12.2 圆筒形零件的拉深工艺计算
圆筒形件拉深尺寸计算和成形过程模拟
圆筒形件拉深尺寸计算和成形过程模拟摘要：在冲压生产中，拉深是广泛使用的工序。
通过拉深可获得筒形、阶梯形、锥形、球形等零件。
平板毛坯拉深成筒状开口零件时口部出现飞边卷口现象，对此进行切边设计。
关键词：筒形件；模具结构；拉深间隙Dynaform作为近年来板料成形数值模拟技术中常用的软件，可以预测成形过程中板料的破裂、起皱、回弹等，从而帮助设计人员显著减少模具开发设计时间及试模周期。
在利用该软件进行模拟分析时，应该采用理论计算和软件模拟共用，以找出合适的成形工艺。
带凸缘的圆筒形件是日常生活中常用的零件，如不锈钢的面盆、压力锅的锅盖等物品，均属于带凸缘的圆筒形件。
本文利用所给的拉深件，首先计算了拉深过程中的部分尺寸，而后在理论计算的基础上，结合Dynaform软件对零件的拉伸过程进行模拟，找出了较为合适的压边力，从而为后续拉深模具设计提供依据。
1、带凸缘圆筒形件拉深尺寸计算图1是带凸缘圆筒形件的零件图，其壁厚为2mm，材料为304不锈钢，精度为IT14级。
本文计算的拉深尺寸包括拉深毛坯的尺寸、拉深次数的计算、压边装置的使用与否以及压边力的计算。
1.1带凸缘圆筒形件毛坯尺寸的计算由图1，零件的厚度t=2mm，因此在计算毛坯尺寸时应采用中线尺寸计算。
该零件的相对直径dt/d=380/320=1.18，其中dt为凸缘直径，d为圆筒件底部直径，取修边余量δ=6mm。
由拉深毛坯尺寸的计算公式可知：根据图1，d4=380+2δ=392mm，r=6mm，d2=d+2r=332mm，H=98mm由此计算出防尘盖毛坯尺寸：1.2是否需要压边装置和拉深次数的计算本零件采用普通平面凹模拉深，毛坯不起皱条件为：t/D≥（0.09～0.17）（1-m）由图1和D可计算出：t/D=2/527=0.38%，总拉深系数m=d2/D=332/527=0.63。
因此（0.09～0.17）（1-m）=0.0333～0.0629，则t/D<（0.09～0.17）（1-m），因此该零件拉深时需使用压边圈。
拉深件展开计算公式
拉深件展开计算公式摘要：一、引言二、拉深件展开计算公式介绍1.拉深件展开计算公式定义2.计算公式推导过程三、拉深件展开计算公式应用1.实际案例分析2.结果与讨论四、总结正文：一、引言拉深件展开计算公式是金属塑性加工领域中一个重要的计算工具，对于理解和分析金属拉深成型过程具有重要意义。
本文将对拉深件展开计算公式进行详细介绍，并通过实际案例分析其应用效果。
二、拉深件展开计算公式介绍1.拉深件展开计算公式定义拉深件展开计算公式，也称为J 积分公式，用于计算金属板材在拉深过程中的形状变化。
该公式描述了在给定载荷下，板材的形状变化与相关参数之间的关系。
2.计算公式推导过程拉深件展开计算公式是根据金属塑性加工的基本原理推导出来的。
在拉深过程中，金属板材受到拉伸和弯曲的作用力，因此需要考虑这两个因素对板材形状的影响。
通过对板材受力分析，可以得到拉深件展开计算公式。
三、拉深件展开计算公式应用1.实际案例分析以一个具体的金属拉深件为例，我们来分析拉深件展开计算公式的应用。
假设我们有一个圆形平板，厚度为t，外径为D，内径为d。
我们需要将这个平板拉深成一个圆柱形零件，求拉深时的最小直径变化量。
根据拉深件展开计算公式，我们可以计算出在给定载荷下，板材的形状变化量。
通过调整载荷大小，可以得到满足要求的拉深直径变化量。
2.结果与讨论通过实际案例分析，我们可以得出在特定条件下，拉深件展开计算公式的应用效果。
这对于优化金属拉深成型过程，提高产品质量具有重要意义。
四、总结本文对拉深件展开计算公式进行了详细介绍，并通过实际案例分析展示了其在金属拉深成型过程中的应用。
圆筒形件的拉深
1.1 拉深系数
1） 材料的力学性能
3） 材料的表面质量
5） 润滑条件
圆筒形件的拉深
2） 材料的相对厚度 t/D
及压边圈的使用 4）
拉深次数
6） 拉深速度
1.2 拉深次数的确定
圆筒形件的拉深
拉深件一般经过几次拉深才能达到最终 尺寸形状。如果拉深件总的拉深系数 m总 大 于第一次允许的极限拉深系数 m1，即： m总> m1。
冲压工艺与模具设计
1.1 拉深系数
圆筒形件的拉深
拉深系数表示拉深后圆筒形件的直 径 d 与拉深前毛坯（或半成品）的直径 D 之比。拉深系数表示拉深时板料的变 形程度，用符号 m 表示。M 是小于1的 系数，m 值越小，说明拉深时变形程度
越大。
1.1 拉深系数
圆筒形件的拉深工件总的Fra bibliotek形系数：圆 筒 形 件 的 多 次 拉 深
说明拉深该工件的实际变形程度比第一
次容许的极限变形程度要小，工件可以一次
