【文章內(nèi)容簡介】 0。 mt=d/D （56）式中 mt——帶凸緣圓筒形件拉深系數(shù)；d——拉深件筒形部分的直徑；D——坯料直徑。當拉深件底部圓角半徑r與凸緣處圓角半徑R相等，即r=R時，坯料直徑為D=所以 mt=d/D= （57）由上式可以看出，帶凸緣圓筒形件的拉深系數(shù)取決于下列三組有關(guān)尺寸的相對比值：凸緣的相對直徑dt/d；零件的相對高度H/d；相對圓角半徑R/d。其中以dt/d影響最大，H/d次之，R/d影響較小。帶凸緣圓筒形件首次拉深的極限拉深系數(shù)見表。由表可以看出，dt/d≤，極限拉深系數(shù)與無凸緣圓筒形件基本相同，dt/d大時，其極限拉深系數(shù)比無凸緣圓筒形的小。而且當坯料直徑D一定時，凸緣相對直徑dt/d越大，極限拉深系數(shù)越小，這是因為在坯料直徑D和圓筒形直徑d一定的情況下，帶凸緣圓筒形件的凸緣相對直徑dt/d大，意味著只要將坯料直徑稍加收縮即可達到零件凸緣外徑，筒壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力遠沒有達到許可值，因而可以減小其拉深系數(shù)。但這并不表明帶凸緣圓筒形件的變形程度大。由上述分析可知，在影響mt的因素中，因R/d影響較小，因此當mt一定時，則dt/d與H/d的關(guān)系也就基本確定了。這樣，就可用拉深件的相對高度來表示帶凸緣圓筒形件的變形程度。首次拉深可能達到的相對高度見表513。當帶凸緣圓筒形件的總拉深系數(shù)mt=d/D大于表512的極限拉深系數(shù)，且零件的相對高度H/d小于表513的極限值時，則可以一次拉深成形，否則需要兩次或多次拉深。帶凸緣圓筒形件以后各次拉深系數(shù)為： mi=di/ di1 (i=…、n) (58)其值與凸緣寬度及外形尺寸無關(guān)，可取與無凸緣圓筒形件的相應(yīng)拉深系數(shù)相等或略小的數(shù)值，見表(4) 帶凸緣圓筒形件的各次拉深高度根據(jù)帶凸緣圓筒形件坯料直徑計算公式(見表56)，可推導出各次拉深高度的計算公式如下：(i=…、n) (59)式中 HH…、Hn——各次拉深工序件的高度； dd…、dn——各次拉深工序件的直徑； D——坯料直徑； rr…、rn——各次拉深工序件的底部圓角半徑； RR…、Rn——各次拉深工序件的凸緣圓角半徑。(5) 帶凸緣圓筒形件的拉深工序尺寸計算程序帶凸緣圓筒形件拉深與無凸緣圓筒形件拉深的最大區(qū)別在于首次拉深，現(xiàn)結(jié)合實例說明其工序尺寸計算程序。例53 試對圖520所示帶凸緣圓筒形件的拉深工序進行計算。零件材料為08鋼，厚度t=1mm。圖520 帶凸緣圓筒形件解：板料厚度t=1mm，故按中線尺寸計算。(1) 計算坯料直徑D 根據(jù)零件尺寸查表55得切邊余量?R=，故實際凸緣直徑dt =(+2)=。由表56查得帶凸緣圓筒形件的坯料直徑計算公式為D =依圖520，d1=，R=r=，d2=，h=27mm，d3=，d4=，代入上式得D=≈78(mm)(其中3200π/4為該拉深件除去凸緣平面部分的表面積)(2) 判斷可否一次拉深成形 根據(jù)t/D =1/78 = %dt/d = H/d = 32/ =1. 52 mt=d/D=查表51表513，[m1]=，[H1/d1]=，說明該零件不能一次拉深成形，需要多次拉深。(3) 確定首次拉深工序件尺寸 初定dt/d1=，查表512得[m1]=，取m1= ，則d1= m1 D = 78 = (mm)取r1=R1= mm 為了使以后各次拉深時凸緣不再變形，取首次拉入凹模的材料面積比最后一次拉入凹模的材料面積(即零件中除去凸緣平面以外的表面積3200π/4)增加5%，故坯料直徑修正為D=≈79(mm)按式(59)，可得首次拉深高度為 H1 ===(mm)驗算所取m1是否合理：根據(jù)t/D = %，dt/d1 = ，查表513可知[H1/d1]= 。