JB/T 6959-1993 金属板料 拉深工艺设计规范

中华人民共和国机械行业标准那BT695993金属板料拉深工艺设计规范1主题内容与适用范围本标准规定了金属板料拉深工艺设计所需的L艺参数和规范。本标准适用于金属板料在机械压力机或液压机上的冷拉深成形,不适用于充液拉深、软模拉深,温拉深和热拉深成形2拉深件结构工艺性2.1拉深件的形状2.1.1拉深件形状的对称性拉深件的形状应尽量简单、对称。轴对称拉深件的工艺性最好。其他形状的拉深件应避免急剧的轮廓变化。对于半敞开及非对称的空心件,应考虑设计成对的拉深件(组合式),以改善拉深时的受力状流(既图1)。待拉深后,再将其剖切成两个或更多个零件剖切余量图1组合拉深件2.1.2拉深件底部的形状应尽量避免底角过小的拉深件,尤其高度大时,其⊥艺性吏差。2.2·拉深件的凸缘宽度2.2.1为改善宽凸缘拉深件(见图2)的工艺性,减少拉深次数,通常应使d<3、h≤2d1。图2宽凸缘拉深件中华人民共和国机械工业部199307-27批准994-07-01实施IB/T6959932.22拉深件的凸缘宽度应尽可能保持一(见图3a)。图3凸缘外廓形状2.3拉深件的圆角半径拉深件底与壁、凸缘与壁的圆角半径n1、r2应适当放大(见图4),以有利于成形和减少拉深次数。应取:1≥t,最好:r1=(3~5)t;应取:r2=≥t,最好:r2=(5~10)t。图4拉深件的圆角半径2.4拉深件上的孔径和孔距2.4.1拉深件底部孔径d1应为:d1≤d-2r1-t(见图5)。2.4.2拉深件凸缘上的孔距D1应为:D1≥d+3t+2r2+d2(见图5)。图5拉深件上孔位的合理设计2.4.3拉深件壁上的冲孔,孔心与底部或凸缘边的距离应符合h≥24+(见图6),否则,该孔以能钻出19/T6959-93图6拉深件壁上的冲孔2.5拉深件的尺寸注法2.5.1在拉深件图样上应注明必须保证的外部尺寸,或是内腔尺寸、不能同时标注内外形尺寸25.2有台阶的拉深件,其高度尺寸应以底部为基准标注(见图7)图7拉深件高度尺寸注法3无凸缘圆筒形件的拉深3.1毛坯直径D的汁算无凸缘圆筒形件(见图8)毛坯直径D的计算按式(1)图8无凸缘圆筒形拉深件1.72c1x-0.56x2+4d1h式中:一玉坏直径,mm;dh1-丁件直径(按料厚中心计),mmF仵圆角平径(按料厚中心计)nm;JB/T6959-93h-工件高度(加上修边余量B),mm。3.2修边余量δ无凸缘圆筒形件的修边余量见表1表1无凸缘筒形拉深件的修边余量rllr工件的相对高度h1dT作高度h→>0.5~0.88~1.6>1.6~2.2.5~-4.!≤101.52.t>10…201,6>20~502.54.50~1003.0>100~1505.06.58.50~2005.06.310.0>200~2506.07.59.011.0>2507.C10.012.03.3拉深系数的选取采用压边圈拉深时的极限拉深系数见表2,不用压边圈的极限拉深系数见表3.其他金属材料的极限拉深系数见表4。表2无凸缘筒形件用压边圈拉深时的极限拉深系数材料相对厚度各拉深系数D×100H2.0~1.50.46~0.500.70~0.724,"2~0).74.74~0.71.5~-1.0>0,50~0.53>0.72~0.740.71~0.76∴(,76…(.78<1.0~0.5∴0.53~.560.74~().76整,0.76~0.78∴(,78--0.80.5灬0.20.56~0.580.76-0.780.78…-0,80.80…们.N0,2~0.060.58~0.60>0.78~0.80>0.80灬1).82>0.82~18注:此表适用于08、10号钢及15Mn等材料。