）,圆弧形,b),锥形,c）,渐开线形,d）,等切面形,a,）适合大型拉深件，其余适合小型拉深件,73,.,（2）多次拉深的凸、凹模结构,首次拉深凹模圆角处采用斜度为,30,度的锥面，以后各次拉深的凹模圆角采用圆弧面。,74,.,2.,有压料的拉深模凸、凹模结构,（,1,）有压料多次拉深的凸、凹模结构,工件直径,d100mm,可采用锥形凹模结构。,75,.,（,2,）最后拉深工序凸模底部的设计,保证拉深件底部平整,C,盒形件凸模底部,76,.,测验题,判断,1,、,一般情况下，拉深模的凹模的圆角表面粗糙度应比凸,模的圆角表面粗糙度小些。（）,参考答案,77,.,课后思考,1,、拉深凸、凹模结构设计要注意拉深过程中的什么问题？,78,.,4.6 拉深件成形模具总体结构设计,学习目标：,了解拉深模上的辅助部件的作用；理解拉深,模的典型结构。,教学要求：,了解拉深模的三种常见的压边装置、理解各,种压边圈的结构；参考实物及动画等资料掌握各,种典型拉深模的结构。,79,.,4.6.1 拉深模的压边装置,1.,弹性压边装置（多用于普通的单动压力机）,由于压边力逐渐增大，只适用于浅拉深。,）橡皮压边装置,）弹簧压边装置,）气垫式压边装置,80,.,2.,刚性压边装置,带刚性压边装置的拉深模（用于双动压力机）,刚性压边，压边力不随行程变化，拉深效果,较好，且模具结构简单。,1-固定板,2-拉深凸模,3-刚性压边圈,4-拉深凹模,5-下模板,6-螺钉,81,.,3.,压边圈的形式,（,1,）平面压边圈,适用于一般拉深模,（,2,）弧形压边圈,适用于 ，,且小凸缘和较大圆角半径,82,.,（,3,）带限位装置的压边圈,适于拉深板料较薄或带较宽凸缘的零件,（,4,）局部压边的压边圈,适于拉深带宽凸缘工件,83,.,（,5,）带拉深筋的压边圈,适用于凸缘特别小或半球形工件,84,.,4.6.2 拉深模的典型结构,1.,首次拉深模,（1）无压边装置的简单拉深模,1-定位板,2-下模板,3-拉深凸模,4-拉深凹模,85,.,（2）有压边装置的拉深模,1）正装拉深模,模柄,上模座,凸模固定板,弹簧,压边圈,定位板,凹模,下模座,卸料螺钉,10凸模,播放动画,86,.,2）倒装拉深模,1上模座,2推杆,3推件板,4锥形凹模,5限位柱,6锥形压边圈,7拉深凸模,8固定板,9下模座,带锥形压边圈的倒装拉深模,播放动画,87,.,2.,以后各次拉深模,（1）无压边装置的以后各次拉深模,88,.,（2）有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,89,.,3.,落料拉深复合摸,（1）正装落料拉深复合模,1-顶杆,2-压边圈,3-凸凹模,4-推杆,5-推件板,6-卸料板,7-落料凹模,8-拉深凸模,播放动画,90,.,（,2,）后次拉深、冲孔、切边复合模,1-压边圈,2-凹模固定板,3-冲孔凹模,4-推件板,5-凸模固定板,6-垫板,7-冲孔凸模,8-拉深凸模,9-限位螺栓,10-螺母,11-垫柱,12-拉深切边凹模,13-切边凸模,14-固定块,91,.,筒形件切边的工作原理,挤切修边,92,.,4.6.3 拉深件成形模具总体设计,实例分析,93,.,展开图,排样图,94,.,测验题,填空,1,、拉深模中压边圈的作用是防止工件在变形过程中发生,。,判断,1,、,在拉深过程中，压边力过大或过小均可能造成拉裂。,（）,参考答案,95,.,课后思考,1,、说出常见的单工序拉深模类型。,96,.,4.7 其它旋转体件的拉深,学习目标：,了解其它常见旋转体拉深件的结构、拉深过,程；理解它们的拉深工序安排。