拉成。否则需要多次拉深才能成形。
圆筒形件的拉深
1.3 各次拉深工序尺寸的确定
圆筒形件的拉深
1.3 各次拉深工序尺寸的确定
冲压工艺与模具设计
圆筒形件拉深模的设计
向： 伸长
凸缘部分 切 向： 压缩
厚度方向： 一定范围内变薄，一定范围外增厚
（2）凹模圆角部分
（3）筒壁部分
圆筒形件拉深模设计
第一节 拉深基本原理
（4）凸模圆角部分 （5）筒底部分
2.应力
拉深成形后制件壁厚和硬度分布
三、拉深时凸缘区的应力分布与起皱
1.拉深过程中某一瞬间，凸缘区的应力分布 （1）径向拉应力边缘最小为0，凹模口处最大。 （2）切向压应力边缘最大，凹模口处最小，但不为0。
圆筒形件拉深模设计
内容简介： 拉深是基本冲压工序之一
本学习情境在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素 的基础上，介绍了拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设 计。涉及到拉深变形过程分析、拉深件质量分析、拉深系数 及最小拉深系数的影响因素、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、 拉深模的典型结构、拉深模的工作零件设计、辅助工序等。
圆筒形件拉深模设计
第一节 拉深基本原理
（3）在R′=0.61 Rt处，径向拉应力等于切向压应力，往内，拉 应力占优、厚度变薄，往外，压应力占优、厚度增厚。 2.整个拉深过程中σ1max、σ3max的变化规律 （1）σ1max的变化规律
由小逐渐增大，当Rt=（0.8~0.9）R时，σ1max最大，即拉深 刚开始不久拉应力即达到最大；然后逐渐减小，结束时为零。 （2）σ3max的变化规律
编辑本段生产类型
生产类型通常分为三类。
1．单件生产 单个地生产某个零件，很少重复地生 产。
2．成批生产 成批地制造相同的零件的生产。
3．大量生产 当产品的制造数量很大，大多数工作 地点经 常是重 复进行 一种零 件的某 一工序 的生产 。
[机械电子]圆筒形件拉深模设计
![[机械电子]圆筒形件拉深模设计](https://img.taocdn.com/s3/m/9afb6e40856a561253d36f83.png)
按功能分类
（1）经济型数控车床 采用步进电动机和单片机对普通车床 的进给 系统进 行改造 后形成 的简易 型数控 车床， 成本较 低，但 自动化 程度和 功能都 比较差 ，车削 加工精 度也不 高，适 用于要 求不高 的回转 类零件 的车削 加工。
（2）普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行专门 设计并 配备通 用数控 系统而 形成的 数控车 床，数 控系统 功能强 ，自动 化程度 和加工 精度也 比较高 ，适用 于一般 回转类 零件的 车削加 工。这 种数控 车床可 同时控 制两个 坐标轴 ，即X轴 和Z轴 。
圆筒形件拉深模设计
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。
圆筒形件拉深模设计
本学习情境重点：
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。
热处理的高速钢，又叫作白钢。
硬质合金 硬质合金由难熔材料的碳化钨、碳 化钛和 钴的粉 末，在 高压下 成形， 经1350－1560摄氏度 高温烧
结而成的。具有极高的硬度，常温下 可达HR A92， 仅次于 金刚石 ；红硬 性很好 ，在1000摄氏 度左右 仍能保 持良好 的切削 机能； 具有较 高使用 强度， 抗弯
圆筒形件拉深模设计
第一节 拉深基本原理
（2）网格变化
① 筒底 无变化
② 筒壁 无变化
③ 凸缘区 径向伸长，切向压缩。
（2）拉深变形特点
第一节 圆筒形零件拉深讲解
筒壁传力区拉裂： 由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。
一、无凸缘圆筒形零件拉深 4、圆筒形零件拉深成形的缺陷及防止措施
1）凸缘变形区的起皱 主要决定于：
切向压应力σ3的大小，越大越容易失稳起皱； 凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力。
凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越小， 抵抗失稳能力越差。
第n次拉深系数： mn＝dn/dn-1
6、拉深系数的确定 1）拉深系数的概念
拉深系数m 表示拉深前后坯料(工序件)直径的变化率.
