全書配套課件：模具構(gòu)造與制造

1、第1章 沖壓加工與沖壓設(shè)備1.1 沖壓加工概述沖壓加工與模具 沖壓加工是在常溫下利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件的壓力加工方法。 墊片落料模 圖1-1 墊片落料模1導(dǎo)柱；2擋料；3導(dǎo)套；4墊板；5止動(dòng)螺釘；6凸模固定板；7卸料螺釘；8凸模； 9彈壓卸料板；10導(dǎo)料板；11凹模1.1.2 沖壓加工基本工序沖裁 使板料實(shí)現(xiàn)分離的沖壓工序。彎曲 將金屬材料沿彎曲線彎成一定的角度和形狀的沖壓工序。拉深 將平面板料變成各種開口空心件，或者把空心件的尺寸作進(jìn)一步改變的沖壓工序。成形 用各種不同性質(zhì)的局部變形來(lái)改變毛坯或沖壓件形狀的沖壓工

2、序。立體壓制（體積沖壓） 將金屬材料體積重新分布的沖壓工序。1.1.3 沖壓技術(shù)的發(fā)展模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)（模具CADCAM） 工藝分析中的板料成形模擬仿真技術(shù)（沖壓CAE） 快速模具制造技術(shù)的發(fā)展 采用沖壓新工藝 沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 逆向工程技術(shù) 1.2 沖壓常用材料沖壓加工對(duì)材料的基本要求是：1具有良好的沖壓成形性能2具有較高的表面質(zhì)量3材料的厚度公差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沖壓常用材料及選用 1. 沖壓常用材料2. 沖壓材料的合理選用1.3 沖壓常用設(shè)備1.3.1 沖壓設(shè)備的分類與型號(hào)規(guī)格1.3.2 曲柄壓力機(jī)1. 曲柄壓力機(jī)的分類（1）按工藝用途分類按工藝用途曲柄壓力機(jī)可分為

3、通用壓力機(jī)和專用壓力機(jī)兩大類。 （2）按結(jié)構(gòu)形式分類 按機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式不同，曲柄壓力機(jī)可分為開式壓力機(jī)（圖1-2）和閉式壓力機(jī)（圖1-5）。圖1-2 開式雙柱可傾臺(tái)式壓力機(jī) 圖1-3 單柱固定臺(tái)式壓力機(jī) 圖1-4 升降臺(tái)式壓力機(jī)2. 曲柄壓力機(jī)的工作原理3. 曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 圖1-6 壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)原理圖 1工作臺(tái)；2床身；3制動(dòng)器； 4帶輪；5電動(dòng)機(jī)6、7齒輪；8離合器；9曲軸；10連桿；11滑塊4. 開式壓力機(jī)曲柄滑塊上的常用結(jié)構(gòu) 圖1-6 JC23-63壓力機(jī) 的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1連桿體；2軸瓦；3曲軸； 4橫桿；5滑塊；6調(diào)節(jié)螺桿；7支承座； 8保險(xiǎn)塊；9鎖緊螺釘；10鎖緊塊；11模柄夾

4、持塊5. 曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱壓力 滑塊行程 滑塊行程次數(shù) 壓力機(jī)的裝模高度 壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸 漏料孔尺寸 模柄孔尺寸 立柱間距和喉深 1.3.3 摩擦壓力機(jī) 圖1-11 雙盤摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1頂料裝置；2床身；3滑塊；4螺桿；5左支臂；6左摩擦盤；7飛輪；8右摩擦盤 9傳動(dòng)軸；10杠桿系統(tǒng)；11右支臂；12緩沖裝置；13制動(dòng)裝置；14安全裝置；15液壓裝置 1.3.4 液壓機(jī) 圖1-12 YB32-300噸 液壓機(jī)簡(jiǎn)圖1充液罐；2主缸；3上橫梁；4活動(dòng)橫梁；5操縱裝置 6液壓系統(tǒng)；7下橫梁（工作臺(tái)）；8頂出缸 1.3.5 剪板機(jī) 圖1-13 斜刃剪板機(jī)外形及傳動(dòng)圖 （a）外形圖

5、（b）傳動(dòng)圖 l電動(dòng)機(jī)；2傳動(dòng)軸；3離合器；4偏心軸；5滑塊；6工作臺(tái)；7制動(dòng)器1.3.6 沖、剪設(shè)備安全操作規(guī)程工作開始前的準(zhǔn)備工作 上機(jī)安全操作規(guī)程下班前結(jié)束工作 第2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)2.1 沖裁加工概述 沖裁是利用裝在壓力機(jī)上的模具，使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、切斷、切口、切邊、剖切等。其中落料和沖孔是最常見的工序。落料是從板料上沖下所需形狀的工件（或毛坯），沖孔是在工件上沖出所需形狀的孔。 圖2-2 導(dǎo)柱式落料模1螺釘；2導(dǎo)料銷；3固定擋料銷；4卸料彈簧；5凸模固定板；6銷釘；7模柄；8墊板；9止轉(zhuǎn)銷；10卸料螺釘；11上模座；12凸模；13導(dǎo)套；

6、14導(dǎo)柱；15卸料板；16凹模；17內(nèi)六角螺釘落；18下模座2.2 沖裁變形特點(diǎn)2.2.1 沖裁變形過(guò)程彈性變形階段 塑性變形階段 剪裂分離階段 2.2.2 沖裁變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)2.2.3 沖裁件斷面特征 圖2-5 沖裁件剪 切斷面特征1-圓角帶 2-光亮帶 3-斷裂帶 4-毛刺2.2.4 沖裁件質(zhì)量分析 沖裁件質(zhì)量是指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。斷面狀況盡可能垂直、光潔、毛刺小。尺寸精度應(yīng)保證在圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi)。零件外形應(yīng)滿足圖紙要求，表面盡可能平直、穹彎小。 影響零件質(zhì)量的因素有：材料性能、間隙大小及均勻性、刃口鋒利程度、模具精度以及模具結(jié)構(gòu)形式等。1. 沖裁件斷面質(zhì)量的影響因素材料

7、性能的影響 模具間隙的影響 模具刃口狀態(tài)的影響 2. 沖裁件的毛刺及其影響因素3. 沖裁件的尺寸精度及其影響因素模具的制造精度 材料性質(zhì) 沖裁間隙 沖裁件的形狀 2.2.5 沖裁件的工藝性 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級(jí)、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大影響。1. 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性沖裁件的形狀沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角 沖裁件上凸出的懸臂和凹槽 沖裁件的孔邊距與孔間距 在彎曲件或拉深件上沖孔時(shí)，孔邊與

8、直壁之間應(yīng)保持一定距離 沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小 2. 沖裁件的精度 沖裁件的精度一般可分為精密級(jí)與經(jīng)濟(jì)級(jí)兩類。精密級(jí)是指沖壓工藝在技術(shù)上所允許的最高精度，而經(jīng)濟(jì)級(jí)是指模具達(dá)到最大許可磨損時(shí)，其所完成的沖壓加工在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)而在經(jīng)濟(jì)上又最合理的精度，即所謂經(jīng)濟(jì)精度。為降低沖壓成本，獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，在不影響沖裁件使用要求的前提下，應(yīng)盡可能采用經(jīng)濟(jì)精度。 沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度一般不高于ITll級(jí)，最高可達(dá)IT810級(jí)，沖孔比落料的精度約高一級(jí)。一般要求落料件公差等級(jí)最好低于ITl0級(jí)，沖孔件最好低于IT9級(jí)。 2.3 沖裁工藝計(jì)算沖裁間隙ZDd凹凸沖裁間隙一般是指雙邊間隙

