拉深模的根本原理（一） 拉深是运用模具将平板毛坯或半制品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。 拉深工艺可制成的制品形状有：圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规 则的开口空心零件。 拉深工艺与其它冲压工艺结合，可制作形状扣头的零件，如落料工艺与拉深工艺 组合在一起的落料拉深复合模。 日常日子中常见的拉深制品有： 旋转体零件：如珐琅脸盆，铝锅。 方形零件：如饭盒，轿车油箱 扣头零件：如轿车掩盖件。 圆形拉深的根本原理 一、 拉深的变形进程 用座标网格试验法剖析。 拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，逼迫坐落压边圈下的资料（凸缘部 分）发生塑性变形而流入凸凹模空隙构成圆筒侧壁。 调查拉深后的网格发现：底部网格根本坚持不变，筒壁部分发生较大改变。 1．原间格持平的同心圆成了长度持平，距离增大的圆周线，越挨近筒口，距离增 大。 2．原分度持平的辐射线变成笔直的平行线.凸缘资料发生径向伸长变形和切向紧缩变形。 总结：拉深资料的变形首要发生在凸缘部分，拉深变形的进程实质上是凸缘处的 资料在径向拉应力和切向压应力的效果下发生塑性变形，凸缘不断缩短而转化为筒壁 的进程，这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。 二.各种拉深现象 因为拉深时各部分的应力（受力状况）和变形状况不相同，使拉深工艺呈现了一些特有的现象： 1.起皱： A.拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出资料的抗失稳才能，凸缘部分资料会失稳而发生拱起现象，这种现象称 起皱.起皱首先在切向压应力最大的外边际发生,起皱严峻时会引起拉度. B.起皱是拉深工艺发生废品的首要原因之一,正常的拉深工艺中是不允许的.常选用压力圈的压力压住凸缘部分材 料来避免起皱. C.起皱的影响要素: a）. 相对厚度:t/D 其间t----毛坯厚度,D----毛坯直径 判别是否起皱的条件:D-d=2Zt, d ----工件直径. b). 拉深变形程度的巨细 可是在拉深变形进程中,切向压应力及凸缘的抗失稳才能都是跟着拉深进行,切向压应力是不断增大,变形区变 小,厚度相对添加,变形失稳抗力添加,两种效果的彼此抵消,使凸缘最易起皱的时间发生于拉深变形的中心阶段,即 凸缘宽度大约缩至一半左右时较易发生起皱现象. 2.变形的不均匀: 拉深时资料各部分厚度都发生改变,并且改变是不均匀的. 凸缘外边际资料厚度改变最大,拉深件成形后,拉深件 的坯口资料最厚,往里逐步减薄,而资料底部因为磨擦效果(拉深凸模与底部资料间)阻挠资料的伸长变形而使底部材 料变薄较小,而底部圆角部分资料拉深中一向受凸模圆角的顶力及曲折效果,在整个拉深中一向遭到拉应力效果,造 成此处变薄最大. 所以拉深中厚度变薄首要集中于底部圆角部分及圆筒侧壁部分,子音把这一变薄最严峻的部位称作风险断面. 拉深进程中,圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘的效果,当传力区的径向拉应力超出资料 极限,便呈现拉破现象. 3.资料硬化不均匀 拉深后资料发生塑性变形,引起资料的冷作硬化. 因为各部分变形程度不相同，冷作硬化的程度亦不相同，其间口部最大，往下硬化程度下降，拉近底部时，由 于切向紧缩变形较小，冷作硬化最小，资料的屈从极限和强度都较低，此处最易发生拉裂现象。 