,教学要求：,能够计算阶梯圆筒件的拉深次数，确定各种,形状的阶梯圆筒件的拉,深工序安排；理解难拉深,的球面、锥形等曲面旋转体拉深件的工艺方案。,97,.,4.7.1 阶梯圆筒件的拉深,1.拉深次数,一次拉深的条件：,h-,直径为,d,n,的有凸缘圆筒形件首次拉深的允许相对高度。,98,.,2.多次拉深工序的安排,）,若任意两个相邻阶梯的直径比都大于或等于,相应的圆筒形件的极限拉深系数，则先从大,的阶梯拉起；,99,.,）,若某相邻两阶梯直径之比小于相应的圆筒形,件的极限拉深系数，则按带凸缘圆筒形件的,拉深进行，即由小阶梯拉深到大阶梯；,上图中，,d,2,/d,1,m,2,极限,，故先分三次拉出直径为,d,2,的带凸缘筒形件，再用工序,V,拉出,d,1,。,100,.,）若最小阶梯直径过小时，但高度不大时，最,小阶梯可用胀形法得到；,）若浅阶梯零件的相邻阶梯直径相差较大时，,不能一次拉出，可先拉成圆形或带有大圆角,的筒形件，再整形得到该零件。,101,.,4.7.2 曲面旋转体的拉深,曲面旋转体工件包括球形件、锥形件、抛物,面件等复杂形状的曲面工件，其,凸缘部分与中间,部分都是变形区，而且中间部分是主要变形区。,曲面旋转体件的,凸模接触面积小、压力集中、,容易引起局部变薄及自由面积大、压边圈作用相,对减弱、容易起皱，因此拉深较困难。,102,.,一、球形件的拉深,球形件可分为半球形件和非半球形件两类。,103,.,毛坯相对厚度,t/D,可不用压边圈，带整形,必须压边圈或反向拉深,必须拉深筋或反向拉深,104,.,二、锥形件的拉深,（1）浅锥形件（）,可带压边圈一次拉深成形，,为抑制回弹，常用带有拉深筋,的模具结构。,H-,锥形件高度;,d-,锥形件口部直径。,105,.,（2）中锥形件（）,多为一次拉深成形,）,可一次拉深成形，不需压边,行程终了时需整,形；,）,可一次拉深成形，但,需采用压边圈、拉深筋、,增加工艺凸缘等措施，防止起皱；,）,需多次拉深，预成形球形或大圆角圆筒件，,再逐次拉深成所需形状的零件。,106,.,（3）深锥形件（）,易变薄破裂，易起皱，需多次拉深才能成形,107,.,3.,抛物面形件的拉深,（,1,）,浅,抛物面件,当抛物面件时，可按带有拉深,筋的凹模或反拉深的球形件拉深进行。,（,2,）,深,抛物面件,当抛物面件时，需要多次拉深或反,拉深逐渐成形、液压机械拉深法。,108,.,课后思考,1,、阶梯形旋转体拉深件的拉深工艺方案。,109,.,4.8,盒形件的拉深,学习目标：,了解,盒形件的变形特点，掌握盒形件的有关,工艺计算。,教学要求：,能够简略计算低盒件、高盒件的毛坯尺寸；,理解高盒形件的拉深方法。,110,.,4.8.1,盒形件的变形特点,盒形件是非旋转体零件，变形不均匀，导致,应力分布不均匀，其拉深变形可分为：,）圆角部位的变形,圆角部分相当于圆筒形件拉深，径向伸长，,切向缩短；,）,直边部位的变形,直边部分相当于弯曲变形，还有径向伸长，,切向压缩的拉深变形。,但两部分因相互联系而不能简单地认为是圆,筒形件拉深和弯曲变形。,111,.,112,.,4.8.2 盒形件毛坯,1.,低盒形毛坯,矩形盒件的拉深高度；矩形盒件的最短边长。,可一次拉深或补充一道整形工序。,毛坯的一种计算方法：,根据工件表与毛坯的表面积相等的原则计算。,（,1,）按弯曲计算直边部分的展开长度；,（无凸缘）,l,直边部分的长度；,r,1,矩形盒件底部与直壁间的圆角半径；,H,0,矩形盒件高度；,H,修边余量。