9、 沖裁凸模、凹模刃口尺寸計(jì)算 凸模與凹模分別加工 可行性判斷 計(jì)算公式2凸模與凹模配合加工凸模與凹模配合加工時(shí)，凸?；虬寄３叽缬?jì)算步驟 在尺寸計(jì)算之前，應(yīng)確定基準(zhǔn)件，落料時(shí)凹模為基準(zhǔn)件，沖孔時(shí)凸模為基準(zhǔn)件。 對(duì)基準(zhǔn)件上的尺寸分類，并選用適當(dāng)公式逐個(gè)進(jìn)行尺寸計(jì)算。最后將計(jì)算的尺寸及上下偏差標(biāo)注在基準(zhǔn)件的零件圖上。 與基準(zhǔn)件相配的非基準(zhǔn)件不要進(jìn)行尺寸計(jì)算，只需將基準(zhǔn)件的基本尺寸作為非基準(zhǔn)件的基本尺寸，標(biāo)注在非基準(zhǔn)件的零件圖上，不要標(biāo)注偏差。但在技術(shù)條件中應(yīng)注明：“按基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸配作，保證間隙值在ZminZmax”即可。2.3.3 沖裁件的排樣 圖2-18 排樣方法 3. 搭邊 排樣時(shí)沖裁件與沖

10、裁件之間（a）以及沖裁件與條料側(cè)邊之間（a1）留下的工藝余料稱為搭邊。搭邊的作用 搭邊的數(shù)值 4. 排樣圖 排樣圖是排樣設(shè)計(jì)的最終表達(dá)形式，排樣圖是編制沖壓工藝與設(shè)計(jì)模具的重要工藝文件。一張完整的模具裝配圖應(yīng)在其右上角畫出工件圖及排樣圖。在排樣圖上應(yīng)標(biāo)注條料寬度及其公差、送料步距及搭邊值。 采用斜排方法排樣時(shí)，還應(yīng)注明傾斜角度的大小。必要時(shí)，還可用雙點(diǎn)劃線畫出條料在送料時(shí)定位元件（如擋料銷等）的位置。對(duì)有纖維方向要求的排樣圖，則應(yīng)用箭頭標(biāo)出條料的纖維方向。排樣時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 公差要求較嚴(yán)的零件，排樣時(shí)工步不宜太多，否則積累誤差大，零件公差要求不易保證； 對(duì)孔壁較小的沖裁件，其孔可以分步?jīng)_出，以

11、保證凹?？妆诘膹?qiáng)度； 零件孔距公差要求較嚴(yán)時(shí)，應(yīng)盡量在同一工步?jīng)_出或在相鄰工步?jīng)_出； 當(dāng)凹模壁厚太小時(shí)，應(yīng)增設(shè)空工步，以提高凹?？妆诘膹?qiáng)度； 盡量避免復(fù)雜型孔，對(duì)復(fù)雜外形零件的沖裁，可分步?jīng)_出，以減小模具制造難度； 零件小而批量大時(shí)，應(yīng)盡可能采用多工位級(jí)進(jìn)模成形的排樣法； 零件較大的大量生產(chǎn)中，為了縮短模具的長(zhǎng)度，可采用連續(xù)-復(fù)合成形的排樣法； 對(duì)于要求較高或工步較多的沖件，為了減小定位誤差，排樣時(shí)可在條料兩側(cè)設(shè)置工藝定位孔，用導(dǎo)正銷定位。 在級(jí)進(jìn)模的連續(xù)成形排樣中，如有切口翹腳、起伏成形、翻邊等工步時(shí)，一般應(yīng)安排在落料前完成； 當(dāng)材料塑性較差時(shí)，在有彎曲工步的連續(xù)成形排樣中，必須使彎曲線與材

12、料的軋制方向成一定角度。2.3.4 沖裁力計(jì)算 3. 卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算 4. 壓力機(jī)所需總沖壓力的計(jì)算 在計(jì)算沖裁所需的總沖壓力時(shí)，應(yīng)先根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體情況，分析總沖壓力究竟包含上述沖裁力和卸料力、推件力和頂件力等中的哪幾項(xiàng)。5. 沖壓設(shè)備的選擇壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總沖壓力。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程次數(shù)。根據(jù)模具尺寸大小、安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸，如有推件時(shí)應(yīng)考慮臺(tái)面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由下落。選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。模柄直徑、長(zhǎng)度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄孔直徑、深度尺寸相當(dāng)。壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的22.5倍。壓力機(jī)的

13、行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。 2.3.5 模具壓力中心的確定 沖裁模具上所有凸模的沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心必須通過(guò)模柄軸線而和壓力機(jī)滑塊的中心線重合，否則滑塊就會(huì)受到偏心載荷而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具的不正常磨損，降低模具壽命甚至損壞模具。 壓力中心的計(jì)算實(shí)際就是采用空間平行力系的合力作用線的求解方法。 復(fù)雜形狀沖裁件的壓力中心計(jì)算方法2.3.6 模具的閉合高度 模具的閉合高度是指模具在最低工作位置（即閉合狀態(tài)）時(shí)上模座的上平面與下模座的下平面之間的高度 模具的閉合高度與壓力機(jī)的裝模高度 2.4 沖裁模典型結(jié)構(gòu)單工序沖裁模多工序的連續(xù)模、復(fù)

14、合模連續(xù)復(fù)合模 單工序沖裁模 圖2-37 無(wú)導(dǎo)向裝置的開 式簡(jiǎn)單落料模1模柄；2凸模；3固定卸料板；4凹模；5下模座；6回帶式擋料裝置圖2-38 導(dǎo)板式落料模1凸模固定板；2凸模；3-限位柱；4導(dǎo)板；5導(dǎo)料板；6凹模；7下模座 圖2-39 導(dǎo)柱式落料模1上模座；2卸料彈簧；3卸料螺釘；4模柄；5止轉(zhuǎn)銷；6墊板；7凸模固定板；8落料凸模；9卸料板；10落料凹模；11頂件板；12下模座；13頂桿；14；固定擋料銷；15導(dǎo)柱；16導(dǎo)套；17橡皮；18導(dǎo)料銷 圖2-40 沖孔模1、17定位銷；2凸模；3凹模；4、15螺釘；5卸料板；6下模座；7導(dǎo)柱；8導(dǎo)套；9橡皮；10卸料螺釘；11上模座；12、18

15、銷釘；13模柄；14防轉(zhuǎn)銷；16凸模固定板連續(xù)沖裁模 圖2-41 用導(dǎo)正銷定距的導(dǎo)板式?jīng)_孔落料連續(xù)模1模柄；2螺釘；3沖孔凸模；4落料凸模；5導(dǎo)正銷；6固定擋料銷；7始用擋料銷 圖2-42 側(cè)刃定距的連續(xù)模1內(nèi)六角螺釘；2銷釘；3模柄；4卸料螺釘；5墊板；6上模座；7凸模固定板；8、9、10凸模；11導(dǎo)料板；12承料板；13卸料板；14凹模；15下模座；16側(cè)刃復(fù)合沖裁模圖2-44 沖孔落料正裝復(fù)合沖裁模1打桿；2模柄；3推板；4推桿；5卸料螺釘；6凸凹模；7卸料板；8落料凹模；9頂件板；10帶肩頂桿；11沖孔凸模；12擋料銷；13導(dǎo)料銷圖2-45 沖孔落料倒裝復(fù)合沖裁模1下模座；2導(dǎo)柱；3、