因H1/d1 =＜[H1/d1]= ，故所取m1是合理的。(4) 計算以后各次拉深的工序件尺寸 查表514得，[m2]= ，[m3]= ，[m 4]= ，則d2= [m2] d1= = (mm)d3= [m3] d2 = = (mm)d4= [m4] d3 = = (mm)因d4= ＜，故共需4次拉深。調(diào)整以后各次拉深系數(shù)，取m2 = ，m3 = ，m 4 = 。故以后各次拉深工序件的直徑為 d2= m2 d1= = (mm)d3= m3 d2 = = (mm)d4= m4 d3 = = (mm)以后各次拉深工序件的圓角半徑取 r2=R2=，r3=R3=，r4=R4=設(shè)第二次拉深時多拉入3%的材料(其余2%的材料返回到凸緣上)，%的材料(%的材料返回到凸緣上)，則第二次和第三次拉深的假想坯料直徑分別為=(mm)=(mm) 以后各次拉深工序件的高度為H2 ===(mm)H3 ===(mm) 圖521 帶凸緣圓筒形件的各次拉深工序尺寸最后一次拉深后達到零件的高度H4=32mm，%的材料全部返回到凸緣，拉深工序至此結(jié)束。將上述按中線尺寸計算的工序件尺寸換算成與零件圖相同的標注形式后，所得各工序件的尺寸如圖521所示。 圓筒形件的拉深力、壓料力與壓料裝置 拉深力的確定圖522所示為試驗測得一般情況下的拉深力隨凸模行程變化的曲線。圖522 拉深力變化曲線由于影響拉深力的因素比較復(fù)雜，按實際受力和變形情況來準確計算拉深力是比較困難的，所以，實際生產(chǎn)中通常是以危險斷面的拉應(yīng)力不超過其材料抗拉強度為依據(jù)，采用經(jīng)驗公式進行計算。對于圓筒形件：首次拉深 F=K1πd1tσb （510） 以后各次拉深 F =K2πdi tσb (i=…、n) （511）式中 F——拉深力dd…、dn——各次拉深工序件直徑（mm）；t——板料厚度（mm）；σb——拉深件材料的抗拉強度（MPa）；KK2——修正系數(shù)，與拉深系數(shù)有關(guān)，見表515。 壓料力的確定 壓料力的作用是防止拉深過程中坯料的起皺。壓料力的大小應(yīng)適當，壓料力過小時，防皺效果不好；壓料力過大時，則會增大傳力區(qū)危險斷面上的拉應(yīng)力，從而引起嚴重變薄甚至拉裂。因此，應(yīng)在保證坯料變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選用較小的壓料力。應(yīng)該指出，壓料力的大小應(yīng)允許在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。一般來說，隨著拉深系數(shù)的減小，壓料力許可調(diào)節(jié)范圍減小，這對拉深工作是不利的，因為這時當壓料力稍大些時就會產(chǎn)生破裂，壓料力稍小些時會產(chǎn)生起皺，也即拉深的工藝穩(wěn)定性不好。相反，拉深系數(shù)較大時，壓料力可調(diào)節(jié)范圍增大，工藝穩(wěn)定性較好。在模具設(shè)計時，壓料力可按下列經(jīng)驗公式計算：任何形狀的拉深件 FY=Ap （512）圓筒形件首次拉深 FY=π[]p/4 （513）圓筒形件以后各次拉深 FY=πp/4 (i=…) （514）式中 FY——壓料力(N)；A——壓料圈下坯料的投影面積(mm2)； p——單位面積壓料力(MPa)，可查表516； D——坯料直徑(mm)；dd…、dn——各次拉深工序件的直徑(mm)；rArA…、rAn——各次拉深凹模的圓角半徑(mm)。 壓料裝置目前生產(chǎn)中常用的壓料裝置有彈性壓料裝置和剛性壓料裝置。1．彈性壓料裝置 在單動壓力機上進行拉深加工時，一般都是采用彈性壓料裝置來產(chǎn)生壓料力。根據(jù)產(chǎn)生壓料力的彈性元件不同，彈性壓料裝置可分為彈簧式、橡膠式和氣墊式三種，如圖523所示。