拉深模的根本原理（二） 三、切边余量：是因为模具空隙不均匀，板厚改变，磨擦阻力不等，定位禁绝及资料机械功能的方向性 等，构成拉深件口部凹凸不齐，关于要求高的拉深件，需添加一道切边工序。而屡次拉深就更显着。 四、 毛坯尺度核算： 首要依据塑变体积不变原理，并省略拉深中的壁厚的改变。拉深前后毛坯与工件外表积持平的准则 进行，此种办法称作等面积法。但这种核算办法仅仅近似的。 若旋转体毛坯料厚0.5mm，核算时以料厚中线 D= D= D= 五、 圆筒形件拉深系数 1． 拉深系数的概念。 拉深系数是指拉深后工件直径d与拉深前毛坯直径D之比。 M=d/D A．（M1）拉深系数M反映了拉深时资料变形程度的巨细，M越小，标明变形程度越大。 B．拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数，是拉深工艺核算和模具规划的重要依据。 C． 实践出产中，为削减拉深次数，M一般取最小值。 D． 当M小到必定值时，凸缘外边际便会呈现起皱现象，但可用添加压力圈的压边力避免起皱 的呈现。 E． 当M 小到必定值时，呈现拉破现象，拉破一般呈现在拉深力快呈现峰值时，即拉深的初始 阶段。 F． 极限拉深系数，在风险断面不被拉破的条件下所能选用的最小拉深系数。 2． 影响拉深系数的要素： A． 资料的机械功能。资料的塑性好，屈从比σs/σb小的资料，m可小些，因σs小，阐明材 料易变形，σb大，阐明风险断面承载才能高，不易拉断。 B． 毛坯的相对厚度t/D C． 拉深办法：有压力圈时，拉深系数M可小些。 D． 模具结构：拉深模的凸，凹模圆角的巨细，及凸，凹模之间的空隙巨细，对拉深系数影响 很大。 E． 磨擦与光滑条件：要求凹模、压力圈与毛坯傻人有傻福面应光滑，要求光滑，但凸模与毛坯傻人有傻福 面要粗糙些好，不要光滑，以添加磨擦力，削减拉裂的或许性。 3．拉深系数的确认： 因为影响资料拉深系数的要素许多，理论核算与实践相差太大，各种资料的拉深系数都是由 试验办法取得的。 六、拉深模的分类： 1.再次拉深模：它是半制品毛坯套在压力圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半制品毛坯 拉入凹模中，使半制品直径削减，首要差异：是压边圈与初次拉深的压边圈不同。 2.复合拉深模：其间其拉深凹模又起到落料凸模的效果。 七、 圆筒形拉深工艺核算 1.无凸缘筒形件拉深的工艺核算 （1） 拉深次数的确认 A．求出工件的拉深系数：mz=d/D B．假如mz m1,则可一次拉深成形；如mz m1，则需屡次拉深（两次或两次以上） C．求m 1, m 2, m 3……m n直到体积小于m z停止，为时的n便是拉深的次数。 D．另一种办法是由工件的相对高度H/d和相对厚度t/D确认。 E．屡次拉深的意图是避免拉裂。 （２）再次拉深的特色。 变形仍然是依托径向拉应力和切向压应力的联合效果。使半制品的直径发生缩短，增 加高度。 它与初次拉深的不同首要表现在以下几个方面： 初次拉深 再次拉深 毛坯 平板（厚度均，机械功能均匀） 半制品（厚度不均，遍地功能纷歧） 变形区 整个凸缘部分一向参加变形 只要台肩部分参加变形 拉深力 初始阶段较大，今后逐步减小 逐步增大 风险断面 拉裂呈现在初始阶段，在凸模圆角处 拉裂呈现在拉深未尾，在凸模圆角处。 起皱 凸缘易起皱 起皱不易发生，仅仅在拉深未尾发生 拉深系数 最小 逐次增大 （３）工艺核算程序 Ａ.