m 愈小，说明拉深变形程度愈大，相反变形程度愈小. 拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，即
若m 取得过小，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。 极限拉深系数: 工件在危险断面不至拉破时，所能达到的最小拉深系数mmin。
压料装置产生的压料力Ｆy大小应适当；
在保证变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压料力。 理想的压料力是随起皱可能性变化而变。
9、圆筒形零件拉深的压料力和拉深力
2）拉深力与压力机的公称压力 ①拉深力F
按经验公式可计算出圆筒形件带压料装置和不带压料装置的 首次拉深和以后各次拉深的拉深力。 ②压力机的公称压力
②金属的流动过程 工艺网格实验 材料转移：高度、厚度发生变化。
③拉深变形过程
外力
凸缘产生内应力： 径向拉应力σ1；切向压应力σ3
凸缘塑性变形： 径向伸长，切向压缩，形成筒壁
直径为ｄ高度为Ｈ的圆筒形件(H>(D-d)/2)
拉深单元变形动画
一、无凸缘圆筒形零件拉深
2、圆筒形零件拉深过程中坯料内的应力与应变状态 拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态
当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在 底部圆角与筒壁相切处——“危险断面”产生破裂。
圆筒形拉深件毛坯尺寸计算综述
圆筒形拉深件毛坯尺寸计算2007-10-24 15:39:04| 分类：专业知识| 标签：|字号大中小订阅4 . 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计圆筒形零件是最典型的拉深件，掌握了它的工艺计算方法后，其它零件的工艺计算可以借鉴其计算方法。
下面介绍如何计算圆筒形零件毛坯尺寸、拉深次数、半成品尺寸，拉深力和功，以及如何确定模具工作部分的尺寸等。
4.2.1 圆筒形拉深件毛坯尺寸计算拉深件毛坯尺寸计算的原则（1）面积相等原则由于拉深前和拉深后材料的体积不变，对于不变薄拉深，假设材料厚度拉深前后不变，拉深毛坯的尺寸按“拉深前毛坯表面积等于拉深后零件的表面积”的原则来确定(毛坯尺寸确定还可按等体积，等重量原则)。
（2）形状相似原则拉深毛坯的形状一般与拉深件的横截面形状相似。
即零件的横截面是圆形、椭圆形时，其拉深前毛坯展开形状也基本上是圆形或椭圆形。
对于异形件拉深，其毛坯的周边轮廓必须采用光滑曲线连接，应无急剧的转折和尖角。
拉深件毛坯形状的确定和尺寸计算是否正确，不仅直接影响生产过程，而且对冲压件生产有很大的经济意义，因为在冲压零件的总成本中，材料费用一般占到60 %以上。
由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向异性；模具间隙和摩擦阻力的不一致以及毛坯的定位不准确等原因，拉深后零件的口部将出现凸耳(口部不平)。
为了得到口部平齐，高度一致的拉深件，需要拉深后增加切边工序，将不平齐的部分切去。
所以在计算毛坯之前，应先在拉深件上增加切边余量(表42.1、4.2.2)。
表4.2.1无凸缘零件切边余量Δh（mm)拉深件高度h拉深相对高度h/d或h/B附图>0.5～0.8 >0.8～1.6 >1.6～2.5 >2.5～4≤10>10～20 >20～50 >50～100 >100～150 >150～200 >200～250>250 1.01.22345671.21.62.53.856.37.58.51.522.53.856.37.58.522.5468101112[img=118,139]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img] 表4.2.2有凸缘零件切边余量ΔR（mm)凸缘直径dt或Bt相对凸缘直径dt/d或Bt/B附图< 1.5 1.5～2 2～2.5 2.5～3< 25>25～50 >50～100 >100～150 1.82.53.54.31.62.03.03.61.41.82.53.01.21.62.22.5[img=125,125]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设>150～200 >200～250>250 5.05.56.04.24.65.03.53.84.02.72.83.0计.mht![/img]2.简单形状的旋转体拉深零件毛坯尺寸的确定(图4.2.1)对于简单形状的旋转体拉深零件求其毛坯尺寸时，一般可将拉深零件分解为若干简单的几何体，分别求出它们的表面积后再相加(含切边余量在内) 。
圆筒形件拉深工艺计算
拉深工艺与拉深模设计
圆筒形件拉深工艺计算
三、圆筒形件拉深的压料力与拉深力
２．拉深力与压力机公称压力 （2）压力机公称压力
单动压力机，其公称压力应大于工艺总压力Fz。 工艺总压力为 Fz F FY