,113,.,（,2,）把圆角部分看成是直径为,d=2r,2,，,高为,H,的圆筒件，则展开的毛坯半径为：,（无凸缘）,当；,式中,R,坯料圆角半径；,r,1,矩形盒件底部与直壁间的圆角半径；,r,2,底部圆角半径；,H,矩形盒件的拉深高度。,114,.,（,3,）通过作图用光滑曲线连接直边和圆角部分，即得毛坯的形状和尺寸。,115,.,2.,高矩形盒件毛坯,当零件为方盒形且高度比较大，需要多道工,序时，可采用圆形毛坯，其直径为：,116,.,高度和圆角半径较大的盒形件，,毛坯的形状可做成长圆形或椭圆形。,长圆形毛坯尺寸,）圆弧半径,D-,假象尺寸为,B,B,的,方盒,坯料直径,）长度,）宽度,117,.,4.8.3 高盒形件拉深方法及工序尺寸计算,高方盒形件,采用圆筒工序件过渡成形,1）确定毛坯直径,D；,2）,(,n-1),道工序半成品的直径,3）,按圆筒形件拉深计算，由,直径,D,的平板毛坯拉深成直径为,D,n-1,，,高度为,h,n-1,的圆筒。,118,.,测验题,填空,1,、矩形件拉深时，直边部分变形程度相对,，圆角部,分的变形程度相对,。,参考答案,119,.,课后思考,1,、为什么说盒形件比圆筒形件,(,同等截面周长,),的拉深变形要容易？,120,.,4.9,其它拉深方法,学习目标：,了解各种软模拉深的方法，理解变薄拉深与,不变薄拉深的区别。,教学要求：,区别软凸模与软凹模拉深的特点；通过拉深,工件的对比，,能够理解变薄拉深与不变薄拉深的,区别。,121,.,4.9.1 软模拉深,1.软凸模拉深,用液体代替凸模进行拉深，主要用于拉深锥,形件、半球形件和抛物线件等。,液体凸模拉深的变形过程,122,.,2.软凹模拉深,用橡胶或高压液体代替金属拉深凹模；,（1）聚氨酯橡胶凹模拉深,1-,容框；,2-,聚氨酯橡胶；,3-,毛坯；,4-,凸模；,5-,压边圈,聚氨酯橡胶拉深模,a),不带压边圈的拉深,b),带压边圈的拉深,123,.,（2）液体凹模拉深,1-,溢流阀；,2-,凹模；,3-,毛坯,4-,模座；,5-,凸模；,6-,润滑油,液体凹模拉深,124,.,（3）橡皮液囊凹模拉深,1-,橡皮囊；,2-,液体；,3-,板材；,4-,压边圈；,5-,凸模,橡皮囊凹模的拉深过程,a),原始位置；,b),拉深工艺在进行中；,c),拉深结束，压边圈上升推出工件,125,.,4.9.2 变薄拉深,所谓变薄拉深,主要是在拉深过程中改变拉,深件筒壁的厚度,而毛坯的直径变化很小。,126,.,课后思考,1,、说出减薄拉深与拉深的区别。,127,.,4.10 拉深次品分析及拉深中的辅助工序,学习目标：,通过理解各次拉深的特点，分析拉深过程中,出现的次品原因；了解拉深工艺中使用辅助工序,的作用及目的。,教学要求：,能够看图分析出起皱、拉裂等拉深现象的原,因，并给出适当的解决措施；了解拉深中的辅助,工序的目的及影响。,128,.,4.,10.1,各次拉深的特点,（1）材料的均匀性,首次拉深时，材料的厚度和机械性能可视为,均匀；以后各次拉深时，筒壁的壁厚及机械性能,是不均匀的。,（2）凸缘变化,首次拉深时，凸缘缩小；以后各次拉深时，,凸缘保持不变。,（3）拉深力,首次拉深时，拉深力很快达到最大，然后逐,渐减小；以后各次拉深时，拉深力呈一逐渐增加,的趋势。,129,.,（4）拉深破裂发生时间,首次拉深时，发生在初始阶段；以后各次拉,深时，发生在终结阶段。,（5）起皱,以后各次拉深起皱的机率比首次拉深起皱的,机率大。,（6）拉深系数,以后各次,拉深的拉深系数比首次拉深的拉深,系数大得多。,130,.,4.10.,2,拉深次品分析,1.起皱,原因：,）凸缘部位受切向压应力；,）材料较薄。