直壁形状零件的拉深

拉深 系数
毛坯的相对厚度 t/D0100 0.08~0.15 0.15~0.30 0.30~0.60 0.63 0.82 0.84 0.86 0.88 0.60 0.80 0.82 0.85 0.87 0.58 0.79 0.81 0.83 0.86 0.60~1.0 0.55 0.78 0.80 0.82 0.85 1.0~1.5 0.53 0.76 0.79 0.81 0.84 1.5~2.0 0.50 0.75 0.78 0.80 0.82
3 直壁形状零件的拉深
1
内容简介：
拉深是基本冲压工序之一
本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响 因素的基础上，介绍拉深工艺计算、工艺方案 制定和拉深模设计。涉及拉深变形过程分析、 拉深件质量分析、拉深系数及最小拉深系数影 响因素、圆筒形件的工艺计算、其它形状零件 的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案 确定、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计 、辅助工序等。
m1 m2 m3 m4 m5
2
15
3.4
圆筒形零件拉深时的起皱和防止措施
在拉深过程中，假如毛坯的 相对厚度较小，则拉深毛坯变形 区，在切向压应力的作用下，很 可能因为失稳而发生起皱现象。 拉深过程中影响毛坯是否起皱的主要因素
毛坯的相对厚度t/D0 拉深系数m 凹模工作部分的几何形状
2
16
3.4
2 D0 d F 4dh 3.44 dR
P135
2
26
3.8
带法兰边零件的拉深方法
d mF D0
带法兰边零件的拉深系数mF：
2 D0 d F 4dh 3.44 dR
d 1 mF 2 D0 d h R F 4 3.44 d d d
2
27
在拉深时，板料的厚度也 发生变化。
2
9
3.2
圆筒形零件拉深时的变形特点

2
拉深过程中毛坯内各部分之间的受力关系：
P p ( 1 M )e d p t

w
e
2
1

2
1 1.6
p ( 1 M )(1 1.6 ) w
1 Rt d ( 1 RT ) 1Rt 2 3 t sin
拉深系数
，
1r 0 1.1 sm
1 ln m
拉深系数表示了拉深前后毛坯直径的变化量，即拉深系数 反映了毛坯外边缘在拉深时的切向压缩变形的大小。
2
12
3.2
圆筒形零件拉深时的变形特点
拉深时所必需的拉应力p：
2Q b R p 1.1 sm ln (1 1.6 ) Rd r d p t 2 1 t
可以用相同的观点和方法去研究同一类型拉深件 的冲压成形问题 对于不同类型的拉深件，由于其变形上有根本性 的差别 ，必须分别处理。
2
6
3.1 拉深工艺的特点
2
7
3.1 拉深工艺的特点
2
8
3.2
圆筒形零件拉深时的变形特点
在拉深过程中，毛坯各 部分的受力情况与变形情况 都是不同的，而且随着拉深 过程的进展也在变化。
h2
2
而变形后为：

h1

h1
35
3.10
盒形零件的拉深方法
3.10.2 盒形件毛坯形状和尺寸的确定
将盒形件的直边按弯曲变形， 而圆角部分按四分之一圆筒拉深变 形在盒形件底部的平面上展开。 按弯曲变形展开的直边部分的长度：
l H 0.57rp
圆角部分按1/4圆筒展开，得半径R：
P146
2
34
3.10
盒形零件的拉深方法
3.10.1 盒形件拉深变形的特点
在拉深变形后盒形件侧壁 上的网格尺寸发生了横向压缩 和纵向伸长的变化。
变形前横向尺寸为：
l1 l2 l3
而变形后为：
l3

