图4.5.2 凸缘面上有下凹的拉深件
③有凸缘的拉深件,最好满足d凸≥d+12t,而且外轮廓与直壁断面最好形状相似。否则,拉深困难、切边余量大。在凸缘面上有下凹的拉深件 (图 4.5.2) ,如下凹的轴线与拉深方向一致,可以拉出。若下凹的轴线与拉深方向垂直,则只能在最后校正时压出。
④为了使拉深顺利进行,凸缘圆角半径rd≥2t。对于rd<0.5mm时,应增加整形工序;底部圆角半径r p≥t,不满足时应增加整形工序,每整形一次,rp可减小1/2;盒形拉深零件壁间圆角半径r≥3t,尽可能使r≥h/5。 (3)对拉深零件精度的要求
①由于拉深件各部位的料厚有较大变化,所以对零件图上的尺寸应明确标注是外壁尺寸还是内壁尺寸,不能同时标注内外尺寸。
②由于拉深件有回弹,所以零件横截面的尺寸公差,一般都在IT12级以下。如果零件公差要求高于IT12级时,应增加整形工序来提高尺寸精度。
③多次拉深的零件对外表面或凸缘的表面,允许有拉深过程中所产生的印痕和口部的回弹变形,但必须保证精度在公差之内。 拉深工艺力的计算 1. 压边力的计算
施加压边力是为了防止毛坯在拉深变形过程中的起皱,压边力的大小对拉深工作的影响很大(如图4.5.3所示)。如果FQ太大,会增加危险断面处的拉应力而导致破裂或严重变簿,FQ太小时防皱效果不好。从理论上,压边力FQ的大小最好按图4.5.4所示规律变化,即拉深过程中,当毛坯外径减小至Rt=0.85R0时,是起皱最严重的时刻,这时压边力FQ应最大,随之FQ逐渐减小。但在实际上是很难做到。
图4.5.3 压边力对拉深工作的影响 图4.5.4 首次拉深压边力Q的理论曲线
生产中,压边力FQ都有一个调节范围,它的确定是建立在实践经验基础上,其大小可按下式计算,即表4.5.2。
表4.5.2 计算压边力的公式
式中q为单位压边力MPa见表4.5.3;A为压边面积。
表4.5.3单位压边力q/MPa
生产中也可根据第一次的拉深力F1,计算压边力:
FQ=0.25F1(N) (4.5.1)
目前在生产实际中常用的压边装置有以下两大类: (1) 弹性压边装置 这种装置多用于普通冲床。通常有三种:
橡皮压边装置( 图 4.5.5a) ;弹簧压边装置( 图 4.5.5b) ;气垫式压边装置( 图 4.5.5c) 。这三种压边装置压边力的变化曲线如图 4.5.7d 所示。另外氮气弹簧技术也逐渐在模具中使用。
随着拉深深度的增加,需要压边的凸缘部分不断减少,故需要的压边力也就逐渐减小。从图 4.5.7d 可以看出橡皮及弹簧压边装置的压边力恰好与需要的相反,随拉深深度的增加而增加。因此橡皮及弹簧结构通常只用于浅拉深。
图 4.5.5 弹性压边装置
气垫式压边装置的压边效果较好,但它结构复杂,制造、使用及维修都比较困难。弹簧与橡皮压边装置虽有缺点,但结构简单,对单动的中小型压力机采用橡皮或弹簧装置还是很方便的。根据生产经验,只要正确地选择弹簧规格及橡皮的牌号和尺寸,就能尽量减少它们的不利方面,充分发挥它们的作用。
当拉深行程较大时,应选择总压缩最大、压边力随压缩量缓慢增加的弹簧。橡皮应选用软橡皮( 冲裁卸料是用硬橡皮 )。橡皮的压边力随压缩量增加很快,因此橡皮的总厚度应选大些,以保证相对压缩量不致过大。建议所选取的橡皮总厚度不小于拉深行程的5倍。
在拉深宽凸缘件时,为了克服弹簧和橡皮的缺点,可采用图4.5.6所示的限位装置(定位销、柱销或螺栓),使压边圈和凹模间始终保持一定的距离。
a) 第一次拉深; b) 后续拉深
图4.5.6 有限位的压边装置
(2) 刚性压边装置 这种装置的特点是压边力不随行程变化,拉深效果较好,且模具结构简单。这种结构用于双动压力机,凸模装在压力机的内滑块上,压边装置装在外滑块上。
2.拉深力的计算
前面已在拉深变形过程的力学分析中对拉深力进行了分析,圆筒形零件拉深时拉深力理论上是由变形区的变形抗力、摩擦力和弯曲变形力等组成。但它使用很不方便,生产中常用经验公式计算拉深力。圆筒形拉深件采用带压边圈的拉深时可用下式计算拉深力: 第一次拉深
(4.5.2)
第二次拉深
(4.5.3)
式中为材料的抗拉强度;
为系数,查阅有关的冲压设计资料。
当拉深行程较大,特别是采用落料、拉深复合工序的模具结构时,不能简单地将落料力与拉深力迭加来选择压力机,( 因为压力机的公称压力是指在接近下死点时的压力机压力 ) 。因此,应该注意压力机的压力曲线。否则很可能由于过早地出现最大冲压力而使压力机超载损坏 (图 4.5.7) 。一般可按下式作概略计算:
当拉深行程较大,特别是采用落料、拉深复合模时,不能简单地将落料力与拉深力迭加来选择压力机,( 因为压力机的公称压力是指在接近下死点时的压力机压力 ) 。因此,应该注意压力机的压力曲线。否则很可能由于过早地出现最大冲压力而使压力机超载损坏 ( 图 4.5.9) 。一般可按下式作概略计算:
浅拉深时:
深拉深时:
式中 ΣF为拉深力和压边力的总和,在用复合冲压时,还包括其它力;F0 为压力机的公称压力。
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