确认切边余量δ。 Ｂ.核算毛坯的直径Ｄ。 Ｃ.确认是否用压边圈。 Ｄ.确认拉深系数与拉深次数。 Ｅ.确认各次拉深的直径。 Ｆ.确认各次拉深的凸凹模圆角半径： ra=0.8 (D-d)t ran=(0.6～0.9)ran-1 拉深模的根本原理（四） 八、拉深的模具结构 １． 初次拉深模： （１） 模具结构简略，运用便利，制作简单。 （２） 压边圈即起压边效果，又起卸料效果和板料的定位效果。 （３） 凸模上开有气孔，以避免拉深件紧吸附于凸模上而构成困难。 （４） 模具选用倒装式，以便鄙人部空间较大的方位设备和调理压边设备。 ２． 再次拉深模： 再次拉深模，半制品毛坯套在压边圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半制品毛坯拉入凹模中，使半 制品直径减小，首要差异：是压边圈与初次拉深的压边圈不同。 ３． 复合拉深模：拉深的凹模又起到落料凸模的效果。 九、拉深模作业部分尺度的确认 其作业部分首要是指拉深凸模、凹模和压边圈。这些作业部件的结构尺度对拉深件的变形和拉深件的质 量有很大的影响。 １． 拉深空隙 拉深空隙对拉深件筒形直壁部分有校对效果：空隙大，则校对效果减小，效果不显着，构成口大底 小的锥形；空隙减小，则拉深力增大，易构成拉破的现象，并且模具的磨损快。 考虑到拉深中外缘的变厚，除最终一次拉深空隙取等于或略小于板料厚度以外（以保证工件精度）， 其他拉深都应把空隙取为稍大于资料厚度。关于不必压边圈的拉深，Z=(1～1.1)Zmax，未次拉深用小值， 中心拉深用大值。 ２． 凸凹模圆角半径 凹模圆角半径对拉深件影响更大，凹模圆角不能小，但太大，易构成压边面积小而起皱，并且拉深 进程中，凸缘较早脱离压边圈，亦会引起起起皱现象。 凸模圆角小，圆角资料变薄严峻，易拉裂： ran =(0.6～0.9)tan-1 rt =(0.6～1)ra 最终工序rt=r工件(1 ～２)t ３.凸凹模作业部分尺度核算 拉深件尺度精度首要取决于最终一道工序，拉深凸凹模尺度，与中心工序尺度无关，所以中心工序 可直接取工序尺度作为模具作业部分尺度，而最终一道工序则要依据工件内（外）形尺度要求和磨损方 历来确认凸凹模作业尺度及公役。 按尺度标示办法： 标外形：Ｄa=(D-0.75t)+ δn dt=(D-0.75-2Z)- δt 按内形标示：Da=(d+0.4t+2Z)+ δa dt=(d+0.4t) δt 其间δa和δt按ＩＴ８～９级精度。 拉深凸模出气孔按d=(5～１０)mm ４． 选用压边圈条件及压边圈类型 （１） 不发生起皱的条件是：Ｄ-d22t （２） 压边设备的类型：刚性和弹性两类。 刚性压边圈：是双动压力机上运用外滑块压边，压边不随拉深的行程改变 而改变。 弹性压边设备：用于单动压力机上，压边力随冲床的行程改变而改变。 （３） 压边圈的类型： 平面压边圈：一般用于初次拉深 带弧形的压边圈：用于t/D0.3带有小凸缘圆角半径的拉深。 带限位设备的压边圈：坚持压边力均衡，避免压边圈把毛坯压得太死。 十、拉深的质量剖析： 1． 拉裂，起皱：因为压边力小，构成起皱，使拉入凹模型腔困难。 2． 拉裂：径向拉应力太大。 3． 起皱：切向压应力太小，失稳。 4． 工件边际呈锯齿状：毛坯边际有毛刺。 5． 工件边际凹凸纷歧：毛坯中心与模具中心纷歧致，或是因为资料壁厚 不均，凹模圆角半径，模具空隙不均。 6． 风险断面明显变薄：圆角半径（模具）太小，压力力太大。 7． 工件底部拉脱：凹模圆角太小。资料处于切开状况。 8． 