第8章拉深模具设计

材料加工模具设计武汉科技大学材控系熊九郎2011年6月第8章拉深模具设计8.1拉深模工作零件的结构和尺寸8.2拉深模的典型结构8.3筒形制件拉深模设计实例8.1拉深模工作零件的结构和尺寸8.1.1凹模圆角半径8.1.2凸模圆角半径8.1.3凸、凹模之间的间隙8.1.4凸、凹模的结构形式8.1.5凸、凹模工作尺寸及公差8.2拉深模的典型结构8.2.1首次拉深模8.2.2后续工序拉深模8.2.3落料拉深复合模8.2.4双动压力机上使用的拉深模8.2.1首次拉深模一．无压边装置的简单拉深模脱料颈卸料顶出装置刮料环卸料二．有压边装置的简单拉深模正装拉深模倒装拉深模无压边装置的简单拉深模（一）1-定位板；2-下模座；3-凸模；4-凹模无压边装置的简单拉深模（二）适用于底部平整、拉深变形程度不大、相对厚度(t/D)较大和拉深高度较小的零件。无压边装置的简单拉深模（三）板料毛坯被拉入凹模。在拉簧力的作用下，刮件环又紧贴凸模，在凸模上行时可以将制件脱出，由下模座孔中落下。正装拉深模固定压边圈拉深模固定压边圈上制出缺口，方便将板料毛坯送入工作位置并定位，凸模将毛坯拉入凹模成形。进入凹模下部的通孔，制件口部会发生弹性恢复张开，在凸模上行时被凹模下底面刮落。正装拉深模正装拉深模１、模柄；２、上模座；３、凸模固定板；４、弹簧；５、压边圈；６、定位板；７、凹模；８、下模座；９、卸料螺钉；10、凸模。定位板定位；上模下行，凹模将板料毛坯压在压边圈上，凸模使其拉入凹模内。进入凹模下部的通孔，制件口部会发生弹性恢复张开，在凸模上行时被凹模下底面刮落。倒装拉深模1、上模座；2、推杆；3、推件板；4、锥形凹模；5、挡粒销；6、锥形压边圈；7、拉深凸模；8、固定板；9、下模座；凹模固定在上模座上，并设有刚性打料装置。锥型压边装置可对坯料进行预变形，从而可适当降低拉深系数。坯料由固定挡料销定位凸模固定在下模座上，并设有弹性压边装置，其压边力可以由弹簧或橡皮产生，也可以由气垫产生。8.2.2后续工序拉深模一．正拉深模无压边圈的后续工序拉深模有压边圈的后续工序拉深模二．反拉深模无压边圈的反拉深模压边圈在上模的反拉深模压边圈在下模的反拉深模无压边圈的后续工序拉深模无压边圈的后续工序拉深模图中毛坯是经过前道工序拉深成为一定尺寸的半成品筒形件，置入模具的定位板中定位后进行拉深。有压边圈的后续工序拉深模有压边圈的后续工序拉深模1-推件板2-拉深凹模3-拉深凸模4-压边圈5-顶杆6-弹簧将前次拉深的半成品制件套在定位压边圈上，模具下部的压边装置通过卸料螺钉将压边力传递到定位压边圈上。上模下行将毛坯拉入凹模，从而得到所需要的制件。当上模返回，制件可以被定位压边圈从凸模上顶出，如果卡在凹模中将被打料块推出。无压边圈的反拉深模无压边圈的反拉深模无压边圈的反向后绪拉深模,多用于较薄材料的后次拉深和锥形、半球形及抛物线形等旋转体形状零件的后次拉深。将经过前次拉深的半成品制件套在凹模上，制件的内壁经拉深后翻转到外边，使材料的内外表面互相转换，材料要绕凹模流动180度才能成形。压边圈在上模的反拉深模压边圈在上模的反拉深模弹性压边力大，可以减小起皱趋势。但同时也增大了毛坯变形时的摩擦阻力，使毛坯的拉裂倾向增加。有压边圈的反拉深模8.2.3落料拉深复合模一．正装落料拉深复合模二．落料、正、反拉深模三．后续拉深、冲孔、切边复合模一、正装落料拉深复合模一、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-拉深凸模一、正装落料拉深复合模先落料后拉深，拉深凸模低于落料凹模。一、正装落料拉深冲孔复合模二、落料、正、反拉深、冲孔模三、后续拉深、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-固定块切边工作原理双动压力机工作原理1－内滑块2－外滑块3－上模座4－模柄5－拉深凸模6－压边圈7－凹模双动压力机首次拉深模1-凸模；2-上模座；3-压边圈；4-凹模；5-下模座；6-顶件块首先压边滑块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。双动压力机拉深模双动压力机拉深模(凸模导向)确定压边圈与凸模的相对位置。双动压力机拉深模(压边圈导向)8.1.1凹模圆角半径对拉深成形的影响拉深模工作部分的尺寸凹模圆角半径一般应rA≥2ｔ。①拉深件的质量——凹模圆角半径过小时，坯料易被刮伤或拉裂。——凹模圆角半径过大时，拉深初期毛坯没有与模具表面接触的宽度加大，容易起皱。②拉深力——凹模圆角半径小时，弯曲变形阻力增大，凹模圆角对板料施加的厚向压力加大，引起摩擦力增加。③模具寿命——凹模圆角半径小时，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。8.1.1凹模圆角半径凹模圆角半径tddRiidi)(8.01第i次拉深毛坯直径第i次拉深工序件直径①计算法②查表法表7-21首次拉深凹模的圆角半径后序拉深1)8.0~6.0(iiddRR8.1.2凸模圆角半径凸模圆角半径iidpRR)1~6.0(①计算法②计算法11)1~7.0(dpRR首次拉深后序拉深221tddRiipi)(较大的拉深系数iidpRR最后拉深凸模圆角半径等于制件直径，但应大于2t小于3t。否则凸模圆角取2~3t，并通过整形获得需要的圆角。8.1.3凸、凹模之间的间隙间隙对拉深成形的影响过大——表面质量差、回弹使尺寸精度差、厚度不均匀、筒壁易起皱。过小——厚度变薄严重、模具磨损严重、拉深力大易拉裂。确定原则要考虑压边状况、拉深次数和工件精度。考虑板料本身的公差，板料的增厚现象。间隙一般比毛坯厚度略大一些。间隙大小无压料圈的拉深模：Z/2＝(1～1.1)tmax有压料圈的拉深模8.1.4凸、凹模的结构形式无压边圈的拉深模凸、凹模的结构形式一次拉深成形多次拉深成形有压边圈的拉深模凸、凹模的结构形式一次拉深成形的凹模结构圆弧形锥形渐开线形等切面形大拉深件小拉深件曲面形状可提高其失稳能力，有利于切向收缩，可采用较小拉深系数。多次拉深凸、凹模结构有压边圈多次拉深的凸、凹模结构凸、凹模具有圆角结构，用于拉深直径小于100mm时。凸、凹模具有斜角结构，用于拉深直径大于100mm时。8.1.5凸、凹模工作尺寸及公差(a)制件要求外形尺寸(b)制件要求内形尺寸凹模为基准，间隙取在凸模上。凸模为基准，间隙取在凹模上。凹模为基准时工件要求外形尺寸p275.0maxpZΔD：D再求凸模尺寸凹模为基准凹模拉深越磨越大d75.0maxdΔD：D先求凹模尺寸凸模为基准时工件要求外形尺寸p24.0mindZΔd：d再求凹模尺寸凸模为基准凸模拉深越磨越大0minpp4.0Δd：d先求凸模尺寸表7-20凸、凹模制造公差