注意： 当拉深工作行程较大，尤其落料拉深复合时，应使工艺
力曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下。
在实际生产中，可以按下式来确定压力机的公称压力 Fg ： 浅拉深 Fg (1.6 ~ 1.8)Fz 深拉深 Fg (1.8 ~ 2.0)Fz
（１）工序件直径的确定
确定拉深次数以后，由表查得各次拉深的极限拉深系
数，适当放大，并加以调整，其原则是：
１）保证ｍ1ｍ2…ｍｎ＝ ２）使ｍ1＜ｍ2＜…ｍｎ
d D
最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径：
ｄ1＝ｍ1Ｄ ｄ2＝ｍ2ｄ1
…
ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１
拉深工艺与拉深模设计
圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
极限拉深系数［m］
从工艺的角度来看，［m］越小越有利于减少工序数。
拉深工艺与拉深模设计
圆筒形件拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
２．影响极限拉深系数的因素
（1）材料的组织与力学性能 （2）板料的相对厚度t / D
t/D
［m］
（3）拉深工作条件
1）模具的几何参数 2）摩擦润滑 3）压料圈的压料力
拉深工艺与拉深模设计
圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
１．拉深次数的确定 （２）推算方法
1）由表4.4.1或表4.4.2中查得各次的极限拉深系数； 2）依次计算出各次拉深直径，即
ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；…；ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１； 3）当ｄｎ≤ｄ时，计算的次数即为拉深次数。
拉深工艺
拉深工艺
拉深件类型及变形特点
圆筒形零件的拉深变形过程
拉深成形的实质就是凸缘（法兰） 部分金属产生塑性流动，
拉深成形过程就是使坯料逐步 收缩为零件筒壁的过程
拉深模
1.拉深模种类 2.拉深模的设计要点
拉深模结构
1.无压料装置的 简单拉深模
2.有压料装置的 简单拉深模
3.落料拉深复合模
作业：4、5、
第五章 局部成形工艺
用各种不同变形性质的局部变形来改变毛坯 或半成品的形状和尺寸的冲压成形工序称 为局部成形。
主要介绍：胀形，翻边、校平和整形工序。
胀形工艺
1.覆盖件的冲压工序 落料、 拉深、 修边、 翻边、 冲孔、 2.冲压生产方式与冲压工艺方案
覆盖件的分类：
覆盖件的拉深特点
1.尽可能一次成形 2.采用拉深筋 3.足够的压料力 4.对材料的要求 5.涂抹特制的润滑剂
拉深工艺的设计原则
1.尽可能一次成形 2.考虑前后各工序间的相互协调 3.设置拉深筋、拉深槛和设计合适的压料面 4.改善材料的流动和补充条件 5.考虑用拉深出焊接面 6.工序顺序灵活安装 7.压料圈形状设计 8.考虑后续工序的工艺条件 9.导向装置
压料面
确定压料面的基本原则： 1.合理形状（不允许有局部的起伏或折棱，塑流阻力小）
2.凸模对拉深毛坯一定有拉伸作用
3.合理选择压料面与拉深方向的相对位置
4.凹模里凸包的要求
工艺孔与工艺切口
1.工艺艺品的作用 2.工艺切口的条件
3.工艺切口制法 .落料时冲出 .拉深过程中切出
圆筒件拉深成形工艺分析和模具设计毕业设计(论文)
目录1.绪论1.1引言1.2Dynaform简介2.圆筒件拉深成形工艺分析和模具设计2.1拉深工艺分析2.1.1确定修边余量错误！未找到引用源。
2.1.2毛坯尺寸计算2.1.3拉深系数和判断拉深次数2.1.4拉深力的计算2.1.5压边力的计算2.2拉深模主要零部件的设计2.2.1拉深模的间隙计算2.2.2拉深模的圆角半径计算2.2.3凸、凹模工作部分的尺寸计算2.2.4凹、凸模固定板的选择2.2.5模架的选择3.圆筒件拉深成形有限元分析4.结论参考文献致谢一、绪论1.1引言1.2 Dynaform简介基本资料在其前处理器(Preprocessor)上可以完成产品仿真模型的生成和输入文件的准备工作。
求解器(LS-DYNA)采用的是世界上最著名的通用显示动力为主、隐式为辅的有限元分析程序，能够真实模拟板料成形中各种复杂问题。
后处理器(Postprocessor)通过CAD技术生成形象的图形输出，可以直观的动态显示各种分析结果。
Dynaform 软件基于有限元方法建立, 被用于模拟钣金成形工艺。
Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素，包括：定最佳冲压方向、坯料的设计、工艺补充面的设计、拉延筋的设计、凸凹模圆角设计、冲压速度的设置、压边力的设计、摩擦系数、切边线的求解、压力机吨位等。
Dynaform软件可应用于不同的领域，汽车、航空航天、家电、厨房卫生等行业。
