拉深工藝設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上拉深件工藝性的好壞，直接影響到該零件能否用拉深方法生產(chǎn)出來，影響到零件的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)周期等等。一個工藝性好的拉深件，不僅能滿足產(chǎn)品的使用要求，同時也能夠用最簡單、最經(jīng)濟(jì)和最快的方法生產(chǎn)出來。     1對拉深件外形尺寸的要求     設(shè)計拉深件時應(yīng)盡量減少其高度，使其可能用一次或兩次拉深工序來完成。對于各種形狀的拉深件，用一次工序可制成的條件為：     (1) 圓筒件一次拉成的高度見表 4.5.1 。    

2、60;(2) 對于盒形件一次制成的條件為：當(dāng)盒形件角部的圓角半徑 r=(0.050.20)B( 式中 B 為盒形件的短邊寬度 ) 時，拉深件高度 h<( 0.30.8 )B 。     (3) 對于凸緣件一次制成的條件為：零件的圓筒形部分直徑與毛坯的比值 d/D 0.4 。                     表 4.5.1 一次拉深的極

3、限高度    2對拉深件形狀的要求     (1) 設(shè)計拉深件時，應(yīng)明確注明必須保證的是外形還是內(nèi)形，不能同時標(biāo)往內(nèi)外形尺寸。     (2) 盡量避免采用非常復(fù)雜的和非對稱的拉深件。對半敞開的或非對稱的空心件，應(yīng)能組合成對進(jìn)行拉深，然后將其切成兩個或多個零件 (圖 4.5.1) 。     (3) 拉深復(fù)雜外形的空心件時，要考慮工序間毛坯定位的工藝基準(zhǔn)。     (4) 在凸緣面上有下凹的拉深件

4、 (圖 4.5.2) ，如下凹的軸線與拉深方向一致，可以拉出。若下凹的軸線與拉深方向垂直，則只能在最后校正時壓出。 圖 4.5.1 組合成對進(jìn)行拉深圖 4.5.2 凸緣面上帶下凹的拉深件    3對拉深件的圓角半徑和拉深件精度的要求     (1) 為了使拉深順利進(jìn)行，拉深件的底與壁、凸緣與壁、盒形件的四壁間的圓角半徑 ( 圖 4.5.3) 應(yīng)滿足否則，應(yīng)增加整形工序。     (2) 一般情況下不要對拉深件的尺寸公差要求過嚴(yán)。其斷面尺寸公差等級一般都在 ITll 以下。如果

5、公差等級要求高，可增加整形工序。 圖 4.5.3 拉深件的圓角半徑4.5.2 拉深工藝力的計算    1壓邊力的計算     解決拉深工作中的起皺問題的主要方法是采用防皺壓邊圈。至于是否需要采用壓邊圈，可按表 4.5.2 的條件決定。     壓邊力是為了防止毛坯起皺，保證拉深過程順利進(jìn)行而施加的力，它的大小對拉深影響很大。壓邊力的數(shù)值應(yīng)適當(dāng)，太小時防皺效果不好，太大時則會增加危險斷面處的拉應(yīng)力，引起拉裂破壞或嚴(yán)重變薄超差( 圖 4.5.4 ，圖 4.5.5) 。在生產(chǎn)中，壓

6、邊力 都有一定的調(diào)節(jié)范圍( 圖 4.5.5) ，其范圍在最大壓邊力和最小壓邊力 之間。當(dāng)拉深系數(shù)小至接近極限拉深系數(shù)時，這個變動范圍就小，壓邊力的變動對拉深工作的影響就顯著。通常是使壓邊力稍大于防皺作用所需的最低值，并按下列公式進(jìn)行計算。 表 4.5.2 采用或不采用壓邊圈的條件 圖 4.5.4 拉深力與壓邊力的關(guān)系 圖 4.5.5 壓邊力對拉深的影響     總壓邊力：                &#

7、160;    （ 4.5.1 ）     式中 A 為在開始拉深瞬間不考慮凹模圓角時的壓邊面積( ) 。     筒形件第一次拉深時：                   （4.5.2）     筒形件后續(xù)各道拉深時：   &#