表3无凸缘筒形件不用压边圈拉深时的极限拉深系数材料相对厚度各次拉深系数1000.920,850.901.0令0.750.850.802.000.75.2.500,550.750.80).843.006,53C.75(.800.S4和3以上0.5U0.700.75,了8注:此表适用于08、10号钢及15Mn等材料192JB/T6959-93表4其他金属材料的极限拉深系数材料名称牌号第一次拉深以后各次拉深锅和铝合金16M、L4M、LF2M0.52…0.550.70-0.5杜拉铝LY12M、LY11M0.56~0.580.75→0).80H620,52~-0.54黄锕0.50~0.520、72紫铜T2、T3、T10.50-0.55,72灬0.80无氧铜0.500.581.5灬0.82镍、镁镍、硅镍0.43~0,530.70~.75康铜(铜镍合金)0.50~0.560,7~0.84白铁皮0.58~.65O).8()~O.85酸洗钢板0.54~0,580.75~.78Cr130,52…9.55G,75~0,78Cr18Ni0.50-0.52(.t--0.75不锈钢ICrI&Ni9T10,52~0.550.78~0.8iCr18Ni1lNb、Cr23Ni130.52~.550.78~0.80镍铬合金Cr2oNi8oTi0.54~0.590.78~0.81合金结构钢30CrMnsiA0.62~0.70().80~·0.84可伐合金0,65~0.670.85~0.90钥铱合金0,72~0.82.91~0.97钽0,65~0,670.84~.87铌0.65~0.67TA2、TA30.58~0.600.80-0.85钛及钛合金TA50.60~0.650.80-0.85锌0.65~0.700.85-0.9注:①凹模圆角半径r2<6t时拉深系数取大值;凹模圆角半径r2≥(7~8)t时拉深系数取小值。②材料相对厚度×10090.62时拉深系数取小值材料相对厚座方×10<0.62时拉深系数取大值3.4拉深次数和各次拉深变形尺寸的确定确定拉深次数和各次拉深变形尺寸的步骤和方法如下:a,选定修边余量δ(按表1);b.计算毛坯直径D;c.先从表2~表4中查出拉深系数m1、m2、m3…然后依次计算各次拉深直径d1=m1D),d2=m2d1,ds=md2,……,d,=mnd2-1,一直计算到得出的拉深直径小于或等于工件要求的直径。从计算中,可知所需的拉深次数;d.确定拉深系数后,为使各次拉深变形程序分配更合理,调整各次拉深系数,使满足7一m1律2;mnc.根据调整后的各次的拉深系数,计算各次的拉深直径dr =mID,dy=mdi,d3=madef.计算各次的拉深高度,按式(2)计算:JB/T6959-93h、的习n)+0.43(d,+0,32,)…………(2)式中:hn—第n次的拉深高度,mm;D)—毛坯直径,n一第n次的拉深直径,mm;rn--第n次的拉深件圆角半径,mm4有凸缘圆筒形件的拉深4.1毛坯直径D的计算计算方法按式(3),见图9。dID图9有凸缘圆筒形件D=Vd2-1.72d1(r2+r2)-0.56(r1-r2)+4d,h(3)式屮:D—毛坯直径,mm;d-—凸缘直径(包括修边余量),mm;d拉深直径圆角半径,mmh-一拉深高度4.2修边余量δ有凸缘圆筒形件的修边余量见表5。表5有凸缘圆筒形件的修边余量dnr凸緣直径凸缘的相对直径d!/d11.5以下1.5~2.02~2.52.51.81.4l.225~5001.03.052100-154.33.65,03.52.7200…2505.53.86.004.3.4.3拉深系数和拉深最大相对高度1:JB/T6959-9343.1第一次拉深时,最大相对高度h1d1,见表6,极限拉深系数m1见表7。表6带凸缘筒形件第一件拉深的最大相对高度h1d1凸缘相对直径材料的相对厚度100)d,ndld0.06~0.20.2~0.5≤0.58≤,1.10.45~0.520.50~0.620.57~0.700.60~0.820.75-0.90>0.58-061.1-1.30.40-0.470.45-.810.50-0600.56-7121.6-086>0.66~0.7>1.3~1.50.35~0.420.40~0.480.45~0.530.50~0.630.58~0.700.74~0.861.5~-1.80.29~0.350.34~0.390.37~0.440.42~0.530.48~0.5890>1.8~2.00.25~0.300.29~0.340.32~0.38i0.36~0.460.42~0.51.90~0.93>2.0~2.20.22~0.260.25~0.290.27~0.30.31~0.400.35~0.450,93~0,952.2~2.50.17-0.21.20~0.230.22~0.270.25~0.320.28~0.350.95~0.982.5~280.13-0.160.15~0.180.17~0.210.19~0.240.220.27>0,98>28~3.00.10~0.130.12~0.150.14~0.1?0.16-0.200.18-0.22注:适用于8、10钢。