可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹、成形刚度、表面质量，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。
Dynaform软件设置过程与实际生产过程一致，操作上手容易。
来设计可以对冲压生产的全过程进行模拟：坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形。
Dynaform软件适用的设备有：单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。
圆筒形件拉深模具设计汇总
项目七
圆筒形件拉深模具设计
冲压工艺与模具设计
壹
贰
叁
教学目标
教学媒体准备
教学实施
九江职业技术学院
冲压工艺与模具设计
壹 教 学 目 标
知识 目标
1.了解拉深成型工艺，应用范围及设备； 2.了解板材拉深模具类型； 3.掌握拉深模具结构特点； 4.掌握拉深模具工作零件的加工工艺编制； 5.掌握应用UG设计软件对拉深模具的三维设计
九江职业技术学院
冲压工艺与模具设计
决 策
直壁旋转体拉深件坯料尺寸的确定
首先将拉深件划分为若干个简单的便于计算的几何体，并分别求出各 简单几何体的表面积。把各简单几何体面积相加即为零件总面积，然后 根据表面积相等原则，求出坯料直径。 由图可得： 4 D 故
D 4
2
A1 A2 A3 Ai
D (d 2r ) 2 4d ( H r ) 2r (d 2r ) 8r 2
d 2 4dH 1.72dr 0.56r 2
式中 D
－坯料直径；
d、H、r －拉深件直径、高度、圆角半径。
在计算中，零件尺寸均按厚度中线计算；但当板料厚度小于 1mm时， 也可以按外形或内形尺寸计算。
1－定位板 2－下模板 3－拉深凸模 4拉深凹模
无压边装置的首次拉深模
九江职业技术学院
冲压工艺与模具设计
检 查
考核指标：
①任务是否如期完成
②模具的加工质量、装配试模质量如何
③制品质量性能如何
九江职业技术学院
冲压工艺与模具设计
总 结
通过设计与制造一副圆筒形件拉深模具，了解与 熟悉了冷冲模具的设计步骤和制造过程以及成型工艺 的编制等等各相关知识，加深了感性认识，对这门课 程产生了浓厚的兴趣，为后续复杂模具的设计与制造 奠定了良好的基础。
筒形件拉深模具设计说明
筒形件拉深模具设计说明正⽂如下图1所⽰拉深件，材料为08钢，厚度0.8mm，制件⾼度70mm，制件精度IT14级。
该制件形状简单，尺⼨⼩，属普通冲压件。
试制定该⼯件的冲压⼯艺规程、设计其模具、编制模具零件的加⼯⼯艺规程。
图1⼀、冲压件⼯艺分析1、材料：该冲裁件的材料08钢是碳素⼯具钢，具有较好的可拉深性能。
2、零件结构：该制件为圆桶形拉深件，故对⽑坯的计算要。
3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深⾼度的确定应符合制件要求。
4、凹凸模的设计应保证各⼯序间动作稳定。
5、尺⼨精度：零件图上所有未注公差的尺⼨，属于⾃由尺⼨，可按IT14级确定⼯件尺⼨的公差。
查公差表可得⼯件基本尺⼨公差为：74.0050+φ 74.0070+ 3.005+R 25.008.0+⼆、⼯艺⽅案及模具结构类型1、⼯艺⽅案分析该⼯件包括落料、拉深两个基本⼯序，可有以下三种⼯艺⽅案：⽅案⼀：先落料，⾸次拉深⼀，再次拉深。
采⽤单⼯序模⽣产。
⽅案⼆：落料+拉深复合，后拉深⼆。
采⽤复合模+单⼯序模⽣产。
⽅案三：先落料，后⼆次复合拉深。
采⽤单⼯序模+复合模⽣产。
⽅案四：落料+拉深+再次拉深。
采⽤复合模⽣产。
⽅案⼀模具结构简单，但需三道⼯序三副模具，成本⾼⽽⽣产效率低，难以满⾜⼤批量⽣产要求。
⽅案⼆只需⼆副模具，⼯件的精度及⽣产效率都较⾼，⼯件精度也能满⾜要求，操作⽅便，成本较低。
⽅案三也只需要⼆副模具，制造难度⼤，成本也⼤。
⽅案四只需⼀副模具，⽣产效率⾼，操作⽅便，⼯件精度也能满⾜要求，但模具成本造价⾼。
通过对上述四种⽅案的分析⽐较，该件的冲压⽣产采⽤⽅案⼆为佳。
2、主要⼯艺参数的计算(1)确定修边余量该件h=70mm，h/d=70/50=1.4,查《冲压⼯艺与模具设计》表4-10可得mmh8.3=则可得拉深⾼度HH=h+h?=70+3.8=73.8mm(2)计算⽑坯直径D由于板厚⼩于1mm，故可直接⽤⼯件图所⽰尺⼨计算，不必⽤中线尺⼨计算。
D=2257dHd-+-dR.072.14R=225-50?+4-7350.057505728..1≈mm130(3)确定拉深次数按⽑坯相对厚度t/D=0.8/1300062.0≈和⼯件相对⾼度H/d=73.8/50=1.36 查《冲压⼯艺与模具设计》表4-15可得n=2，初步确定需要两次拉成，同时需增加⼀次整形⼯序。
12.2 圆筒形零件的拉深工艺计算
D Dd t
rdn 0.6 ~ 0.8 rd ( n 1)
rp 0.7 ~ 1rd
各次工序件底部圆角半径取以下数值： r1＝8mm，r2＝5mm，r3＝4mm，r4＝3mm