16、20彈簧；4卸料板；5活動(dòng)擋料銷；6導(dǎo)套；7上模座；8沖孔凸模固定板； 9推件塊；10推桿；11推板；12打桿；13模柄；14、16沖孔凸模；15墊板；17落料凹模；18凸凹模；19凸凹模固定板；21卸料螺釘；22活動(dòng)導(dǎo)料銷2.5 沖裁模零部件結(jié)構(gòu) 2.5.2 工作零件 圖2-47 標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模之一 圖2-48 非圓形凸模1.凸模 圖2-49 凸模長(zhǎng)度的確定L= H1+ H2+ H3+ Y式中 H1凸模固定板的厚度（mm）；H2卸料板的厚度（mm）；H3導(dǎo)料板的厚度（mm）；Y附加的長(zhǎng)度，包括凸模刃口的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度（0.51mm），凸模固定板與卸料板之間的安全距離A（1520mm

17、）等。 凸模的固定 2. 凹模 圖2-52 凹模的結(jié)構(gòu) 凹模外形尺寸的確定方法： 查表（表2-28） 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算（有兩種方法）凹模厚度 H = K b （H15mm）凹模壁厚 C =（1.52）H （C3040mm）式中 b沖裁件的最大外形尺寸； K系數(shù)，考慮板料厚度的影響，板料愈厚，凹模厚度也要相應(yīng)增厚。系數(shù)K值查表2-29。凹模厚度 （H15mm）式中 P沖裁力（N）； K1沖裁輪廓長(zhǎng)度修正系數(shù)，見表2-30； K2凹模材料修正系數(shù)，見表2-31。凹模壁厚 C =（1.52）H（C3040mm）注意：計(jì)算出來(lái)的凹模外形尺寸應(yīng)與凹模標(biāo)準(zhǔn)值相靠，取上限值作為外形最終尺寸。（3）凹模上螺孔、

18、銷孔位置尺寸和螺釘尺寸 從凹模外緣到螺孔的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。 A = (1.72.0)d 凹模上螺孔、銷孔之間及至刃壁的最小允許尺寸見表2-32。 螺孔間距離見表2-33。 凹模厚度與緊固螺釘尺寸見表2-34。常見的凹模固定方式 凹模的主要技術(shù)要求 凹模的型孔軸線與頂面應(yīng)保持垂直，凹模的底面與頂面應(yīng)保持平行。為了提高模具壽命與沖裁件精度，凹模的頂面和型孔的孔壁應(yīng)光滑，表面粗糙度R a 為0.80.4m 。底面與銷孔的表面粗糙度R a為1.60.8m 。凹模的材料與凸模一樣，考慮到凹模比凸模工作條件更為不利，凹模的熱處理硬度應(yīng)略高于凸模，可取HRC 6064。3. 凸凹模2.5.3 定位零件 送料方向的

19、控制 條料一般都是靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N的一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn)，以免送偏。導(dǎo)料銷一般要用兩個(gè)，導(dǎo)料銷的結(jié)構(gòu)與擋料銷相同。 送料步距的控制 控制送料步距的基本方法是采用擋料銷、導(dǎo)正銷或側(cè)刃。 2.5.4 卸料與推件裝置排除工件或廢料的漏料孔和排出槽 圖2-75 漏料孔d 2d1（0.52）mm 圖2-76 排出槽h（810）t，但不小于20mm，bd2（25）mm，但不小于30mm 2.5.5 導(dǎo)向零件導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸都可直接從標(biāo)準(zhǔn)中選取。圖2-79 導(dǎo)柱長(zhǎng)度與上、下模座的關(guān)系 模架 模架是由上、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置（最常用的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套）組成。模架的基本形式2.5.6 連接與固定零件模柄模柄 模座

20、模座 圖2-81 各種形式的模柄2.5.7 沖壓模具零件的材料2.6 沖裁工藝編制及模具圖的繪制沖裁模設(shè)計(jì)的一般步驟1沖裁件工藝性分析2確定沖裁工藝方案3選擇模具的結(jié)構(gòu)形式4進(jìn)行必要的工藝計(jì)算5選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸6選擇壓力機(jī)的型號(hào)或驗(yàn)算已選的壓力機(jī)7繪制模具裝配圖及各非標(biāo)準(zhǔn)的零件圖 沖裁模設(shè)計(jì)實(shí)例 支承板零件圖材料：30鋼；材料厚度：0.3mm 大批量 支承板排樣圖 1沖壓件的工藝分析 分析該零件的尺寸精度，其兩孔中心距的尺寸及公差為820.2mm，按表2-7查得，用一般精度的模具可達(dá)到的兩孔中心距公差為O.15mm，即可滿足零件的精度要求。從零件的形狀、尺寸標(biāo)注及生產(chǎn)批量

21、等情況看，也均符合沖裁的工藝要求，并且只需一次落料即可，故采用單工序落料模進(jìn)行加工。2排樣采用直排有廢料排樣方式3計(jì)算沖壓力該模具采用彈性卸料上出件方式4確定模具壓力中心 因工件左右對(duì)稱，其壓力中心一定在對(duì)稱軸y上，即x0=0，只計(jì)算y0 5計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸采用凸、凹模配合加工的方法 凹模刃口尺寸計(jì)算 凸模的刃口尺寸按凹模的實(shí)際尺寸配制，并保證雙面間隙為0.0180.024mm 6模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)的選擇 卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 模架選用 模具閉合高度 7沖壓設(shè)備的選擇選用J23-16型開式雙柱可傾壓力機(jī)。主要參數(shù)：公稱壓力：160kN；滑塊行程：55mm；最大閉合高度：

22、220mm；閉合高度調(diào)節(jié)量：45mm?；瑝K中心線至床身距離：160mm；工作臺(tái)尺寸：300mm450mm。墊板厚度：40mm；模柄孔尺寸：40mm60mm；漏料孔：210mm。 支承板落料模裝配圖 1導(dǎo)料銷；2下模座；3導(dǎo)柱；4導(dǎo)套；5彈簧；6凸模固定板；7墊板； 8模座；9卸料螺栓；10圓柱銷；11凸模；12擋料銷；13卸料板；14頂件塊；15凹模；16頂桿；17橡膠；18托板；19螺母第3章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì) 3.1 彎曲加工概述 彎曲是將金屬材料（包括板材、線材、管材、型材及毛坯料等）沿彎曲線彎成一定的角度和形狀的工藝方法。它是沖壓的基本工序之一，在生產(chǎn)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。根據(jù)彎曲成形所用

23、模具及設(shè)備不同，彎曲方法可分為壓彎、拉彎、折彎、滾彎、繞彎等。 圖3-1 彎曲件的彎曲方法 圖3-2V形件彎曲模1定位板；2鉸鏈；3支架；4下模座；5靠板；6模柄；7凸模；8活支動(dòng)凹模；9頂桿3.2 彎曲變形特點(diǎn) 3.2.1 彎曲變形過(guò)程3.2.2 彎曲變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)1. 彎曲變形的特點(diǎn)圖3-4 板料彎曲前后的網(wǎng)格變化 圖3-5 板料彎曲后的斷面變化 2. 彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)3.3 彎曲工藝計(jì)算3.3.1 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性最小相對(duì)彎曲半徑 最小相對(duì)彎曲半徑是指在保證坯料最外層纖維彎曲時(shí)不發(fā)生破壞的條件下，工件能夠彎成的內(nèi)表面的最小圓角半徑。通常用最小圓角半徑相對(duì)于坯料厚度的比值來(lái)

