【正文】 件成為圓筒形件，也就不存在直邊與圓角變形的相互影響了)；H/B越大，直邊與圓角變形相互影響也越顯著。因此，rg/B和H/B兩個(gè)尺寸參數(shù)不同的盒形件，在坯料展開(kāi)尺寸和工藝計(jì)算上都有較大不同。 拉深工藝的輔助工序 拉深模設(shè)計(jì) 拉深模設(shè)計(jì)實(shí)例學(xué)習(xí)目的與要求：1. 了解拉深工藝的輔助工序；2． 熟悉拉深模的典型結(jié)構(gòu)，掌握拉深模工作零件的設(shè)計(jì)；3． 熟悉拉深工藝及拉深模設(shè)計(jì)的程序及分析方法。重點(diǎn)：1. 拉深模的典型結(jié)構(gòu)，拉深模工作零件的設(shè)計(jì)；2．拉深工藝及拉深模設(shè)計(jì)的程序及分析方法。難點(diǎn)：1. 拉深模工作零件的設(shè)計(jì)；3． 拉深工藝及拉深模設(shè)計(jì)的分析方法。 拉深工藝的輔助工序?yàn)榱吮ＷC拉深過(guò)程的順利進(jìn)行或提高拉深件質(zhì)量和模具壽命，需要安排一些必要的輔助工序，如潤(rùn)滑、熱處理和酸洗等。 潤(rùn)滑在拉深過(guò)程中，不但材料的塑性變形強(qiáng)烈，而且板料與模具的接觸面之間要產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，因而有摩擦力存在。在拉深時(shí)采用潤(rùn)滑劑，不僅可以降低摩擦力，而且可以相對(duì)地提高變形程度，還能保護(hù)模具工作表面和沖壓件表面不被損傷。實(shí)踐證明：在拉深工序中，采用潤(rùn)滑劑以后，其拉深力可降低30%左右。潤(rùn)滑劑的涂刷部位，在拉深工序中應(yīng)特別注意。應(yīng)該將潤(rùn)滑劑涂4在凹模圓角和壓邊面處以及與它們相接觸的毛坯表面上，切忌涂在凸模表面或同它接觸的毛坯表面上，以防材料沿凸模表面滑動(dòng)并使材料變薄。 熱處理在拉深過(guò)程中，由于板料因塑性變形而產(chǎn)生較大的加工硬化，致使繼續(xù)變形困難甚至不可能。為了后續(xù)拉深或其他成形工序的順利進(jìn)行，或消除工件的內(nèi)應(yīng)力，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行工序間的熱處理或最后消除應(yīng)力的熱處理。對(duì)于普通硬化的金屬(如08鋼、10鋼、15鋼、黃銅和退火過(guò)的鋁等)，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(如不銹鋼、耐熱鋼、退火紫銅等)，一般在1~2次拉深工序后就要進(jìn)行中間熱處理。為了消除加工硬化而進(jìn)行的熱處理方法，對(duì)于一般金屬材料是退火，對(duì)于奧氏體不銹鋼、耐熱鋼則是淬火。不論是工序間熱處理還是最后消除應(yīng)力的熱處理，應(yīng)盡量及時(shí)進(jìn)行，以免由于長(zhǎng)期存放造成沖件在內(nèi)應(yīng)力作用下生產(chǎn)變形或龜裂，特別對(duì)不銹鋼、耐熱鋼及黃銅沖件更是如此。 酸洗經(jīng)過(guò)熱處理的工序件，表面有氧化皮，需要清洗后方可繼續(xù)進(jìn)行拉深或其他沖壓加工。在許多場(chǎng)合，工件表面的油污及其他污物也必須清洗，方可進(jìn)行噴漆或搪瓷等后續(xù)工序。有時(shí)在拉深成形前也需要對(duì)坯料進(jìn)行清洗。在沖壓加工中，清洗的方法一般是采用酸洗。酸洗時(shí)先用蘇打水去油，然后將工件或坯料置于加熱的稀酸中浸蝕，接著在冷水中漂洗，后在弱堿溶液中將殘留的酸液中和，最后在熱水中洗滌并經(jīng)洪干即可。 拉深模設(shè)計(jì) 拉深模的分類(lèi)及典型結(jié)構(gòu)1．