作业凸缘折皱：凹模圆角半径太大，拉深未了时压力圈压不到，起皱 后被持续拉入凹模。 补白:冲头做补强时,脱料板必须用下图所示结构. 上墊板 上夾板 C N C 加工 脫料板 (1). 模具安全； 因为在模具出产进程中，会呈现以下许多问题，导致模具损坏，首要问题有： A：送料禁绝或误送。产品放反或方位过错。 B：模具压字模，压线，以及一些模具力不平衡的状况，空打会损坏模具。 C：出产进程 中有废料跳出（特别是溥料冲孔）。落料孔阻塞。 D：接连模产品出模不顺。 E：入子以及其它部件被带出模面。 F：操作人员误操作等等。 针对以上问题，子音在规划进程中，必定要依据露宿风餐的状况，来处理有关模具安全问题。 送料禁绝或误送首要是指接连模的送，在送料机送料的状况下，避免事端的办法是规划检知设备，有两种 常用办法。一是检测销检知，二是光电检知。在手艺送料（指试模以及机送开端阶段）的状况下，可通过刺破步距 和侧刃定步距来避免。 产品放反或方位过错首要是指工程模的产品定位，例有些产品左右根本对称，如不定位规划不合理，会造 成产品定位过错，因而不但要定位牢靠，并且要有防呆效果。 对不能空打的模具，可规划限位柱，限位柱有表里之分（见限位柱规划标准），也可规划成磨压料槽的形 式。 溥料冲孔的废料跳出，对小孔可选用吸气设备，大孔可在冲头上加顶料销。落料孔阻塞首要在试模阶段由 试模人员加强查看，保证落料顺利。 产品出料不顺必定要在规划进程中模仿其出模办法，为了便利产品出模，办法有多种多样，首要有铣斜面 ，加顶料销等等，必要时加吹气设备。 入子以及其它部件被带出模面，冲头，入子要规划扣位，也可用螺丝固定，上模固定销不能有从上模落下 的或许。 操作人员误操作现象，加强教育，避免模具空打（指不能空打的模具）以及模具过火压死。 (2). 人身安全： 首要从改进操作条件以及加强人员培训下手。例 A) 冲床上要设备红外线安全设备； B) 工人从模具中取产品时运用安全器；（冲床真空安全器，磁铁式手安全器，木柄安全器） 一般艰苦卓绝多人操作冲床； 冲裁空隙装备准则: 冲孔跟公 落料跟模 , 即冲孔的巨细,是和冲头巨细相同的(细微差别疏忽),而冲出之物体(或为产品,或为凸米,或为打舌位等)的形状巨细则 是和模腔相同巨细(细微差别疏忽) 。 规划图上特殊符号的阐明 沖裁力計算標准﹕ 沖裁力是指沖壓時资料對公模的最大抵抗力﹒沖裁力的巨细﹐首要与资料的性質﹐厚度和 沖件别离的輪廓長度有關﹒用平刃沖裁是時﹐沖裁力按下式計算﹕ P＝1﹒3Ltb或P=LtC 式中﹐P為沖裁力（N或KN）﹔L為沖裁周邊長度（mm）﹔t為资料厚度（mm）﹔b 為资料抗剪強度（N／mm2）﹔C為资料抗拉強度（N／mm2）﹔1﹒3為考慮到板料厚度 公役﹐模具刃口鋒利程度﹐沖裁間隙以及资料機械功能等變化要素的系數﹒ 在沖裁完结之后﹐因为资料的彈性變形﹐资料和沖子外表傻人有傻福﹐產生冲突的效果﹐會使 沖件或廢料套在沖子上或卡鄙人模內﹒為了使沖裁順利﹐操作便利﹐就需要把套在沖子 上的资料卸下﹐把卡鄙人模內的资料推出﹒把卡在沖子上的料脫下的力稱為卸料力﹔把 卡鄙人模的料推出的力稱為推料力﹔而把卡鄙人模內的沖件頂出的效果力稱為頂件力﹒ 卸料力﹐推料力和頂料力的巨细与沖件的材質﹐板厚沖裁輪廓尺度以及沖子与下模刀口 外表的粗糙度有關﹒經驗公式如下﹕ Q=KP (卸料力) Q1=Nk1P (推料力) Q2=K2P (頂料力) K﹐K1﹐K2分別為卸料力系數﹐推料力系數﹐頂料力系數﹐其值見下表﹔P為沖裁力﹔ n=h/t(h為下模刃口高度,t為料厚)﹐為卡鄙人模孔內零件數﹒