h3

变形前纵向尺寸为：
h1 h2 h3
2
29
3.8
带法兰边零件的拉深方法
带宽法兰边零件的多次拉深
2
30
3.9
阶梯形零件的拉深方法
旋转体阶梯形零件拉深时，毛坯变形区的应力状态和变 形特点都和圆筒形件相同，而冲压工艺过程、工序次数的确 定、工序顺序的安排等却和圆筒零件有较大的差别。 当阶梯形零件的相对厚度较 大，而阶梯之间直径之差和零件 的高度较小时，可以用一道冲压 工序成形。 一次可能冲压成功的条件
2
19
3.4
圆筒形零件拉深时的起皱和防止措施
刚性压边圈的结构形状
刚性锥形压边圈
2
20
3.5
圆筒形零件用拉深模工作部分尺寸的确定
拉深模工作部分（凸模、凹模和压边圈）的结 构形状和尺寸，不仅对拉深时毛坯的变形过程具有 重要的影响，而且也是影响拉深件质量的重要因素。 当拉深的方法，变形程度，零件的形状、尺寸与精 度要求不同时，也要求拉深模工作部分具有不同的 结构形状和尺寸。 当毛坯的相对厚度大，不用压边圈也可以拉深 时，可以采用图4-7所示的锥形凹模或类似锥形的曲 面凹模。 当毛坯的相对厚度较小，必须采用防皱压边圈 时，应该采用图4-12所示的模具结构。
D0 (d 2 R) 2 2R(d 2 R) 8R 2 4d ( H R)
2
24
3.7
反
拉
深
由第二道拉深工序开始， 便有可能用反拉深方法进行 冲压。 反拉深与正拉深的差别， 在于凸模对毛坯的作用方向 正好相反。反拉深时，冲头 从毛坯的底部反向压下，并 使毛坯表面翻转，内表面成 为外表面。 因毛坯的相对厚度不同，反拉深时也有用压边和不用 压边两种形式。 具有双重侧壁的零件，只能用反拉深法加工。
2
学习目的与要求：
1． 了解拉深变形规律及拉深件质量影响因素；
2． 掌握拉深工艺计算方法。
3． 掌握拉深工艺性分析与工艺设计方法；
4． 认识拉深模典型结构及特点，掌握拉深模工 作零件设计方法；
5． 掌握拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。
3
重点：
1． 拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2． 拉深工艺计算方法； 3． 拉深工艺性分析与工艺方案制定； 4． 拉深模典型结构与结构设计； 5． 拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。
拉深力的经验公式
第一次拉深力：
P 1 d1t b K1
P2 d 2t b K 2
2
第二次及以后各次拉深力：
13
3.3
圆筒形零件的拉深系数与拉深次数确定
为了保证拉深变形的顺利进行，必须保证变形区 是弱区，在此条件下可能采用的最小拉深系数，叫作 极限拉深系数。确定拉深工序时必须使得每一道工序 产生的拉深变形程度低于这一极限程度。 极限拉深系数决定于板材的组织和机械性能、毛 坯的相对厚度t/D0、冲模工作部分的圆角半径与间隙、 冲模类型、拉深速度、润滑等。
凡是能增加毛坯筒形侧壁内拉应力及减小危险断面强度 的因素均使极限拉深系数增大；与此相反，凡是可以降低为使 变形区处于塑性状态而必须的作用于毛坯侧壁内的拉应力及增 加危险断面强度的因素，都有助于使变形区成为相对的弱区， 所以能够降低极限拉深系数。
2
14
3.3
圆筒形零件的拉深系数与拉深次数确定
表3-1 极限拉深系数值
难点：
1．拉深变形规律及拉深件质量影响因素；
2．拉深工艺计算 ； 3．其它形状零件的拉深变形特点 ； 4．拉深模典型结构与拉深模工作零件设计 。
4
3.1 拉深工艺的特点
拉深也称拉延，是利用模具使冲裁后得到 的平面毛坯变成为开口的空心零件的冲压工艺 方法。
拉深时毛坯的外部环形部 分是变形区，而底部通常是不 参加变形的不变形区。
h1 h2 hn h dn dn
P141
2
31
3.9
阶梯形零件的拉深方法
如果上述条件得不到保证，则需要采用多工序拉深的工艺 方法。当每相邻阶梯的直径比均大于相应的圆筒形零件的极 限拉深系数时，则可以在每道拉深工序里形成一个阶梯。这 时，拉深工序数目等于零件阶梯的数目（最大阶梯直径形成 前所需的工序除外）。 当某相邻的两个阶梯直径的比值小于相应圆筒形零件的极 限拉深系数时，在这个阶梯成形时应采用带法兰边零件拉深 的方法。 当最小的阶梯直径过小，也就是比值过小时，如果最小阶 梯的高度不大，则可以用胀形法得到。
2 dR 0
dR 1 1.1 s R
2
10
3.2
圆筒形零件拉深时的变形特点
dR 1 1.1 sm R
R 1 1.1 sm ln R
R 3 1.1 sm (1 ln ) R
2
11
3.2
圆筒形零件拉深时的变形特点
1r 0
D0 1.1 sm ln dp
2
25
3.8
带法兰边零件的拉深方法
在冲压生产中带法兰边的拉深件是经常遇到的，它有时 是成品零件，也有时是形状复杂的冲压件的一个过渡形状。 虽然从变形区的应力状态和变形特点看，带法兰边零件与一 般圆筒形件是相同的，但其在冲压加工中的成形过程和计算 方法却有一定的差别。
带法兰边零件的拉深系数mF：
d mF D0
32
2
3.9
阶梯形零件的拉深方法
电喇叭底座的拉深过程 电喇叭底座的拉深
材料：低碳钢；厚度：1.5毫米
2
33
3.10
盒形零件的拉深方法
3.10.1 盒形件拉深变形的特点
盒形零件的拉深，在变形 性质上与圆筒形零件相同，毛 坯变形区（法兰边上）也是受 拉压应力状态的作用。与圆筒 形零件的拉深相比，其间最大 的差别是拉深件周边上的变形 是不均匀的。因此，在冲压工 艺过程设计和模具设计当中， 需要解决的问题和解决问题的 方法也不完全相同。