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例（续） （5）计算各次拉深高度 根据拉深前后表面积不变原则
Φ55.0
36.80 53.0 68.6
三、拉深件毛坯尺寸计算
1、确定依据： 体积不变原则:若拉深前后料厚不变，拉深 前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相 等，计算坯料尺寸。 相似原则:拉深前坯料形状与冲件断面形状相 似。但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。
形状复杂的拉深件：
需多次试验，反复修改，最终确定坯料形状。
hn 0.25 Dk1k 2 ...k n d n 0.43 rn dn
d n 0.32 rn
各次工序拉深工件高度为： h1＝35.8mm，h2＝52.0mm， h3＝67.6mm，h4＝81mm
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例（续） （6）工序件草图
82 Φ30.0 Φ34.6 Φ42.3
拉深件的模具设计顺序：
先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。
切边工序 ：拉深件口部不整齐，需留切边余量。
2、简单旋转体拉深件坯料尺寸
1）将拉深件划分为若干 个简单的几何体； 2 ）分别求出各简单几何 体的表面积; 3 ）把各简单几何体面积 相加即为零件总面积； 4 ）根据表面积相等原则， 求出坯料直径。
例4-1 图4-14所示圆筒形拉深件，材料08钢， 求毛坯尺寸 零件相对高度h/d=68/20=3.4，高度h>50mm， 查表4-3知，修边余量δ=6mm
圆筒形件拉深变形分析
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
三、拉深件的起皱与拉裂
拉深过程中的质量问题：
主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。
凸缘区起皱：由于切向压应力引起板料失稳弯曲而拱起； 传力区拉裂：由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
第四章 拉深工艺与拉深模设计
本章目录
第一节 概述 第二节 圆筒形件拉深变形分析 第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定 第四节 圆筒形件拉深工艺计算 第五节 其它形状零件的拉深 第六节 拉深件的工艺性 第七节 拉深模的典型结构 第八节 拉深模工作零件的设计 第九节 拉深工艺的辅助工序
第四章 拉深工艺与拉深模设计
大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大 于板料厚度。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
一、拉深变形过程
圆筒形件是最典型的拉深件。 （一）拉深成形时板料的受力分析
（二）拉深变形过程及特点
1．变形现象 折弯成形 平板圆形坯料的凸缘——弯曲绕过凹模圆角， 然后拉直——形成竖直筒壁。 变形区——凸缘； 已变形区——筒壁； 不变形区——底部。 底部和筒壁为传力区。
毛坯的三角形阴影部分材料
第四章 拉深工艺与拉深模设计
拉深变形过程
第四章 拉深工艺与拉深模设计
拉深网格的变化
第四章 拉深工艺与拉深模设计
拉
深
过
程
的
应
下标1、2、3分 别代表坯料径向、
力
厚度方向、切向
与
的应力和应变
应
变
状
态
第四章 拉深工艺与拉深模设计
冲压模具——圆筒形件拉深变形分析
三、拉深件的起皱与拉裂（续）
2.筒壁的拉裂
主要取决于：
一方面是筒壁传力区中的拉应力； 另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。
当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在 底部圆角与筒壁相切处——“危险断面”产生破裂。
防止拉裂：
一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度； 另一方面通过正确制定拉深工艺和设计模具，降低筒壁所 受拉应力。
第五章 拉深工艺与拉深模设计
复习第四章的内容
1.弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素。 2．影响回弹的因素与减少回弹的措施。 3.弯曲工艺计算方法。 4.弯曲模典型结构及特点，弯曲模工作零件设计方法。
第五章 拉深工艺与拉深模设计
内容简介： 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。
第五章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态
拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态 1.凸缘部分 应力分布图 2.凹模圆角部分 3.筒壁部分 4.凸模圆角部分 5.筒底部分 坯料各区的应力与应变是很不均匀的。 拉深成形后制件壁厚和硬度分布
第五章 拉深工艺与拉深模设计
第五章 拉深工艺与拉深模设计
本章目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 概述 圆筒形件拉深变形分析 旋转体拉深件坯料尺寸的确定 圆筒形件拉深工艺计算 其它形状零件的拉深 拉深件的工艺性 拉深模的典型结构
拉深工艺
变形阻力与拉深筋
1.影响拉深变形阻力的因素 .凹模口形状 .拉深深度 .拉深件的侧壁形状 .压料力 .凹模图角半径 .润滑条件 .压料面面积
2.拉深筋（槛）
拉深筋的作用 .增加进料阻力 .调节材料的流动情况 .扩大压料力的调节范围 .当具有深拉筋时，对压料面的加工要求 .纠平材料不平整的缺陷
• 拉深筋的种类
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Concept
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3
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球形件变形特点
壁厚的变化
三个变形区域
1.胀形变形区 2.拉深变形区 3.凸缘变形区
抛物线形件拉深
分两类：以高径比h/d分类 1.浅抛物线拉深 2.深抛物线拉深
汽车灯罩的拉深
两道拉深筋的模具
液压拉深
对于复杂抛物线
拉深模
1.拉深模种类 2.拉深模的设计要点
拉深模结构
1.无压料装置的 简单拉深模
2.有压料装置的 简单拉深模
3.落料拉深复合模
作业：4、5、
第五章 局部成形工艺
用各种不同变形性质的局部变形来改变毛坯 或半成品的形状和尺寸的冲压成形工序称 为局部成形。
拉深件展开计算公式
拉深件展开计算公式摘要：一、拉深件概述二、拉深件展开计算公式介绍1.公式推导2.公式应用3.公式注意事项三、拉深件展开计算公式的实际应用案例四、总结与展望正文：【一、拉深件概述】拉深件，顾名思义，是指在金属板料或管材等原材料上，通过拉伸变形工艺制成具有一定形状和尺寸的零件。
在制造业中，拉深件的应用极为广泛，如汽车、航空、电子等行业。
为了更好地理解和应用拉深件，我们需要了解其展开计算公式。
【二、拉深件展开计算公式介绍】【1.公式推导】拉深件的展开计算公式是基于数学、力学和材料科学等原理推导出来的。
它可以帮助我们预测和控制拉深过程中的变形、应力、应变等现象。
展开计算公式主要包括以下几个方面：1) 拉深系数：拉深系数是衡量材料在拉伸过程中变形难易程度的一个重要参数。
它与材料的屈服强度、拉伸强度等性能指标密切相关。
2) 拉伸极限：拉伸极限是指材料在拉伸过程中，能够承受的最大应力。
它决定了拉深件的尺寸和形状。
3) 拉深件展开尺寸：拉深件展开尺寸是指在拉深过程中，原材料需要拉伸到的最大尺寸。
它可以帮助我们确定拉深模具的尺寸和设计拉深工艺。
【2.公式应用】在实际生产中，拉深件展开计算公式的应用主要包括以下几个方面：1) 设计拉深模具：根据拉深件的展开尺寸，设计合适的模具尺寸，以确保拉深过程的顺利进行。
2) 确定拉深工艺：根据拉深系数、拉伸极限等参数，制定合适的拉深工艺，以降低废品率、提高生产效率。
3) 材料选择：根据拉深件的性能要求，选择合适的材料，以确保拉深件的质量和使用寿命。
【3.公式注意事项】在使用拉深件展开计算公式时，需要注意以下几点：1) 确保公式适用范围：不同材料的拉深性能有所不同，因此在使用公式时，要确保公式适用于所加工的材料。
2) 考虑工艺因素：拉深工艺会对材料性能产生影响，因此在计算展开尺寸时，要充分考虑工艺因素。
3) 结合实际生产情况：实际生产中，可能会出现材料变形不均匀、模具磨损等问题，因此在应用公式时，要结合实际情况进行调整。
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按表4-6可不用压料圈，但为了 保险，首次拉深仍采用压料圈。 根据t/Ｄ＝2.03％，查表4-6得各次极限拉深系 数 m1 ＝ 0.50 ， m2 ＝ 0.75 ， m3 ＝ 0.80 ， m4 ＝ 0.84，…。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
h d 76 1 30 2 75 28 2.7
查表4-3得切边量δ =6mm 坯料直径为 D d 2 4 d ( h ) 1.72 dr 0.56 r 2
代已知条件入上式得Ｄ＝98.2mm
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例（续） （２）确定拉深次数 坯料相对厚度为
m
dn D
d1 d 2 d 3 D d1 d 2