拉深模分類(lèi)拉深模的結(jié)構(gòu)一般較簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)類(lèi)型較多：按使用的壓力機(jī)類(lèi)型不同，可分為單動(dòng)壓力機(jī)上使用的拉深模與雙動(dòng)壓力機(jī)上使用的拉深模；按工序的組合程度不同，可分為單工序拉深模、復(fù)合工序拉深模與級(jí)進(jìn)工序拉深模；按結(jié)構(gòu)形式與使用要求的不同，可分為首次拉深模與以后各次拉深模，有壓料裝置拉深模與無(wú)壓料裝置拉深模，順裝式拉深模與倒裝式拉深模，下出件拉深模與上出件拉深模等。2．拉深模典型結(jié)構(gòu)(1) 單動(dòng)壓力機(jī)上使用的拉深模① 首次拉深模 圖547a為無(wú)壓料裝置的首次拉深模。拉深件直接從凹模底下落下，為了從凸模上卸下沖件，在凹模下裝有卸件器，當(dāng)拉深工作行程結(jié)束，凸?；爻虝r(shí)，卸件器下平面作用于拉深件口部，把沖件卸下。為了便于卸件，凸模上鉆有直徑為3mm以上的通氣孔。如果板料較厚，拉深件深度較小，拉深后有一定回彈量?；貜椧鹄罴诓繌埓?，當(dāng)凸模回程時(shí)，凹模下平面擋住拉深件口部而自然卸下拉深件，此時(shí)可以不配備卸件器。這種拉深模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于拉深板料厚度較大而深度不大的拉深件。圖547b為有壓料裝置的正裝式首次拉深模。拉深模的壓料裝置在上模，由于彈性元件高度受到模具閉合高度的限制，因而這種結(jié)構(gòu)形式的拉深模只適用于拉深高度不大的零件。圖547c為倒裝式的具有錐形壓料圈的拉深模，壓料裝置的彈性元件在下模底下，工作行程可以較大，可用于拉深高度較大的零件，應(yīng)用廣泛。圖547 首次拉深模② 以后各次拉深模 圖548所示為無(wú)壓料裝置的以后各次拉深模，前次拉深后的工序件由定位板6定位，拉深后工件由凹模孔臺(tái)階卸下。為了減小工件與凹模間的摩擦，凹模直邊高度h取9~13mm。該模具適用于變形程度不大、拉深件直徑和壁厚要求均勻的以后各次拉深。圖548 無(wú)壓料以后各次拉深模1上模座 2墊板 3凸模固定板 4凸模 5通氣孔6定位板 7凹模 8凹模座 9下模座圖549所示為有壓料倒裝式以后各次拉深模，壓料圈6兼作定位用，前次拉深后的工序件套在壓料圈上進(jìn)行定位。壓料圈的高度應(yīng)大于前次工序件的高度，其外徑最好按已拉成的前次工序件的內(nèi)徑配作。拉深完的工件在回程時(shí)分別由壓料圈頂出和推件塊3推出?？烧{(diào)式限位柱5可控制壓料圈與凹模之間的間距，以防止拉深后期由于壓料力過(guò)大造成工件側(cè)壁底角附近過(guò)分減薄或拉裂。圖549 有壓料以后各次拉深模1打桿 2螺母 3推件塊 4凹模 5 可調(diào)式限位柱 6壓料圈③ 落料拉深復(fù)合模 圖550所示為落料由于拉深復(fù)合模，條料由兩個(gè)導(dǎo)料銷(xiāo)11進(jìn)行導(dǎo)向，由擋料銷(xiāo)12定距。由于排樣圖取消了縱搭邊，落料后廢料中間將自動(dòng)斷開(kāi)，因此可不設(shè)卸料裝置。工作時(shí)，首先由落料凹模1和凸凹模3完成落料，緊接著由拉深凸模2和凸凹模進(jìn)行拉深。壓料圈9既起壓料作用又起頂件作用。由于有頂件作用，上模回程時(shí)，沖件可能留在拉深凹模內(nèi)，所以設(shè)置了推件裝置。為了保證先落料、后拉深，模具裝配時(shí)，應(yīng)使拉深凸模2比落料凹模1低約1～。圖550 落料拉深復(fù)合模1落料凹模 2拉深凸模 3凸凹模 4推件塊 5螺母6模柄 7打桿 8墊板 9壓料圈 10固定板 11導(dǎo)料銷(xiāo) 12擋料銷(xiāo) (2) 雙動(dòng)壓力機(jī)上使用的拉深模① 雙動(dòng)壓力機(jī)用首次拉深模 如圖551所示，下模由凹模定位板凹模固定板頂件塊9和下模座1組成，上模的壓料圈5通過(guò)上模座4固定在壓力機(jī)的外滑塊上，凸模7通過(guò)凸模固定桿6固定在內(nèi)滑塊上。工作時(shí)，坯料由定位板定位，外滑塊先行下降帶動(dòng)壓料圈將坯料壓緊，接著內(nèi)滑塊下降帶動(dòng)凸模完成對(duì)坯料的拉深?；爻虝r(shí)，內(nèi)滑塊先帶動(dòng)凸模上升將工件卸下，接著外滑塊帶動(dòng)壓料圈上升，同時(shí)頂件塊在彈頂器作用下將工件從凹模內(nèi)頂出。