24、表示最小相對(duì)彎曲半徑，其值越小，板料彎曲的性能也越好。生產(chǎn)中用它來(lái)表示彎曲時(shí)的成形極限。影響最小相對(duì)彎曲半徑的因素 材料的機(jī)械性能 板料的方向性 板料邊緣及表面狀態(tài) 彎曲件角度大小 板料的寬度 板料的厚度 3.3.2 彎曲件質(zhì)量分析彎裂彎裂 回彈回彈 偏移偏移 畸變畸變 1.彎裂彎裂 2.回彈影響回彈的因素 材料的力學(xué)性能 相對(duì)彎曲半徑 彎曲件角度 彎曲方式 模具間隙 彎曲件形狀 (1)回彈值的確定 小變形程度(r/t10)自由彎曲時(shí)的回彈值 EtrEtrrrss31131凸) 1)(180(凸凸rr大變形程度(r/t5)自由彎曲時(shí)的回彈值 當(dāng)相對(duì)彎曲半徑r/t5時(shí)，彎曲件回彈時(shí)圓角半徑的變化

25、很小，可以不予考慮，僅需考慮彎曲角度的回彈，其回彈值可查表確定。 (2)減小回彈的措施 彎曲件的合理設(shè)計(jì) 采取補(bǔ)償措施，抵消彎曲回彈變形 從工藝上采取措施 從模具結(jié)構(gòu)上采取措施 3. 彎曲時(shí)的偏移（1）偏移現(xiàn)象的產(chǎn)生 板料在彎曲過(guò)程中沿凹模圓角滑移時(shí)，會(huì)受到凹模圓角處摩擦阻力的作用。當(dāng)板料各邊所受的摩擦阻力不等時(shí)，有可能使坯料在彎曲過(guò)程中向左或向右產(chǎn)生移動(dòng)，使工件兩直邊的高度不符合圖樣的要求，這種現(xiàn)象稱為偏移。 （2）克服偏移的措施采用壓料裝置，使坯料在壓緊狀態(tài)下逐漸彎曲成形，從而防止坯料的滑動(dòng)，而且能得到較平整的零件。利用坯料上的孔或設(shè)計(jì)工藝孔，用定位銷插入孔內(nèi)定位之后再?gòu)澢古髁蠠o(wú)法移動(dòng)

26、。將不對(duì)稱形狀的彎曲件組合成對(duì)稱彎曲件彎曲，使坯料彎曲時(shí)受力均勻，不容易產(chǎn)生偏移，彎曲之后再將工件切開。模具制造準(zhǔn)確，間隙調(diào)整一致，以減少偏移的發(fā)生。4. 彎曲后的翹曲與剖面畸變細(xì)而長(zhǎng)的坯料彎曲件，彎曲后縱向產(chǎn)生翹曲變形在薄壁管的彎曲中，還會(huì)出現(xiàn)內(nèi)側(cè)面因受壓應(yīng)力的作用而失穩(wěn)起皺的現(xiàn)象 3.3.3 彎曲力計(jì)算1. 自由彎曲時(shí)的彎曲力V形件彎曲力 U形件彎曲力 2. 校正彎曲時(shí)的彎曲力trKbtFb26 . 0自trKbtFb27 . 0自ApF校1. 彎曲中性層位置的確定中性層內(nèi)移系數(shù)值是根據(jù)相對(duì)彎曲半徑查表確定的 3.3.4 彎曲件展開尺寸的計(jì)算210 r2. 彎曲件展開尺寸計(jì)算3.3.5 彎

27、曲件工序安排1. 彎曲件工序安排的方法對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的彎曲件，如V形、U形、Z形工件等，可以一次彎曲成形。對(duì)于形狀復(fù)雜的彎曲件，一般要采用兩次或多次彎曲成形。對(duì)于批量大而尺寸較小的彎曲件，為使工人操作方便、安全，保證彎曲件的準(zhǔn)確性和提高生產(chǎn)率，應(yīng)盡可能采用復(fù)合?；蚨喙の患?jí)進(jìn)模。需多次彎曲時(shí)，彎曲順序一般是先彎兩端，后彎中間部分，前次彎曲應(yīng)考慮后次彎曲有可靠的定位，后次彎曲不能影響前次已彎成的形狀。當(dāng)彎曲件幾何形狀不對(duì)稱時(shí)，為避免壓彎時(shí)坯料偏移，應(yīng)盡量采用成對(duì)彎曲，然后再切成兩件的工藝。2. 典型彎曲件的工序安排 圖3-37 兩道工序彎曲成形 圖3-38 三道工序彎曲成形圖3-39 多道工序彎曲成

28、形3.4 彎曲模典型結(jié)構(gòu)圖3-40 V形件彎 曲模1模柄；2定位銷；3凸模；4定位板；5凹模；6頂桿；7彈簧 圖3-41 L形件彎曲模 1凸模；2側(cè)壓板；3凹模；4定位銷；5頂板；6壓料板 圖3-42 U形件彎曲模 1凸模；2定位板；3凹模；4壓料板圖3-43 彎曲角小于90的彎曲模 圖3-44 斜楔彎曲模1滾柱；2斜楔；3彈簧；4上模座；5、6凹模塊；7彈簧；8凸模3.4.3 帽形件彎曲模3.4.4 圓形件彎曲模圖 3-49 小圓一次彎曲模1凹模固定板；2下凹模；3壓料板；4上凹模；5芯軸凸模 圖3-50 大圓兩次彎曲模 1凸模；2凹模；3定位板 圖3-51 大圓一次彎曲模 1頂板；2擺動(dòng)凹

29、模；3支撐；4凸模3.4.5 其他形狀零件彎曲模圖3-52 滑板彎曲模1彈簧；2導(dǎo)柱；3頂桿；4擺塊；5凸模支架；6芯軸凸模；7成形滑塊；8凹模座架；9限制塊；10墊板；11底座；12墊板3.5 彎曲模工作零件結(jié)構(gòu)確定 3.5.1 彎曲凸模和凹模圓角半徑彎曲凸模的圓角半徑 當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑較小時(shí)，凸模圓角半徑等于彎曲件的彎曲半徑，但必須大于最小彎曲圓角半徑。若小于最小相對(duì)彎曲半徑，則可先彎成較大的圓角半徑，然后再采用整形工序進(jìn)行整形，達(dá)到零件要求。2. 彎曲凹模的圓角半徑 彎曲凹模圓角半徑的大小，直接影響坯料的彎曲成形。圓角半徑過(guò)小，坯料拉入凹模的阻力大，會(huì)產(chǎn)生毛坯表面嚴(yán)重擦傷和拉薄；圓

30、角半徑過(guò)大，會(huì)影響定位的準(zhǔn)確性；在對(duì)稱彎曲時(shí)，如兩面的圓角半徑不一致，流動(dòng)阻力則不一致，會(huì)使坯料產(chǎn)生偏移。3.5.2 彎曲凹模工作部分深度 3.5.3 彎曲凸模和凹模之間的間隙 對(duì)于V形件彎曲模，凸模和凹模之間的間隙是由調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度來(lái)控制的。對(duì)于U形件彎曲模，則應(yīng)選擇合適的間隙。 cttcttZmax式中3.5.4 U形件彎曲凸模和凹模寬度尺寸的計(jì)算 U形件彎曲凸模和凹模寬度尺寸計(jì)算與工件尺寸的標(biāo)注有關(guān)。一般原則是：工件標(biāo)注外形尺寸時(shí)，則模具以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上；工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，則模具應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。1. 標(biāo)注外形尺寸的U形件圖3-55 標(biāo)注外形尺寸的U

31、形件2. 標(biāo)注內(nèi)形尺寸的U形件圖3-56 標(biāo)注內(nèi)形尺寸的U形件3.6 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題模具結(jié)構(gòu)應(yīng)保證坯料在彎曲時(shí)不發(fā)生偏移。為了防止坯料偏移，應(yīng)盡量利用零件上的孔，用定位銷定位。定位銷裝在頂板上時(shí)，應(yīng)注意防止頂板與凹模之間產(chǎn)生竄動(dòng)。若工件無(wú)孔，但允許在坯料上沖制工藝孔時(shí)，可以考慮在坯料上設(shè)計(jì)出定位工藝孔。當(dāng)工件不允許有工藝孔時(shí)，可采用頂桿、頂板等壓緊坯料，防止彎曲過(guò)程中坯料的偏移。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意放入和取出工件的操作要安全、迅速和方便。對(duì)于對(duì)稱彎曲件，彎曲件凸模圓角半徑和凹模圓角半徑應(yīng)保證兩側(cè)相等，以免彎曲時(shí)坯料發(fā)生滑動(dòng)和偏移。彈性材料的準(zhǔn)確回彈值需要通過(guò)試模，并對(duì)凸、凹模進(jìn)

