4.5

拉深模具設(shè)計(jì)

拉深力的計(jì)算壓邊裝置及壓邊力壓力機(jī)的選擇凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)拉深模具設(shè)計(jì)

圓筒形件采用壓邊裝置時(shí)，其拉深力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：一.拉深力的計(jì)算首次拉深：以后各次拉深：式中：Fl、Fn——首次和第n次拉深時(shí)的拉深力，N；

d1、dn——首次和第n次拉深后的工件直徑，mm；

t——材料厚度，mm；

σb——材料的抗拉強(qiáng)度，MPa；

k1、k2——系數(shù)，查表4.11。圓筒形件不用壓邊裝置時(shí)，其拉深力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：一.拉深力的計(jì)算首次拉深：以后各次拉深：二.壓邊裝置及壓邊力壓邊裝置的作用

在凸緣變形區(qū)施加軸向力σ2，防止拉深過(guò)程中凸緣起皺是否采用壓邊裝置的判斷

二.壓邊裝置及壓邊力壓邊力的計(jì)算

壓邊力↑↑，則拉深力↑，使徑向拉應(yīng)力σ1↑，工件易被拉裂；若壓邊力↓↓，則不能防止凸緣起皺，起不到壓邊作用。壓邊力計(jì)算公式：式中：Q——壓邊力；

A——在壓邊圈上毛坯的投影面積；

q——單位壓邊力，可按表4.11查取。二.壓邊裝置及壓邊力壓邊裝置的設(shè)計(jì)

常用壓邊裝置：彈性壓邊裝置和剛性壓邊裝置。彈性壓邊裝置:二.壓邊裝置及壓邊力三種彈性壓邊裝置的壓邊力變化曲線：隨著拉深深度的增加（即行程的增大），需要壓邊的凸緣部分逐漸減小，因而所需壓邊力也應(yīng)逐漸減小。實(shí)際情況：橡膠和彈簧的壓邊力變化正好與所需要的相反，只用于淺拉深。氣墊效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造維修不易，且需要壓縮空氣，因而限制了其應(yīng)用。壓邊力要求：二.壓邊裝置及壓邊力橡膠和彈簧壓邊裝置的糾正措施二.壓邊裝置及壓邊力剛性壓邊裝置:特點(diǎn)：壓邊力不隨行程變化，拉深效果較好，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。適用范圍：雙動(dòng)壓力機(jī)用拉深模。三.壓力機(jī)的選擇淺拉深時(shí)：壓力機(jī)公稱(chēng)壓力≥（1.2～1.4）F深拉深時(shí)：壓力機(jī)公稱(chēng)壓力≥（1.6～2.0）F一般拉深件按拉深時(shí)的最大工序力直接確定：深度拉深件或落料拉深復(fù)合模：應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用壓力曲線之下，還需對(duì)壓力機(jī)的電機(jī)功率進(jìn)行校核式中：F——拉深時(shí)的最大工序力（最大拉深力、壓邊力和其它力的總和），KN；三.壓力機(jī)的選擇深度拉深件或落料拉深復(fù)合模：①計(jì)算拉深功A首次拉深：以后各次拉深：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；

λ1、λn——平均變形力與最大最大變形力的比值。

三.壓力機(jī)的選擇②計(jì)算所需壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率式中：N——所需壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率；

A——拉深功；

ξ——不均衡系數(shù)。（取ξ＝1.2～1.4）

n——壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)；

η1——壓力機(jī)效率；（取η1＝0.6～0.8）

η2——電動(dòng)機(jī)效率。（取η2＝0.9～0.95）三.壓力機(jī)的選擇③校核若計(jì)算的所需功率N值＜電動(dòng)機(jī)功率，可行。若計(jì)算的所需功率N值≥電動(dòng)機(jī)功率，則應(yīng)另選電機(jī)功率較大的壓力機(jī)。壓力機(jī)的行程：拉深時(shí)，為安放毛坯和取出制件，壓力機(jī)行程一般取制件高度的2.5倍。四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凸、凹模圓角對(duì)拉深的影響：凸、凹模的圓角半徑

凹模圓角的影響：凹模圓角rd↓↓→徑向拉應(yīng)力σ1↑→表面劃傷或拉裂;凹模圓角rd↑↑→懸空面積↑、壓邊面積↓→起皺四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凸模圓角的影響：凸模圓角rp↓↓→rp處彎曲變形程度↑→“危險(xiǎn)斷面”受拉力大→工件易產(chǎn)生局部變??；凸模圓角rp↑↑→凸模與毛坯的接觸面↓→易產(chǎn)生底部變薄和內(nèi)皺四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凹模圓角半徑rd的計(jì)算：首次拉深：以后各次拉深：式中：rd1、rdn-1、rdn——首次、第（n－1）次和第n

次拉深模的凹模圓角半徑

D——毛坯直徑；d——中徑；t——工件厚度。

有平面凸緣拉深件，最后一次拉深時(shí)：凹模圓角半徑應(yīng)和拉深件的一致，即rdn＝r。四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凸模圓角半徑rd的計(jì)算：rp1＝（0.7～1.0）rd1

首次拉深：以后各次拉深：最后一次拉深時(shí)：rpn＝r零件≥t。注意：當(dāng)r零件＜t時(shí)：rpn≥t，再增添一道整形工序。式中：rpn-1——本道拉深模的凸模圓角半徑，mm；

dn-1、dn——本道和下一道拉深外徑，mm；

t——工件厚度，mm；四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)拉深間隙：凸、凹模間隙

指拉深凸、凹模間的單邊間隙，用C表示。拉深間隙↑↑，容易起皺，工件有錐度，精度差；拉深間隙↓↓，摩擦加劇，工件變薄嚴(yán)重，甚至拉裂。拉深間隙值的確定：無(wú)壓邊圈拉深模的間隙為：C＝（1～1.1）tmax注：最后一次拉深或精密工件拉深，C取偏小值；對(duì)于首次和中間工序拉深，C取偏大值四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)帶壓邊圈拉深模的間隙為：四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凸、凹模工作部分的尺寸及公差

最后一道工序：當(dāng)尺寸標(biāo)注在外形時(shí)（）應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件凹模：凸模：四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)當(dāng)尺寸標(biāo)注在內(nèi)形時(shí)（）應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件凹模：凸模：四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)中間工序：當(dāng)尺寸標(biāo)注在外形時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件凹模：凸模：四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)當(dāng)尺寸標(biāo)注在內(nèi)形時(shí)：應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件凹模：凸模：四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凸、凹模工作表面的粗糙度

工作表面和型腔表面粗糙度為Ra＝0.8μm，凹模圓角處的表面粗糙度要求為Ra＝0.4μm。凹模：Ra＝0.8～1.6μm。凸模：四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凸、凹模工作部分形狀

不帶壓邊圈的拉深：淺拉深時(shí)：圓弧形凹模結(jié)構(gòu)用于大件錐形和平端面凹模結(jié)構(gòu)用于小件

四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凸、凹模工作部分形狀

不帶壓邊圈的拉深：深拉深時(shí)：四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)凸、凹模工作部分形狀

帶壓邊圈的拉深：a：用于直徑d≤100mm的拉深件b：用于直徑d＞100mm的拉深件五.拉深工藝的輔助工序潤(rùn)滑熱處理目的：消除加工硬化及殘余應(yīng)力對(duì)于普通硬化金屬（如08鋼、10鋼、15鋼等），若工藝過(guò)程正確，模具設(shè)計(jì)合理，一般可不要進(jìn)行中間熱處理。對(duì)高度硬化金屬（如不銹鋼、耐熱鋼等），一般一、二道工序