圖551 雙動(dòng)壓力機(jī)用首次拉深模1下模座 2凹模 3定位板 4上模座 5壓料圈6凸模固定桿 7凸模 8凹模固定板 9頂件塊② 雙動(dòng)壓力機(jī)用落料拉深復(fù)合模 如圖552所示，該模具可同時(shí)完成落料、拉深及底部的淺成形，主要工作零件采用組合式結(jié)構(gòu)，壓料圈3固定在壓料圈座2 上，并兼作落料凸模，拉深凸模4固定在凸模座1上。這種組合式結(jié)構(gòu)特別適用于大型模具，不僅可以節(jié)省模具鋼，而且也便于坯料的制備與熱處理。圖552 雙動(dòng)壓力機(jī)用落料拉深復(fù)合模1凸模座 2壓料圈座 3壓料圈(兼落料凸模)4拉深凸模 5落料凹模 6拉深凹模 7頂件塊工作時(shí)，外滑塊首先帶動(dòng)壓料圈下行，在達(dá)到下止點(diǎn)前與落料凹模5共同完成落料，接著進(jìn)行壓料(如左半視圖所示)。然后內(nèi)滑塊帶動(dòng)拉深凸模下行，與拉深凹模6一起完成拉深。頂件塊7兼作拉深凹模的底，在內(nèi)滑塊到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，可完成對(duì)工件的淺成形(如右半視圖所示)?；爻虝r(shí)，內(nèi)滑塊先上升，然后外滑塊上升，最后由頂件塊7將工件頂出。 拉深模工作零件的設(shè)計(jì)1．凸、凹模的結(jié)構(gòu)凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得是否合理，不但直接影響拉深時(shí)的坯料變形，而且還影響拉深件的質(zhì)量。凸、凹模常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：圖553 無(wú)壓料一次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu)圖554 無(wú)壓料多次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu)(1) 無(wú)壓料時(shí)的凸、凹模圖553所示為無(wú)壓料一次拉深成形時(shí)所用的凸、凹模結(jié)構(gòu)，其中圓弧形凹模(圖a)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，是常用的拉深凹模結(jié)構(gòu)形式；錐形凹模(圖b)、漸開(kāi)線形凹模(圖c)和等切面形凹模(圖d)對(duì)抗失穩(wěn)起皺有利，但加工較復(fù)雜，主要用拉深系數(shù)較小的拉深件。圖554所示為無(wú)壓料多次拉深所用的凸、凹模結(jié)構(gòu)。上述凹模結(jié)構(gòu)中，a=5~10mm，b=2~5mm，錐形凹模的錐角一般取30176。(2) 有壓料時(shí)的凸、凹模有壓料時(shí)的凸、凹模結(jié)構(gòu)如圖555所示，其中圖a用于直徑小于100mm的拉深件；圖b用于直徑大于100mm 的拉深件，這種結(jié)構(gòu)除了具有錐形凹模的特點(diǎn)外，還可減輕坯料的反復(fù)彎曲變形，以提高工件側(cè)壁質(zhì)量。圖555 有壓料多次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu)時(shí)，必須十分注意前后兩次拉深中凸、凹模的形狀尺寸具有恰當(dāng)?shù)年P(guān)系，盡量使前次拉深所得工序件形狀有利于后次拉深成形，而后一次拉深的凸、凹模及壓料圈的形狀與前次拉深所得工序件相吻合，以避免坯料在成形過(guò)程中的反復(fù)彎曲。為了保證拉深時(shí)工件底部平整，應(yīng)使前一次拉深所得工序件的平底部分尺寸不小于后一次拉深工件的平底尺寸。2．凸、凹模的圓角半徑(1) 凹模圓角半徑凹模圓角半徑rA越大，材料越易進(jìn)入凹模，但rA過(guò)大，材料易起皺。因此，在材料不起皺的前提下，rA宜取大一些。