,解决：,）加压边圈，提高压力力；,）适当提高材料厚度。,131,.,.拉裂,壁部被拉裂,原因：,）径向拉应力过大；,）凹模圆角半径过小；,）,润滑不良；,）材料塑性较差。,解决：,）减小压边力；,）加大凹模圆角半径；,）正确使用润滑剂；,）选用塑性好材料或增加中间退火工序。,132,.,底部被拉裂,原因：凹模圆角半径过小；,解决：加大凹模圆角半径，使其圆滑过渡，降低,表面粗糙度。,播放动画,133,.,.边缘高低不一致及有折皱,边缘高低不一致的原因：,）毛坯与凸、凹模中心不合；,）材料厚度不均；,）凹模圆角半径和凹模间隙不均。,边缘有折皱的原因：,凹模圆角半径太大，压边圈压不到最后流进,凹模且起皱的材料。,解决：,）减小凹模圆角半径；,）采用弧形压边圈。,134,.,4.10.,3,拉深工艺的辅助工序,作用：利于拉深，提高模具寿命和工件尺寸精度、,表面质量。,1.润滑,目的：,1）降低材料与模具间的摩擦系数；,2）提高材料的变形程度；,3）方便从冲模中取出工件；,4）保证工件表面质量。,使用：,一般在凹模和材料之间加润滑剂,135,.,2.热处理,目的：恢复材料的塑性，消除冷作造成的内应力,对普通硬化金属（如08钢、10钢、15钢，黄,铜和退火过的铝等），若工艺过程正确，模具设,计合理，在拉深次数较少的情况下，可不必进行,中间热处理。,对高度硬化金属（如不锈钢、耐热钢、退火,紫铜等），一般经,道工序后就要进行中间,热处理。,136,.,3.酸洗,目的：去除热处理工序件的氧化皮及其它污物。,酸洗工艺过程：,）等待工件退火冷却；,）加热的稀酸中侵蚀；,）冷水中冲洗；,）弱碱中中和；,）热水中冲洗；,）,烘干。,退火、酸洗是延长生产周期和增加生产成本、,产生环境污染的工序，应尽可能加以避免。,137,.,测验题,填空,1,、拉深加工时，润滑剂涂在与,接触的,表面上。,2,、拉深过程中的辅助工序有,、,、,等。,参考答案,138,.,课后思考,1,、拉深工序中的起皱、拉裂现象是如何产,生的，如何防止它？,2,、拉深过程中润滑的目的是什么？如何合,理润滑？,3,、说出圆筒形拉深件壁部破裂，凸缘起皱,的原因，并指出预防方法。,139,.,本章小结,本章按照拉深模的设计程序，以一个拉深件,为案例，分析了弯曲模的设计过程，重点在拉深,件的工艺分析、工艺计算以及拉深模的结构设计,方面的基础知识，同时也强调了设计中需要注意,的一些要点。,通过本章的学习，学生应能够举一反三，独,立的完成中等复杂程度的拉深模的设计。,140,.,测验题,填空,1,、不变薄拉深简单旋转体毛坯尺寸的计算常采用,等面积法,。,返 回,141,.,测验题,填空,1,、拉深变形程度用,拉深系数,m,表示。,判断,1,、后次拉深的拉深系数可取得比首次拉深的拉深系数,小。（,）,2,、拉深系数越小，说明拉深变形程度越大。（）,3,、要分多次拉深的圆筒形件，每次拉深系数应该大于或等于图表推荐值。（）,计算,返 回,142,.,测验题,判断,1,、,一般情况下，拉深模的凹模的圆角表面粗糙度应比凸,模的圆角表面粗糙度小些。（）,返 回,143,.,测验题,填空,1,、拉深模中压边圈的作用是防止工件在变形过程中发生,起皱,。,判断,1,、,在拉深过程中，压边力过大或过小均可能造成拉裂。,（）,返 回,144,.,测验题,填空,1,、矩形件拉深时，直边部分变形程度相对,较小,，圆角部,分的变形程度相对,较大,。,返 回,145,.,测验题,填空,1,、拉深加工时，润滑剂涂在与,凹模,接触的,毛坯,表面上。,2,、拉深过程中的辅助工序有,中间退火,、,润滑,、,酸洗,等。,返 回,146,.,