32、行修正后確定，因此模具的結(jié)構(gòu)要便于拆卸。 U形彎曲件校正力大時(shí)會(huì)貼附凸模，因此彎曲模需設(shè)計(jì)卸料裝置。設(shè)計(jì)制造彎曲模具時(shí)，可以先將凸模圓角半徑做成最小允許尺寸，以便試模后，根據(jù)需要修整放大。為了盡量減少工件在彎曲過(guò)程中的拉長(zhǎng)、變薄和劃傷等現(xiàn)象，彎曲模的凹模圓角應(yīng)光滑，凸、凹模的間隙要適當(dāng)，不宜過(guò)小。模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證彎曲時(shí)上、下模之間水平方向的錯(cuò)移力得到平衡，可設(shè)計(jì)側(cè)向力平衡擋塊等結(jié)構(gòu)。當(dāng)分體式凹模受到較大的側(cè)向力作用時(shí)，不能采用定位銷承受側(cè)向力，要將凹模嵌入下模座內(nèi)固定。3.7 彎曲模設(shè)計(jì)實(shí)例零件名稱：保持架 材料：20鋼，厚度0.5mm ；中批量1沖壓零件工藝分析 圖3-58 異向彎曲工序圖

33、圖3-59 異向彎曲件圖3-60 保持架彎曲模1凸模；2凸模固定板；3、6墊扳；4帶柄矩形上模座；5模座；7凹模固定板； 8彈頂器；9凹模；10螺栓；ll銷釘；12頂件塊；13頂桿2模具結(jié)構(gòu)3主要計(jì)算彎曲力計(jì)算 校正彎曲力的計(jì)算 彈頂器的計(jì)算 回彈量的計(jì)算 4主要零、部件設(shè)計(jì)凸模 凹模 第4章 拉深工藝與模具設(shè)計(jì) 4.1 拉深加工概述 拉深（又稱拉延）是利用拉深模在壓力機(jī)的作用下，將平板坯料或空心件制成開口空心零件的加工方法。用拉深方法不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件、盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件。 拉深成形所用的沖模叫做拉深模。 圖4-2 有壓邊圈的首次拉深模1模柄；2上模座；3凸模固定板；4彈簧

34、；5壓邊圈；6定位板； 7凹模；8下模座；9卸料螺釘；10凸模 4.2 拉深變形特點(diǎn)4.2.1 拉深變形過(guò)程圖4-3 圓筒形件拉深變形過(guò)程1凸模；2壓邊圈；3坯料；4凹模 圖4-4 拉深件的網(wǎng)格試驗(yàn)拉深變形過(guò)程可以歸納如下 在拉深過(guò)程中，其底部區(qū)域幾乎不發(fā)生變化。 在拉深過(guò)程中，由于金屬材料內(nèi)部的相互作用，使金屬各單元體之間產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力：在徑向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，在切向產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。在和的共同作下，凸緣區(qū)的材料屈服，產(chǎn)生塑性變形并不斷地被拉入凹模內(nèi)，成為圓筒形件。 拉深時(shí)，坯料凸緣變形區(qū)內(nèi)各部分的變形是不均勻的，外緣的厚度、硬度最大，變形也最大。4.2.2 拉深過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)4.2.3 拉深件

35、質(zhì)量分析 1. 凸緣起皺 拉深過(guò)程中，凸緣變形區(qū)的材料在切向壓應(yīng)力的作用下，可能會(huì)失去穩(wěn)定性，而在凸緣的整個(gè)周圍產(chǎn)生波浪形的連續(xù)彎曲，這就是拉深時(shí)的起皺現(xiàn)象。 2. 筒壁拉裂 起皺與拉裂是拉深過(guò)程中的兩大障礙，是拉深時(shí)的主要質(zhì)量問(wèn)題。在一般情況下，起皺的問(wèn)題可以通過(guò)使用壓邊圈等方法加以解決，但拉裂的問(wèn)題就要復(fù)雜得多。 4.3 拉深工藝計(jì)算4.3.1 圓筒形零件拉深工藝1坯料尺寸的計(jì)算簡(jiǎn)單形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定2124iiDAAAA4iDA復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 形狀復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸和確定可利用久里金法則，即任何形狀的母線AB繞軸線O-O旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體表

36、面積，等于該母線展開長(zhǎng)度L與其重心繞軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)的乘積 復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料直徑的計(jì)算方法 2. 拉深系數(shù)的確定拉深系數(shù) 對(duì)于圓筒形件的拉深系數(shù)m是每次拉深后圓筒形件的直徑與該次拉深前坯料（或半成品）直徑的比值。 12123121nnnnnddddddddDdDdm總1231nnm m mmm拉深系數(shù)的數(shù)值小于1。拉深系數(shù)可用來(lái)表示拉深過(guò)程中的變形程度 極限拉深系數(shù) 影響極限拉深系數(shù)的主要因素 材料的力學(xué)性能 板料的相對(duì)厚度 模具結(jié)構(gòu) 拉深次數(shù) 摩擦與潤(rùn)滑條件 極限拉深系數(shù)的確定由于影響極限拉深系數(shù)的因素很多，目前仍難采用理論計(jì)算方法準(zhǔn)確確定極限拉深系數(shù)，實(shí)際采用的極限拉深系數(shù)是根據(jù)

37、材料的相對(duì)厚度，在一定的拉深條件下用試驗(yàn)方法得出來(lái)的。目前在生產(chǎn)實(shí)踐中采用的各種材料的極限拉深系數(shù)見表4-5、表4-6和表4-7。3. 拉深次數(shù)的確定 需要多次拉深時(shí)，其拉深次數(shù)可按以下方法確定： （1）推算法23312211dmddmdDmd1nnndmd（2）計(jì)算法 計(jì)算所得的拉深次數(shù)，其小數(shù)部分的數(shù)值，不得按照四舍五入法，而應(yīng)取較大整數(shù)值，因表中的拉深系數(shù)已經(jīng)是極限值。 nnmDmdnlglglg11（3）查表法 圓筒形件的拉深次數(shù)還可直接由各種實(shí)用的表格中查取。如表4-8是根據(jù)坯料相對(duì)厚度t/D與零件的相對(duì)高度h/d查取拉深次數(shù)，表4-9則是根據(jù)坯料相對(duì)厚度與拉深件的總拉深系數(shù)查取拉深

38、次數(shù)。4. 圓筒形件拉深半成品尺寸的計(jì)算各次半成品的直徑 確定拉深次數(shù)之后，根據(jù)多次拉深時(shí)變形程度應(yīng)逐次減小（即后繼拉深系數(shù)應(yīng)逐次增大，大于表中所列數(shù)值）的原則，重新調(diào)整各次拉深系數(shù)。然后根據(jù)調(diào)整后的各次拉深系數(shù)計(jì)算各次拉深后的半成品直徑，直到等于工件直徑為止。 各次拉深后半成品的高度 各次拉深半成品的高度可根據(jù)半成品零件的面積與坯料面積相等的原則求得 rddrddDh32. 043. 025. 025. 圓筒形件以后各次拉深以后各次拉深的特點(diǎn) 圓筒形件進(jìn)行多次拉深時(shí)，以后各次拉深時(shí)所用坯料的形狀與首次拉深時(shí)不同，它不是平板而是圓筒形。以后各次拉深的方法 大致有兩種方法：正拉深與反拉深 4.3