8、160;           （4.5.3）     式中：     q 單位壓邊力 (MPa) ，可按表 4.5.3 選用；      第一次及以后各次工件的外徑(mm) ；      凹模洞口的圓角半徑 (mm) 。 圖 4.5.6 首次拉深壓邊力的變化表 4.5.3 單位壓邊力 q     在

9、生產(chǎn)中，一次拉深時的壓邊力也可按拉深力的 1/4 選取，即：                         (4.5.4)     拉深中凸緣起皺的規(guī)律與的變化規(guī)律相似，如圖 4.5.6 所示。起皺趨勢最嚴(yán)重的時刻是毛坯外緣縮小到時。理論上合理的壓邊力應(yīng)隨起皺趨勢的變化而變化。當(dāng)起皺嚴(yán)重時壓邊力變大，起皺不

10、嚴(yán)重時壓邊力就隨著減少。但要實現(xiàn)這種變化是很困難的。     目前在生產(chǎn)實際中常用的壓邊裝置有以下兩大類：     (1) 彈性壓邊裝置 這種裝置多用于普通沖床。通常有三種：     橡皮壓邊裝置( 圖 4.5.7a) ；彈簧壓邊裝置( 圖 4.5.7b) ；氣墊式壓邊裝置( 圖 4.5.7c) 。這三種壓邊裝置壓邊力的變化曲線如圖 4.5.7d 所示。另外氮?dú)鈴椈杉夹g(shù)也逐漸在模具中使用。     隨著拉深深度的增加，需要壓邊的凸緣部分

11、不斷減少，故需要的壓邊力也就逐漸減小。從圖 4.5.7d 可以看出橡皮及彈簧壓邊裝置的壓邊力恰好與需要的相反，隨拉深深度的增加而增加。因此橡皮及彈簧結(jié)構(gòu)通常只用于淺拉深。圖 4.5.7 彈性壓邊裝置     氣墊式壓邊裝置的壓邊效果較好，但也不是十分理想。它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造、使用及維修都比較困難。彈簧與橡皮壓邊裝置雖有缺點，但結(jié)構(gòu)簡單，對單動的中小型壓力機(jī)采用橡皮或彈簧裝置還是很方便的。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，只要正確地選擇彈簧規(guī)格及橡皮的牌號和尺寸，就能尺量減少它們的不利方面，充分發(fā)揮它們的作用。     當(dāng)拉深行程較大時，

12、應(yīng)選擇總壓縮最大、壓邊力隨壓縮量緩慢增加的彈簧。橡皮應(yīng)選用軟橡皮( 沖裁卸料是用硬橡皮 ) 。橡皮的壓邊力隨壓縮量增加很快，因此橡皮的總厚度應(yīng)選大些，以保證相對壓縮量不致過大。建議所選取的橡皮總厚度不小于拉深行程的 5 倍。     在拉深寬凸緣件時，為了克服彈簧和橡皮的缺點，可采用圖 4.5.8 所示的限位裝置(定位銷、柱銷或螺栓) ，使壓邊圈和凹模間始終保持一定的距離。 圖 4.5.8 有限位裝置的壓邊裝置 a) 第一次拉深； b) 后續(xù)拉深     (2) 剛性壓邊裝置 這種裝置的特點是壓邊力不隨行程變化，拉

13、深效果較好，且模具結(jié)構(gòu)簡單。這種結(jié)構(gòu)用于雙動壓力機(jī)，凸模裝在壓力機(jī)的內(nèi)滑塊上，壓邊裝置裝在外滑塊上。     2拉深力的計算從理論上計算拉深力在前面已推導(dǎo)過，但它使用不便，生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式計算拉深力。圓筒形工件采用壓邊拉深時可用下式計算拉深力：     第一次拉深                      

14、（4.5.5）     第二次拉深                     （4.5.6）     式中 為材料的抗拉強(qiáng)度； 為系數(shù)，查表 4.5.4 。 表 4.5.4 修正系數(shù)1. 壓力機(jī)的壓力曲線 2. 拉深力 3. 落料力 圖 4.5.9 拉深力與壓力機(jī)的壓力曲線     