圖523 彈性壓料裝置1凹模 2凸模 3壓料圈 4彈性元件（彈頂器或氣墊）上述三種壓料裝置的壓料力變化曲線如圖524所示。由圖可以看出，彈簧和橡膠壓料裝置的壓料力是隨著工作行程（拉深深度）的增加而增大的，尤其是橡膠式壓料裝置更突出。這樣的壓料力變化特性會使拉深過程中的拉深力不斷增大，從而增大拉裂的危險性。因此，彈簧和橡膠壓料裝置通常只用于淺拉深。但是，這兩種壓料裝置結(jié)構(gòu)簡單，在中小型壓力機上使用較為方便。只要正確地選用彈簧的規(guī)格和橡膠的牌號及尺寸，并采取適當?shù)南尬淮胧?，就能減少它的不利方面。彈簧應(yīng)選總壓縮量大、壓力隨壓縮量增加而緩慢增大的規(guī)格。橡膠應(yīng)選用軟橡膠，并保證相對壓縮量不過大，建議橡膠總厚度不小于拉深工作行程的5倍。氣墊式壓料裝置壓料效果好，壓料力基本上不隨工作行程而變化（壓料力的變化可控制在10%～15%內(nèi)），但氣墊裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜。圖524 各種彈性壓料裝置的壓料力曲線壓料圈是壓料裝置的關(guān)鍵零件，常見的結(jié)構(gòu)形式有平面形、錐形和弧形，如圖525所示。一般的拉深模采用平面形壓料圈（圖a）；當坯料相對厚度較小，拉深件凸緣小且圓角半徑較大時，則采用帶弧形的壓料圈（圖c）；錐形壓料圈（圖b）能降低極限拉深系數(shù)，其錐角與錐形凹模的錐角相對應(yīng)，一般取β=30176。~40176。，主要用于拉深系數(shù)較小的拉深件。圖525 壓料圈的結(jié)構(gòu)形式1凸模 2頂板 3凹模 4壓料圈為了保持整個拉深過程中壓料力均衡和防止將坯料壓得過緊，特別是拉深板料較薄且凸緣較寬的拉深件時，可采用帶限位裝置的壓料圈，如圖526所示。限位柱可使壓料圈和凹模之間始終保持一定的距離s。對于帶凸緣零件的拉深，s=t+(～)mm；鋁合金零件的拉深，s=；鋼板零件的拉深，s=（t為板料厚度）。2．剛性壓料裝置剛性壓料裝置一般設(shè)置在雙動壓力機上用的拉深模中。圖527為雙動壓力機用拉深模，件4即為剛性壓料圈（又兼作落料凸模），壓料圈固定在外滑塊之上。在每次沖壓行程開始時，外滑塊帶動壓料圈下降壓在坯料的凸緣上，并在此停止不動，隨后內(nèi)滑塊帶動凸模下降，并進行拉深變形。剛性壓料裝置的壓料作用是通過調(diào)整壓料圈與凹模平面之間的間隙c獲得的，而該間隙則靠調(diào)節(jié)壓力機外滑塊得到?？紤]到拉深過程中坯料凸緣區(qū)有增厚現(xiàn)象，所以這一間隙應(yīng)略大于板料厚度。剛性壓料圈的結(jié)構(gòu)形式與彈性壓料圈基本相同。剛性壓料裝置的特點是壓料力不隨拉深的工作行程而變化，壓料效果較好，模具結(jié)構(gòu)簡單。圖526 有限位裝置的壓料圈圖527 雙動壓力機用拉深模的剛性壓料1凸模固定桿 2外滑塊 3拉深凸模 4壓料圈兼落料凸模 5落料凹模 6拉深凹模拉深時的起皺和防止起皺的問題比較復(fù)雜，防皺的壓料與防破裂又有矛盾，目前常用的壓料裝置產(chǎn)生的壓料力還不能符合理想的壓料力變化曲線。因此，如何探索較理想的壓料裝置是拉深工作的一個重要課題。 拉深壓力機標稱壓力及拉深功的確定1. 拉深壓力機標稱壓力的確定對于單動壓力機，其標稱壓力Fg應(yīng)大于拉深力F與壓料力FY之和，即 Fg＞F+FY 對于雙動壓力機，應(yīng)使內(nèi)滑塊標稱壓力Fg內(nèi)和外滑塊標稱壓力Fg外分別大于拉深力F和壓料力FY，即Fg內(nèi) ＞F Fg外 ＞FY 確定機械式拉深壓力機標稱壓力時必須注意，當拉深工作行程較大，尤其是落料拉深復(fù)合時，應(yīng)使拉深力曲線位于壓力機滑塊的許用負荷曲線之下，而不能簡單地按壓力機標稱壓力大于拉深力或拉深力與壓料之和的原則去確定規(guī)格。在實際生產(chǎn)中，也可以按下式來確定壓力機的標稱壓力：淺拉深 Fg ≥(～) FΣ160