39、.2 有凸緣圓筒形件的拉深有凸緣圓筒形件拉深的變形程度 有凸緣圓筒形件的拉深變形程度應(yīng)該用dt 和h（或dt /d和h/d）來(lái)表示。有凸緣圓筒形件的拉深方法 （1）窄凸緣圓筒形件的多次拉深 窄凸緣圓筒形件多次拉深時(shí)，前幾次可當(dāng)作無(wú)凸緣圓筒形件拉深，不留凸緣。直到最后幾道拉深工序才形成錐形凸緣，最后將其壓平。 （2）寬凸緣圓筒形件的多次拉深 寬凸緣圓筒形件在第一次拉深時(shí)，就將凸緣直徑拉深到零件所需要的尺寸。以后各次拉深時(shí)，凸緣直徑保持不變，僅改變筒體的形狀和尺寸。 為了保證在以后多次拉深時(shí)已拉出的凸緣外部不再發(fā)生變形，寬凸緣圓筒形件首次拉入凹模的材料表面積應(yīng)比零件實(shí)際需要量多3%5%，這些多余的

40、材料在以后各次拉深中再逐次轉(zhuǎn)移到凸緣部分，使凸緣增厚，從而避免底部拉裂。 4.3.3 拉深力與壓邊力1拉深力2. 壓邊力bdtKFAqFQ3. 拉深時(shí)壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的選擇在選擇壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力時(shí)必須注意：當(dāng)拉深行程較大，特別是采用落料拉深復(fù)合模時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將落料力與拉深力迭加去選擇壓力機(jī)噸位。準(zhǔn)確的選擇壓力機(jī)的原則應(yīng)是：工作行程中的實(shí)際變形力曲線必須在壓力機(jī)的壓力曲線所允許的范圍內(nèi)。 4. 拉深功與功率計(jì)算拉深功 拉深功率 3max31010hCFhFW平均60 1000W nP 4.4 拉深模典型結(jié)構(gòu) 4.4.1 單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模1. 首次拉深模圖4-33 無(wú)壓邊圈的首次拉深模1錐孔壓塊

41、；2拉深凹模；3凸模定位圈；4拉深凸模；5定位板；6凹模套圈；7墊板圖4-34 有壓邊裝置的拉深模 圖4-35 有錐形壓邊圈的倒裝拉深模1壓邊螺釘；2拉深凸模； 1上模座；2推桿；3推件板； 3壓邊圈； 4定位板； 4 錐形凹模5限位柱；6-錐形壓邊圈； 5拉深凹模； 7-拉深凸模； 8-凸模固定板；9-下模座 壓邊裝置彈性壓邊裝置 剛性壓邊裝置 圖4-38 帶限位裝置裝置的壓邊圈圖4-39 雙動(dòng)壓力機(jī)用拉深模剛性壓邊裝置動(dòng)作原理 1曲軸；2凸輪；3外滑塊；4內(nèi)滑塊； 5凸模；6-壓邊圈；7凹模 圖4-40 帶剛性壓邊裝置的拉深模 1固定板；2拉深凸模；3剛性壓邊圈； 4拉深凹模；5下模座；6

42、螺釘 2再次拉深模 圖4-41 無(wú)壓邊裝置的以后各次拉深模圖4-42 有壓邊裝置的再次拉深模1推件板；2拉深凹模；3拉深凸模板；4壓邊圈；5頂桿；6彈簧 圖4-43 落料-拉深復(fù)合模1頂桿；2壓邊圈；3凸凹模；4推桿；5推件塊；6卸料板；7落料凹模；8拉深凸模圖4-44 落料、正、反拉深模1凸凹模；2反拉深凸模；3拉深凸凹模；4卸料板；5導(dǎo)料板；6壓邊圈；7落料凹模 圖4-45 再次拉深、沖孔、切邊復(fù)合模1壓邊圈；2凹模固定板；3沖孔凹模；4推件板；5凸模固定板；6墊板；7沖孔凸模；8拉深凸模；9限位螺栓；10螺母；11墊柱；12拉深切邊凹模；13切邊凸模；14固定塊4.4.2 雙動(dòng)壓力機(jī)用拉

43、深模 圖4-47 雙動(dòng)壓力機(jī)首次工序拉深模1、2導(dǎo)板；3頂板；4大頂桿；5小頂桿；6凹模；7凸模；8壓邊圈；9墊片；10螺釘；11凸模固定板4.4. 拉深模閉合高度計(jì)算單動(dòng)壓力機(jī)拉深模閉合高度的計(jì)算如下 H=hh1（Lrd）由于雙動(dòng)壓力機(jī)的模具安裝及工作方式與單動(dòng)壓力機(jī)有所不同，所以應(yīng)分為外滑塊閉合高度與內(nèi)滑塊閉合高度的計(jì)算。其通用計(jì)算公式如下 H=hh1L4.5 拉深件的工藝性拉深件形狀的要求拉深件圓角半徑的要求 拉深件的精度 拉深件的材料 4.6 拉深模工作部分結(jié)構(gòu)尺寸4.6.1 拉深凸模與凹模的結(jié)構(gòu)1. 不用壓邊圈的拉深凸模和凹模 圖4-52 不用壓邊圈的拉深凹模結(jié)構(gòu) 圖4-54 無(wú)壓邊

44、圈的多次拉深模工作部分結(jié)構(gòu) 2. 用壓邊圈的拉深凸模和凹模圖4-55 帶壓邊圈的多次拉深模工作部分結(jié)構(gòu)3. 帶限制型腔的拉深凹模 圖4-56 不帶限制型腔與帶限制型腔的凹模4.6.2 拉深凹模與凸模的圓角半徑1凹模圓角半徑圓筒形件首次拉深時(shí)的凹模圓角半徑可由下式確定：tCCR211凹tdDR118 . 0凹或2凸模圓角半徑 凸模圓角半徑，除最后一次應(yīng)取與零件底部圓角半徑相等的數(shù)值外，中間各次可以取得和相等或比略小一些，并且各次拉深凸模圓角半徑應(yīng)逐次減小。 選定的拉深凸、凹模的圓角半徑應(yīng)比計(jì)算值略小一點(diǎn)，在試模調(diào)整時(shí)再逐漸加大，直到試?yán)龊细窳慵r(shí)為止。 4.6.3 拉深模的間隙拉深模的間隙是指

45、單邊間隙，即 確定間隙的原則是既要考慮板料厚度的公差，又要考慮圓筒形件口部的增厚現(xiàn)象，根據(jù)拉深時(shí)是否采用壓邊圈，以及零件要求的尺寸精度合理確定。 圓筒形件拉深時(shí)，間隙可按下列方法確定 不用壓邊圈時(shí)，為了校直可能產(chǎn)生的起皺，間隙不宜過(guò)大，一般可取 用壓邊圈時(shí)，其間隙按表4-21選取。 對(duì)于精度要求較高的拉深件，為了減小拉深后的回彈，提高零件的光潔度，常采用小于板厚的間隙，其間隙值取 3拉深模間隙取向的原則 對(duì)于最后一次拉深工序規(guī)定如下： 當(dāng)工件外形尺寸要求一定時(shí)，以凹模為準(zhǔn)，凸模尺寸按凹模減小以取得間隙。 當(dāng)工件內(nèi)形尺寸要求一定時(shí)，以凸模為準(zhǔn)，凹模尺寸按凸模放大以取得間隙。除最后一次工序外，對(duì)其