15、;3拉深功     當(dāng)拉深行程較大，特別是采用落料、拉深復(fù)合模時，不能簡單地將落料力與拉深力迭加來選擇壓力機(jī)，( 因為壓力機(jī)的公稱壓力是指在接近下死點時的壓力機(jī)壓力 ) 。因此，應(yīng)該注意壓力機(jī)的壓力曲線。否則很可能由于過早地出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力機(jī)超載損壞 ( 圖 4.5.9) 。一般可按下式作概略計算：     淺拉深時：               深拉深時：  

16、         式中為拉深力和壓邊力的總和，在用復(fù)合沖壓時，還包括其他力；為壓力機(jī)的公稱壓力。     拉深功可按下式計算：     第一次拉深：                     （4.5.7）   

17、  后續(xù)各次拉深：                  （4.5.8）  式中：    第一次和以后各次拉深的最大拉深力(N) ；     平均變形力與最大變形力的比值，見表4.5.4 ；     第一次和以后各次的拉深高彥(mm) 。圖 4.5.10 和 拉深所需壓力機(jī)的電動機(jī)功率為： &

18、#160;        （KW）      （4.5.9）     式中：    A 拉深功(N.m) ；    不均衡系數(shù)，取=1.2-1.4     壓力機(jī)效率、電動機(jī)效率，取    取玉力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)。     若所選壓力機(jī)的

19、電動機(jī)功率小于計算值，則應(yīng)另選功率較大的壓力機(jī)。 4.5.3 拉深工藝的輔助工序     拉深中的輔助工序很多，大致可以分為以下幾種： (1) 拉深工序前的輔助工序，如材料的軟化熱處理、清洗、潤滑等； (2) 拉深工序間的輔助工序，如軟化熱處理、涂漆、潤滑等； (3) 拉深后的輔助工序，如消除應(yīng)力退火、清洗、打毛刺、表面處理、檢驗等等。下面就主要的輔助工序作簡單介紹。     1潤滑     拉深時毛坯與模具表面接觸時相互之間產(chǎn)生很大的壓力，使毛坯在拉深時與接觸表面產(chǎn)生摩擦力

20、。在凸緣部分和凹模人口處的有害摩擦不僅會降低拉深的許用變形程度，而且會導(dǎo)致零件表面的擦傷，降低模具壽命，這種情況在拉深不銹鋼、高溫合金等粘性大的材料時更加嚴(yán)重。為此，在凹模圓角、平面、壓邊圈表面及與這些部位相接觸的毛坯表面，應(yīng)每隔一定周期均勻抹涂一層潤滑油，并保持潤滑部位干凈。而在凸模表面或與凸模接觸的毛坯表面則切忌涂潤滑劑。拉深低碳鋼時常用的潤滑劑如表4.5.5 所示。當(dāng)拉深應(yīng)力較大，接近材料的時，應(yīng)采用含大量粉狀填料的潤滑劑，否則拉深中潤滑劑易被擠掉，潤滑效果不好。 表 4.5.5 拉深低碳鋼用潤滑劑     當(dāng)拉深應(yīng)力不大時，可采用不帶填料的油質(zhì)潤滑劑。     拉深圓錐形、球形工件時可用乳化液，以增加摩擦力，減少毛坯的起皺，同時起冷卻作用，并減少模具的磨損。在變薄拉深時，潤滑劑不僅是為了減少摩擦，同時又起冷卻模具的作用，因此不可能采用干摩擦。在拉深鋼質(zhì)零件時，往往在毛坯表面進(jìn)行表面處理 ( 如鍍銅或磷化處理 ) ，使毛坯表面形成一層與模具的隔離層，它能貯存潤滑劑，并在拉深過程中具有“自潤”性能。拉深不銹鋼、高溫合金等粘模嚴(yán)重、強(qiáng)化劇烈的材料時，一般也需要對毛坯表面進(jìn)行“隔離層”處理。常用的方法是在金屬表面噴涂氯化乙