忿较大值相应予零件圆角半径较大情况,即rz、r;为(10-23)t;较小值相应于零件圆角半径较小情况,即r2、r1为(4~8)t。表7带凸缘筒形件第…件拉深时的极限技深系数m1凸缘相对直径材料相对厚度100d/Dd/d0.06~0,20>0.20~0.50>0.50~1.00>1.00-1.50>1.50…2.(0.54<1.300.51尤凸象工件区0.58≤1.i00,550.550.510.62≤1.200.590,600.550.510.661.20~1.300.570.560.5连0.540,510.701.30~1.400.560.550.510,540,510.741.30←1.500.550.540.530.530).51C.781.40~1.600,540.520.520.520.50).82≈1.600.51f.500.500.50≈1.800.480.480.48),4S≈2.000,450.450,450.450.非5≈2.200.430.420.42(.430,420.962.50~2.700.380.38C}390.390,360.982,80.350.350.350,35注:①表中数值适用于较小的圆角半径,即凸模r:为(4~8)t时;当用大圆角半径时,表中数值可诚小(0~3)%;当用更小的圆角半径时,表中数值可加大(0~3)%根据材料塑性的大小,上表数值可适当加减当d/D0.54~.78时,加减不于6%;当d/D=0.82~0.98时,加减不大于3%。4.3.2以后各次拉深时,其拉深系数可和应地选取表2中的m2、m3…mn值JB/T6959-934.4拉深次数及各次拉深变形尺寸的确定4.4.1各次拉深设计原则a、,对于窄凸缘(d/d1=1.1~1.4)圆筒形件,叮在前几次拉深中不留凸缭,先抆战圆筒形,而在以后的拉深中形成锥形的凸缘,最后将其校正成平面。或者在缩小直径的过程中,留下连接凸缘的圆角部分,在整形的前一次拉深变形中先把凸缘压成圆锥形,在整形工序中再压成平的凸缘;b.对于宽凸缘(d/d1>1.4)圆筒形件,应在第一次拉深时就拉成工件所要求的凸缘直径,而在以后各次拉深中,凸缘直径保持不变。当材料较薄时,用缩小圆筒直径来达到增加高度,这时圆角半径基木不变;当材料较厚时,高度保持不变,用减少角半径来逐渐减小圆筒直径;当凸缘过大而圆角半径过小时,先以适当的圆角半径成形,然后按图样尺寸整形;为了保证以后拉深时凸缘不参加变形,宽凸绿拉深件首次拉入凹模的材料,应比工件最后拉深部分实际所需材料多3%~10%(按面积计算,拉深次数多时取上限值,拉深次数少时取下限值)。这些多余材料在以后各次拉深中,逐次将1.5%~3%的材料挤回到凸缘部分,使凸缘增厚。4.4.2各次拉深计算程序a.选定修边余量8,按表5;b.预算毛坯直径D;c.算出言×100和d/d1,从表7查出第一次拉深允许的最大相对高度h1d1的值,然后与工件的相对高度hd1相比,看能否一次拉成;若h/d1≤h1/d1,则可一次拉深成形;若h/d1>h1d1,则需多次拉深。d.从表7查出第一次拉深系数m1,从表2查出以后各次的拉深系数m2、m2……,预算各次的拉深直径:d1=m21D、d2=m2a1、d3=m23d2…,通过计算,即可知道所需的拉深次数;确定拉深狄数,并调整各次的拉深系数,使各次变形程度的分配更合理些;f.根据第4.4.1c条原则,重新计算毛坯直径D;g.根据调整后的各次的拉深系数,再计算各次的拉深直径;h.选定各次拉深的圆角半径;i.计算第一次拉深髙度,并校核第一次拉深的相对高度;j.计算其后各次的拉深高度4.4.3有凸缘圆筒形件的拉深高度按式(4)计算(见图9):hd,(D2-d2)+0.43(rn+n2n)+0.14a.(r2n+r2n)……………(4)式中:hn—第n次拉深时拉深高度,mm;d—第η次拉深时拉深直径,mm;D毛坯直径,mm;d-—凸缘直径,mm;r1n、r2,第n次拉深的圆角半径,mm。