46、他工序間隙的取向不作規(guī)定。4.6.4 拉深凸模與凹模工作部分尺寸 對(duì)于最后一道工序的拉深模，其凸模和凹模尺寸及其公差應(yīng)按工件尺寸的標(biāo)注方式來(lái)確定。 當(dāng)工件要求外形尺寸時(shí)，以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，即凹模尺寸 凸模尺寸 凹凹075. 0DD凸凸02Z75. 0 DD 當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。即凸模尺寸凹模尺寸 凸凸04 . 0 dd凹凹024 . 0Zdd4.6.5 拉深凸模的通氣孔 工件在拉深時(shí)，由于拉深力的作用或潤(rùn)滑油等因素，使得工件很容易被粘附在凸模上，在工件與凸模間形成真空，會(huì)增加卸件的困難，造成工件底部不平。為此，凸模應(yīng)設(shè)計(jì)有通氣孔，以便拉深后的工件容易卸脫。

47、4.7 拉深中的輔助工序潤(rùn)滑 潤(rùn)滑劑在拉深工作中所起的作用，不僅是降低摩擦系數(shù)而使拉深力降低（實(shí)踐證明，與無(wú)潤(rùn)滑劑相比，它能降低拉深力達(dá)30），從而提高材料的極限變形程度（降低極限拉深系數(shù)），而且還能保護(hù)模面及工件表面不受刮傷，從而提高模具壽命和工件質(zhì)量。表4-24列出拉深的摩擦系數(shù)與潤(rùn)滑條件的關(guān)系。常見潤(rùn)滑劑見表4-25。 熱處理 對(duì)于硬化不顯著的金屬，若工藝過(guò)程制訂得正確，模具設(shè)計(jì)合理，一般可不需要進(jìn)行中間退火。而對(duì)于高度硬化的金屬，一般在一、二次拉深工序之后即需要進(jìn)行中間熱處理。酸洗 工件退火之后，表面有氧化皮及其他污物，必須進(jìn)行酸洗清理 。 4.8 拉深模設(shè)計(jì)實(shí)例 無(wú)凸緣圓筒形件的首次

48、拉深 材料：08鋼板； 料厚：lmm ；大批量。1工藝分析（1）計(jì)算坯料直徑D（2）判斷拉深次數(shù) 零件只需一次拉深。 2222256. 072. 14rrdhddD2273.7 +4 31 1.72 8.5 73.70.56 8.5D =1162確定工藝方案（1）本零件首先需要落料，制成直徑D=116mm的圓片，然后拉深成為無(wú)凸緣圓筒形，最后按h=29.5mm進(jìn)行修邊。（2）進(jìn)行必要的計(jì)算。 計(jì)算壓邊力、拉深力 計(jì)算拉深力 計(jì)算壓力機(jī)的公稱壓力3模具工作部分尺寸的計(jì)算（1）拉深模的間隙 Z=1.1t=1.11mm=1.1mm （2）拉深模的圓角半徑 凹模的圓角半徑，選取8mm，凸模的圓角半徑等

49、于工件的內(nèi)圓角半徑，即8mm。（3）凸、凹模工作部分的尺寸和公差 000.120.1272.70.40.773.05dmm凸0.120.120072.70.4 0.72.275.25dmm凹 (4) 凸模的通氣孔直徑為6.5mm。 4模具的總體設(shè)計(jì) 圖4-60 無(wú)凸緣圓筒形件首次拉深模1打桿；2擋環(huán)；3模柄；4、15螺釘；5上模板；6墊板；7中墊板；8凹模；9打板； 10、21銷釘；11壓邊圈；12凸模；13凸模固定板；14下模板；16、19托板；17橡膠板；18螺柱第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì)5.1 翻邊翻邊是在模具的作用下將坯料的孔邊緣或外邊緣翻成豎立直邊的成形方法。翻邊分內(nèi)孔翻邊和外緣翻邊

50、。 5.1.1 內(nèi)孔翻邊翻邊系數(shù) 內(nèi)孔翻邊的變形程度以翻邊前預(yù)制孔直徑d與翻邊后孔徑D的比值K來(lái)表示。極限翻邊系數(shù)與下列因素有關(guān)，主要是： 材料的力學(xué)性能 孔的邊緣狀況 翻邊前的孔徑d和材料厚度t的比值 凸模的形狀 圓孔翻邊的工藝計(jì)算 平板坯料翻邊的工藝計(jì)算 d =D 2 ( H- 0.43r 0.72t ) 翻邊高度H的表達(dá)式最大翻邊高度 trdDH72. 043. 02trKDH72. 043. 0)1 (2minmax 先拉深后沖孔再翻邊的工藝計(jì)算翻邊高度h可按板厚中線尺寸計(jì)算極限翻邊高度預(yù)沖孔直徑應(yīng)為需要拉深的高度應(yīng)為 )2(2)2(2trtrdDhrKDh57. 0)1 (2minm

51、axrhDd14. 12 trhHh 圓孔翻邊力的計(jì)算stdDF)(1 . 1 圖5-4 在平板坯料上直接翻邊圖5-5 在拉深件底部沖孔后翻邊2非圓孔翻邊 非圓孔翻邊時(shí)，要對(duì)最小圓角部分進(jìn)行允許變形程度的核算。由于相鄰部分的有利作用，其許可的翻邊系數(shù)比相應(yīng)的圓孔翻邊系數(shù)要小些。 5.1.2 外緣翻邊 1變形程度 平面外緣翻邊見圖5-7。圖a）為外凸的外緣翻邊，其變形情況近似于淺拉深，變形區(qū)主要為切向受壓；在變形過(guò)程中，材料容易起皺。圖b）為內(nèi)凹的外緣翻邊，其變形特點(diǎn)近似于圓孔翻邊，變形區(qū)主要為切向拉伸，邊緣容易拉裂。 坯料計(jì)算 外緣翻邊可根據(jù)翻邊形式來(lái)計(jì)算，對(duì)于外凸的外緣翻邊，坯料形狀按淺拉深

52、件坯料的計(jì)算方法；對(duì)于內(nèi)凹的外緣翻邊，坯料形狀按一般孔的翻邊方法計(jì)算。 3外緣翻邊方法 外緣翻邊既可用剛體沖模實(shí)現(xiàn)，也可用軟?；蚱渌庸し椒▽?shí)現(xiàn)。 5.1.3 翻邊模設(shè)計(jì) 圖5-10 圓孔翻邊模1限位釘；2頂桿；3、16螺栓；4、13銷釘；5下模板；6下固定板；7凸模；8托料板； 9定位銷；10凹模；11上頂出器；12上模板；14模柄；15打料桿；l7導(dǎo)套；18導(dǎo)柱1. 翻邊模典型結(jié)構(gòu) 圖5-11 內(nèi)外緣翻邊復(fù)合模1外緣翻邊凸模；2凸模固定板；3外緣翻邊凹模；4內(nèi)緣翻邊凸模； 5壓料板；6頂件塊；7內(nèi)緣翻邊凹模；8推件板2. 翻邊模工作部分結(jié)構(gòu)參數(shù)圖5-12 圓孔翻邊凸模的結(jié)構(gòu) 5.2 縮口

53、縮口是將先拉深好的圓筒形件或管件坯料，通過(guò)縮口模具使其口部直徑縮小的一種成形工序。 圖5-13 縮口與拉深工藝的比較5.2.1 變形特點(diǎn)圖5-14 縮口變形的應(yīng)力應(yīng)變5.2.2 縮口系數(shù) 縮口變形程度用縮口系數(shù)表示 縮口模具對(duì)縮口件筒壁的支承形式有三種 Ddm 5.2.3 坯料尺寸計(jì)算縮口坯料尺寸主要是指縮口前的高度 圖5-16 縮口坯料高度計(jì)算圖5-16a）形式圖5-16b）形式 圖5-16c）形式 dDaDdDhH1sin805. 1221dDaDdDDdhhH1sin805. 12221221141dDdDhH5.2.4 縮口沖壓力無(wú)心柱支承的縮口壓力可按下式計(jì)算cos1111 . 1c

