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1、4-5 拉深模具设计,拉深力的计算 压边装置及压边力 压力机的选择凸、凹模工作部分的尺寸设计,拉深模具设计,圆筒形件采用压边装置时，其拉深力的经验计算公式：,一.拉深力的计算,首次拉深：,以后各次拉深：,式中：Fl、Fn首次和第n次拉深时的拉深力，N；d1、dn首次和第n次拉深后的工件直径，mm；t材料厚度，mm；b材料的抗拉强度，MPa；k1、k2系数，查表4.11。,圆筒形件不用压边装置时，其拉深力的经验计算公式：,一.拉深力的计算,首次拉深：,以后各次拉深：,二.压边装置及压边力,压边装置的作用,在凸缘变形区施加轴向力2，防止拉深过程中凸缘起皱,是否采用压边装置的判断,二.压边装置及压边
2、力,压边力的计算,压边力，则拉深力，使径向拉应力1，工件易被拉裂；若压边力，则不能防止凸缘起皱，起不到压边作用。压边力计算公式：,式中：Q压边力；A在压边圈上毛坯的投影面积；q单位压边力，可按表4.11查取。,二.压边装置及压边力,压边装置的设计,常用压边装置：弹性压边装置和刚性压边装置。,弹性压边装置:,二.压边装置及压边力,三种弹性压边装置的压边力变化曲线：,随着拉深深度的增加（即行程的增大），需要压边的凸缘部分逐渐减小，因而所需压边力也应逐渐减小。,实际情况：橡胶和弹簧的压边力变化正好与所需要的相反，只用于浅拉深。气垫效果好，但结构复杂，制造维修不易，且需要压缩空气，因而限制了其应用。,
3、压边力要求：,二.压边装置及压边力,橡胶和弹簧压边装置的纠正措施,二.压边装置及压边力,刚性压边装置:,特点：压边力不随行程变化，拉深效果较好，模具 结构简单。适用范围：双动压力机用拉深模。,三.压力机的选择,浅拉深时：压力机公称压力（1.21.4）F深拉深时：压力机公称压力（1.62.0）F,一般拉深件按拉深时的最大工序力直接确定：,深度拉深件或落料拉深复合模：,应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下，还需对压力机的电机功率进行校核,式中：F拉深时的最大工序力（最大拉深 力、压边力和其它力的总和），KN；,三.压力机的选择,深度拉深件或落料拉深复合模：,计算拉深功A,首次拉深：,以后
4、各次拉深：,式中：A1、An首次和第n次所需的拉深功；F1、Fn首次和第n次拉深的最大拉深力；h1、hn首次和第n次的拉深高度；1、n平均变形力与最大最大变形力的比值。,三.压力机的选择,计算所需压力机的电动机功率,式中：N所需压力机的电动机功率；A拉深功；不均衡系数。（取1.21.4）n压力机每分钟的行程次数；1压力机效率；（取10.60.8）2电动机效率。（取20.90.95）,三.压力机的选择,校核,若计算的所需功率N值电动机功率，可行。若计算的所需功率N值电动机功率，则应另选电机功率较大的压力机。,压力机的行程：,拉深时，为安放毛坯和取出制件，压力机行程一般取制件高度的2.5倍。,四.
5、凸、凹模工作部分的尺寸设计,凸、凹模圆角对拉深的影响：,凸、凹模的圆角半径,凹模圆角的影响：,凹模圆角rd径向拉应力1表面划伤或拉裂;凹模圆角rd悬空面积、压边面积起皱,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,凸模圆角的影响：,凸模圆角rprp处弯曲变形程度“危险断面”受拉力大工件易产生局部变薄；凸模圆角rp凸模与毛坯的接触面易产生底部变薄和内皱,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,凹模圆角半径rd的计算：,首次拉深：,以后各次拉深：,式中：rd1、rdn-1、rdn首次、第（n1）次和第n 次拉深模的凹模圆角半径 D毛坯直径；d中径；t工件厚度。,有平面凸缘拉深件，最后一次拉深时：凹模圆角半径应和拉深件
6、的一致，即rdnr。,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,凸模圆角半径rd的计算：,rp1（0.71.0）rd1,首次拉深：,以后各次拉深：,最后一次拉深时：rpnr零件t。,注意：当r零件t时：rpnt，再增添一道整形工序。,式中：rpn-1本道拉深模的凸模圆角半径，mm；dn-1、dn本道和下一道拉深外径，mm；t工件厚度，mm；,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,拉深间隙：,凸、凹模间隙,指拉深凸、凹模间的单边间隙，用C表示。拉深间隙，容易起皱，工件有锥度，精度差；拉深间隙，摩擦加剧，工件变薄严重，甚至拉裂。,拉深间隙值的确定：,无压边圈拉深模的间隙为：C（11.1）tmax,注：最后一次拉深
7、或精密工件拉深，C取偏小值；对于首次和中间工序拉深，C取偏大值,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,带压边圈拉深模的间隙为：,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,凸、凹模工作部分的尺寸及公差,最后一道工序：,当尺寸标注在外形时（）,应以凹模为基准件,凹模：,凸模：,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,当尺寸标注在内形时（）,应以凸模为基准件,凹模：,凸模：,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,中间工序：,当尺寸标注在外形时,应以凹模为基准件,凹模：,凸模：,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,当尺寸标注在内形时：,应以凸模为基准件,凹模：,凸模：,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,凸、凹模工作表面的粗糙度,工作表面
8、和型腔表面粗糙度为Ra0.8m，凹模圆角处的表面粗糙度要求为Ra0.4m。,凹模：,Ra0.81.6m。,凸模：,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,凸、凹模工作部分形状,不带压边圈的拉深：,浅拉深时：,圆弧形凹模结构用于大件 锥形和平端面凹模结构用于小件,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,凸、凹模工作部分形状,不带压边圈的拉深：,深拉深时：,四.凸、凹模工作部分的尺寸设计,凸、凹模工作部分形状,带压边圈的拉深：,a：用于直径d100mm的拉深件,b：用于直径d100mm的拉深件,五.拉深工艺的辅助工序,润滑,热处理,目的：消除加工硬化及残余应力,对于普通硬化金属（如08钢、10钢、15钢等），若工艺过程正确，模具设计合理，一般可不要进行中间热处理。对高度硬化金属（如不锈钢、耐热钢等），一般一、二道工序后就要进行中间热处理。,五.拉深工艺的辅助工序,酸洗,目的：为去除热处理工序件的表面氧化皮及其它污物,将冲件置于加热的稀酸液中浸蚀，接着在冷水中漂洗，后在弱碱溶液中将残留于冲件上的酸中和，最后在热水中洗涤并经烘干即可。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。,方法：,