d n 1 d n d n 2 d n 1
m1 m 2 m 3 m n 1 m n
拉深工序示意图
影响拉深系数的因素
（1）材料的组织与力学性能。 ζ s/ζ b越小，对拉深越有利。 （2）板料的相对厚度t/D t/D越大，抵抗凸缘处失稳起皱能力提高， 可减小压边力，从而减小变形抗力。 （3）模具几何参数。凸凹模圆角半径及其 间隙有影响。 （4）润滑。适当润滑可减小拉深系数。
§12.2 圆筒形零件的拉深工艺计算
一、拉深系数
拉深系数是表示拉深后圆筒形件的直径与拉深 前毛坯（或半成品）的直径之比。m=d/D小于1 拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积， 即：
m dn D d1 d 2 d 3 D d1 d 2 d n 1 d n d n 2 d n 1 m1 m 2 m 3 m n 1 m n
hn 0.25 Dk1k 2 ...k n d n 0.43 rn dn
d n 0.32 rn
各次工序拉深工件高度为： h1＝35.8mm，h2＝52.0mm， h3＝67.6mm，h4＝81mm
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例（续） （6）工序件草图
82 Φ30.0 Φ34.6 Φ42.3
Φ55.0
36.80 53.0 68.6
三、拉深件毛坯尺寸计算
1、确定依据： 体积不变原则:若拉深前后料厚不变，拉深 前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相 等，计算坯料尺寸。 相似原则:拉深前坯料形状与冲件断面形状相 似。但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。
形状复杂的拉深件：
需多次试验，反复修改，最终确定坯料形状。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例（续） （３）各次拉深工序件尺寸的确定
调整各次拉深系数为：
m1=0.54，m2=0.76，m3=0.81，m4=0.858 各次工序件直径为 d1=53mm，d2=40.3mm，d3=32.6mm，d4=28mm
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例（续） （4）各次拉深底部圆角半径 根据本章第六节公式
二、拉深次数
受拉深系数的限制，制件拉深成形所需的次数 为拉深次数。 根据所需拉深系数、零件的相对高度及厚度， 可计算出拉深次数，并查得每次的拉深系数。
实例
例4-2 求如图所示筒形件的 坯料尺寸及拉深各工 序件尺寸。材料为10 钢，板料厚度t＝2mm。
δ
解：因t＞1mm，故按板厚中径尺寸计算。 （１）计算坯料直径 根据零件尺寸，其相对高度为
m愈小，说明拉深变形程度愈大。
极限拉深系数：保证危险截面不被拉裂 的最小拉深系数称为极限拉深系数，简称 拉深系数。 拉深系数含义：一是零件要求的拉深系数 mε =d/D；另一个是按材料性能及加工条件 等一次拉深中所能达到的极限拉深系数m。 如mε ≥ m ，可一次拉深得到所需零件； mε ＜ m，需多次拉深。
rd 0.8
D Dd t
rdn 0.6 ~ 0.8 rd ( n 1)
rp 0.7 ~ 1rd
各次工序件底部圆角半径取以下数值： r1＝8mm，r2＝5mm，r3＝4mm，r4＝3mm
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例（续） （5）计算各次拉深高度 根据拉深前后表面积不变原则
例4-1 图4-14所示圆筒形拉深件，材料08钢， 求毛坯尺寸 零件相对高度h/d=68/20=3.4，高度h>50mm， 查表4-3知，修边余量δ=6mm
D d12 4 d 2 h 6.28rg d1 8rg2
12 2 4 20 69.5 6.28 4 12 8 4 2 78mm
拉深件的模具设计顺序：
先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。
切边工序 ：拉深件口部不整齐，需留切边余量。
2、简单旋转体拉深件坯料尺寸
1）将拉深件划分为若干 个简单的几何体； 2 ）分别求出各简单几何 体的表面积; 3 ）把各简单几何体面积 相加即为零件总面积； 4 ）根据表面积相等原则， 求出坯料直径。
例（续） （２）确定拉深次数 故各次拉深直径： d1＝m1D＝0.50×98.2mm＝49.1mm d2＝m2d1＝0.75×49.1mm＝36.8mm d3＝m3d2＝0.80×36.8mm＝29.4mm d4＝m4d3＝0.84×29.4mm＝24.7mm 因为d4＝24.7mm＜28mm，所以用4次拉深成形。
按图得： 故
D 4
4
D 2 A1 A2 A3 Ai
A3 d ( h ) A2 A1
A 式中
i
rg
2 d12 理后可得坯料直径为:
D
d12 4 d h 6.28 rg d1 8 rg2