54、tgDdDtkFs5.2.5 縮口模設(shè)計(jì) 圖5-17 縮口模原理圖1心座；2壓簧；3可活動(dòng)的夾緊環(huán)；4-套筒；5縮口凹模；6推件器（又起內(nèi)支承作用） 圖5-18 無(wú)支承襯套縮口 1-卸料板；2-縮口凹模；3-定位座 圖5-19 倒擠式縮口模 1上模座；2墊板；3凸模；4緊固套； 5導(dǎo)正圈；6凹模；7凹模套；8下模座 圖5-20 帶有夾緊裝置的縮口模5.3 脹形5.3.1 脹形特點(diǎn)圖5-21球形凸模對(duì)平板坯料進(jìn)行脹形 1凸模；2壓料筋；3壓邊圈；4坯料；5凹模由于脹形屬于伸長(zhǎng)類變形，其成形極限受到拉裂的限制。材料的塑性越好，硬化指數(shù)值越大，可能達(dá)到的極限變形程度越大。此外，模具結(jié)構(gòu)、零件形狀、潤(rùn)

55、滑條件及材料厚度等均影響脹形區(qū)金屬的變形。 5.3.2 脹形系數(shù) 脹形變形主要是材料受切向和母線方向拉伸，所以在脹形工藝中，主要問(wèn)題是防止拉伸過(guò)多而脹裂。脹形的變形程度受材料的極限伸長(zhǎng)率限制，常以脹形系數(shù)K表示脹形變形程度 0maxddK 5.3.3 坯料尺寸計(jì)算坯料直徑 坯料長(zhǎng)度 Kddmax0bLL4 . 03 . 0105.3.4 脹形方法脹形一般采用機(jī)械脹形、橡皮脹形和液壓脹形三種 圖5-23 機(jī)械脹形1拉簧；2坯料；3凹模；4分瓣式凸模；5錐體心軸；6工件；7頂桿 圖5-24 橡皮脹形 圖5-25 液壓脹形 圖5-26 脹形模1上凹模；2心軸；3頂件；4頂件塊；5下凹模；6推件塊 5

56、.3.5 起伏成形 起伏成形是依靠材料的局部拉伸，使平整的坯料或工件表面形狀改變，形成局部下凹或凸起的沖壓工序。 生產(chǎn)中常用的有壓筋、壓窩、壓字、壓花和壓包等。 圖5-27 起伏成形舉例5.4 校平與整形 5.4.1 校平 根據(jù)板料的厚度和對(duì)表面要求的不同，校平可以分為光面模校平或齒形模校平兩種。圖5-30 光面校平模 圖5-31 齒面形狀5.4.2 整形 經(jīng)過(guò)彎曲、拉深或其它成形工序加工之后，制件已基本成形，但可能圓角半徑還太大，或是某些形狀和尺寸還沒有達(dá)到零件的要求，就需要進(jìn)一步整形。 圖5-32 彎曲件的整形 圖5-33 拉深件的整形5.5 旋壓 將平板坯料或空心坯料固定在旋壓機(jī)的模具上

57、，在坯料隨同機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，用旋輪或趕棒加壓于坯料，使其逐漸變形并緊貼于模具，從而獲得所要求的零件。此種成形稱為旋壓（見圖5-34）。旋壓能加工各種形狀復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體零件（見圖5-35），從而可替代這零件的拉深、翻邊、縮口、脹形、彎邊和疊縫等工序。 圖5-34 旋壓成形1主軸；2模具；3坯料；4頂塊；5頂尖；6趕棒或旋輪 圖5-35 各種旋壓零件 圖5-36 各種趕棒與旋輪 5.5.1 不變薄旋壓 1變形特點(diǎn) 圖5-34為平板坯料旋壓成圓筒件的變形過(guò)程。頂塊4把坯料壓緊在模具2上，旋轉(zhuǎn)時(shí)趕棒6坯料3點(diǎn)接觸并施加壓力，由點(diǎn)到線，由線到面地反復(fù)趕碾，使坯料逐步緊貼于模具而成形。坯料在趕棒的作用下

58、，一方面局部產(chǎn)生塑性變形流動(dòng)；另一方面坯料沿趕棒加壓的方向倒伏。前種變形使坯料螺旋式由筒底向外緣發(fā)展，致使坯料切向收縮和徑向延伸而最終成形。倒伏則易使坯料失穩(wěn)而產(chǎn)生皺折和顫動(dòng)。另外，圓角處坯料容易變薄旋裂。旋壓在瞬間是坯料的局部點(diǎn)變形，所以可用較小的力加工成尺寸大的零件。2旋壓系數(shù) 旋壓的變形程度以旋壓系數(shù)表示3旋壓的基本要點(diǎn)合理的轉(zhuǎn)速合理加力 合理的過(guò)渡形狀選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑以及趕棒或旋輪，有助于獲得表面質(zhì)量好的零件 Ddm 5.5.2 變薄旋壓 坯料的厚度在旋壓過(guò)程中被強(qiáng)制變薄的旋壓即為變薄旋壓，又叫強(qiáng)力旋壓。變薄旋壓主要用于加工形狀復(fù)雜的大型薄壁旋轉(zhuǎn)體零件，加工質(zhì)量比普通旋壓好。 圖5-3

59、7 錐形件變薄旋壓1模具； 2零件；3坯料；4頂塊；5旋輪變薄旋壓的主要特點(diǎn)是： 與普通旋壓相比，變薄旋壓在加工過(guò)程中坯料凸緣不產(chǎn)生收縮變形，因此無(wú)凸緣起皺的問(wèn)題，也不受坯料相對(duì)厚度的限制。普通旋壓通常限于有色金屬零件及變形程度較小的鋼零件加工。變薄旋壓則不受其限制，可以一次旋壓出相對(duì)深度較大的零件。 變薄旋壓是局部變形，變形力比坯料整體冷擠成形的壓力小。 變薄旋壓后，材料晶粒緊密細(xì)化，提高了強(qiáng)度，表而質(zhì)量也好，表面粗糙度 可達(dá)為0.4。 變薄旋壓一般使用變薄旋壓機(jī)，其功率較大，剛度要求也較高。aR5.6 翻邊?？s口模設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)例1 固定套翻邊模設(shè)計(jì)工件名稱：固定套；生產(chǎn)批量：中批量；材料：0

60、8鋼，料厚lmm。1工件工藝性分析2固定套翻邊件工藝計(jì)算 （1）計(jì)算預(yù)沖孔 （2）計(jì)算翻邊系數(shù) （3）計(jì)算翻邊力3翻邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖5-40 翻邊模1限位釘；2頂桿；3、16螺栓；4、13銷釘；5下模板；6下固定板；7凸模；8托料板；9定位釘；10凹模；11推件塊；12上模板；14模柄；15打料桿；17導(dǎo)套；18導(dǎo)柱實(shí)例2 氣瓶縮口模設(shè)計(jì)工件名稱：氣瓶；生產(chǎn)批量：中批量；材料：08鋼，料厚lmm。1工件工藝分析2工藝計(jì)算（1）計(jì)算縮口系數(shù)（2）計(jì)算縮口前毛坯高度 （3）計(jì)算縮口力3縮口模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖5.31 氣瓶縮口模1-頂桿 2-下模板 3、14-螺栓 4、11-銷釘 5-下固定板 6-墊板