5压边力及拉深力的确定5.1压边力的确定按式(5):Q Fq式中:Q一压边力,N;F一压边面积,mm2;q-—单位压边力,见表8或表9,MPal96JB/r6959-93長8在单功压力机上拉深时单位压边力的数值材单位压MPa纯铝紫铜,硬铝(退火或新淬火状态〉1.2…-1.8黄蚵1.5~2.0压轧青铜2.0~22钢,08钢,镀锡钢板2.5~3.分软化状态的耐热钢2.8~3.5高合金钢,高锰钢,不锈钢3.0~4.5表9在双动压力机上拉深时压边力的数值件杂程度单位压边力,MP难加上件3.7普通加工件3,G易加工件2.5注:此表适用于08、10号钢等材料5.2拉深力圆筒形件第-次拉深KINde(6)圆筒形件再次拉深:P=K2πdnta,……………………………(7)变薄拉深件:P=K3xdn(tn-1-tn)ob……………………………………(8)式中:P一拉深力,N;d,--首次、第n次拉深直径,mm;4…、tn第n-1次及第n次拉深件壁厚,nm;t-材料厚度,mmσ-—材料抗拉强度,MPa;K1—系数,见表1K2--系数,见表11;K2-系数,对于黄铜取1.6~1.8,对于钢板取1.8~2.25。表10拉深力系数K1拉深系数m:0.550.570.60.62.650.670700720751077),8CK1.00.930.860.70.720.660.650,50.500.450.40表11拉深力系数K拉深系数m0,760.n20.750.70.8000.900.951.000,950.900.800,70}.606.505.3拉深压力机吨位的选抨JB/T6959-93单动压力机10>2+Q双动压力机:P2>Q………………………………………………(1i)式屮:Pa压力机的公称压力kN拉深滑块的公称压力,kP2压边滑块的公称压力,kN卩拉深力,kN;Q-压边力,kN选掸设备的公称压力时,还应考恵设备制造厂家规定的安全系数6压边拉深与不压边拉深的确定拉深时,按表12所列条件,娴定是否采用压边拉深。表12压边拉深和不压边拉深的条件第次拉深以后各次拉深拉深方法tD压边≤20.61.00.8压边或不压边之问1.5~2.00.0.8不压边0,6了拉深模的角半径7.1拉深凹模的圆角半径拉深凹模圆角半径的数值见图10、表13。图10拉深模圆角半径JB/T6959…93表13拉深凹模的圆角半径n2的数值niniL1~1.52.53.51.们.51…21.05.5,5∴20~304.55.56.5!30…46.57.540~5007.08.0」1.:∴→50…509.011.012.3≥6(~77.08.510.012,013.;l6.70~-87.59.010.512.1:.80~908.09.511.03.590灬10010,011.514.016.C(,1(~|]012.l1.5∴110~1209.011.012.515.518.0120~3t9.5l1.513.016.j8.130~1409,511,513.16.519.0140~15010.02.014.017.:1∴150~16010.012.514.517.57.?拉深凸模的圆角半径除最后灬次拉深外,其他所有各次拉深中可取凸模与凹模的r角相等。凸模角的最小倌应人材料厚度1,如果制件要求的圆角半径小时,最厅一次拉深后应增加整形王序8拉深模具的间骤拉深时凸模、凹模间隙Z见图11,计算按式(12)。图11拉深模的间隙JB/T6959-93Z=tmx+Kt……………………………………(2式中:tmx材料最大厚度,mm;材料的公称厚度K-—系数(见表14)。表14拉深模间隙系数K材料厚度般精度较精密拉深精锫抆深mn次拉深多次拉探<自.40.07~0.090.08-0.100.0!…0.05≥D.4~1.20.08~0.100.10~0.14U,05~0,061.2~30.10~0.120.14~0.160.07-0.09≥3、00.12~0.140.16~0.200.08-0.10注:①对于强度高的材料,K取较小值。②精度要求高的拉深件,建议最后一道采用间隙(0.9~0.95)r的整形拉深附加说明:本标准由全国锻压标准化技术委员会提出。本标推由机械部北京机电研究所归口。本标准由第一汽车制造厂、西安交通大学负责起草。本标准起草人魏永智、储家佑、王新华、张思龙、王立中。