第一次 (包括只有一次) 拉深的凹模圓角半徑可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：rA1= （537）式中 rA1——凹模圓角半徑；D——坯料直徑；d——凹模內(nèi)徑(當(dāng)工件料厚t≥1時(shí)，也可取首次拉深時(shí)工件的中線尺寸)； t——材料厚度。以后各次拉深時(shí)，凹模圓角半徑應(yīng)逐漸減小，一般可按以下關(guān)系確定： rA i = ( ~ )rA (i1) (i=…、n) （538）盒形件拉深凹模圓角半徑按下式計(jì)算： rA=(4~8)t （539）以上計(jì)算所得凹模圓角半徑均應(yīng)符合rA≥2t的拉深工藝性要求。對(duì)于帶凸緣的筒形件，最后一次拉深的凹模圓角半徑還應(yīng)與零件的凸緣圓角半徑相等。(2) 凸模圓角半徑凸模圓角半徑rT過(guò)小，會(huì)使坯料在此受到過(guò)大的彎曲變形，導(dǎo)致危險(xiǎn)斷面材料嚴(yán)重變薄甚至拉裂；rT過(guò)大，會(huì)使坯料懸空部分增大，容易產(chǎn)生“內(nèi)起皺” 現(xiàn)象。一般rT＜rA，單次拉深或多次拉深的第一次拉深可?。簉T1=(~)rA1 （540）以后各次拉深的凸模圓角半徑可按下式確定： rT (i1) = (i=…、n) （541）式中 didi——各次拉深工序件的直徑。最一次拉深時(shí)，凸模圓角半徑rTn應(yīng)與拉深件底部圓角半徑r相等。但當(dāng)拉深件底部圓角半徑小于拉深工藝性要求時(shí)，則凸模圓角半徑應(yīng)按工藝性要求確定(rT≥t)，然后通過(guò)增加整形工序得到拉深件所要求的圓角半徑。3．凸、凹模間隙拉深模的凸、凹模間隙對(duì)拉深力、拉深件質(zhì)量、模具壽命等都有較大的影響。間隙小時(shí)，拉深力大，模具磨損也大，但拉深件回彈小，精度高。間隙過(guò)小，會(huì)使拉深件壁部嚴(yán)重變薄甚至拉裂。間隙過(guò)大，拉深時(shí)坯料容易起皺，而且口部的變厚得不到消除，拉深件出現(xiàn)較大的錐度，精度較差。因此，拉深凸、凹模間隙應(yīng)根據(jù)坯料厚度及公差、拉深過(guò)程中坯料的增厚情況、拉深次數(shù)、拉深件的形狀及精度等要求確定。(1) 對(duì)于無(wú)壓料裝置的拉深模，其凸、凹模單邊間隙可按下式確定： Z = (1～ ) t （542）式中 Z──凸、凹模單邊間隙；t──材料厚度的最大極限尺寸。對(duì)于系數(shù)1～，小值用于末次拉深或精度要求高的零件拉深，大值用于首次和中間各次拉深或精度要求不高的零件拉深。(2) 對(duì)于有壓料裝置的拉深模，其凸、凹模單邊間隙可根據(jù)材料厚度和拉深次數(shù)參考表確定。(3) 對(duì)于盒形件拉深模，其凸、凹模單邊間隙可根據(jù)盒形件精度確定，當(dāng)精度要求較高時(shí)，Z=(~)t；當(dāng)精度要求不高時(shí)，Z=(~)t。最后一次拉深取較小值。另外，由于盒形件拉深時(shí)坯料在角部變厚較多。4．凸、凹模工作尺寸及公差拉深件的尺寸和公差是由最后一次拉深模保證的，考慮拉深模的磨損和拉深件的彈性回復(fù)，最后一次拉深模的凸、凹模工作尺寸及公差按如下確定：當(dāng)拉深件標(biāo)注外形尺寸時(shí)（圖556a），則 （543） （544）當(dāng)拉深件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)（圖556b），則 （545） （546）式中 DA、dA——凹模工作尺寸； DT、dT——凸模工作尺寸； Dmax、d min——拉深件的最大外形尺寸和最小內(nèi)形尺寸； Z——凸、凹模單邊間隙；?——拉深件的公差；δT、δA——凸、凹模的制造公差，可按IT6~IT9級(jí)確定。圖556 拉深件尺寸與凸、凹模工作尺寸對(duì)于首次和中間各次拉深模，因工序件尺寸無(wú)需嚴(yán)格要求，所以其凸、凹模工作尺寸取相應(yīng)工序的工序件尺寸即可。若以凹模為基準(zhǔn)，則 （547） （548）式中，D為各次拉深工序件的基本尺寸。