第四讲拉深模工作部分计算和拉深工艺设计
04拉深工艺及模具设计
4.3 拉深模设计计算
二、凸凹模工作部分尺寸的计算
• 1、凸凹模间隙 • 2、凸凹模圆角半径
– 作用
• 凹模圆角半径过大，则易起皱，尤其是相对厚度较小状态下的拉 深后期；凹模圆角半径过小，则增大变形阻力，引起拉深力增加、 模具寿命降低。
• 凸模圆角半径影响不明显，但过大，会引起拉深初期产生内皱； 过小，则降低筒壁传力区危险截面的有效抗拉强度。
• 3、尺寸及技术要求
– 尺寸：与凸模单面间隙取0.2-0.5mm；
– 技术要求：工作表面不允许开螺孔，应具有足够的刚度，顶杆分 布应对称，保证压边圈在工作过程中能平稳地移动，与毛坯的接 触表面Ra0.8，其余表面 Ra6.3- Ra3.2
冷冲压工艺与模具设计
4.4 筒形件拉深的主要质量问题及防止措施
– 2、由于直边和圆角变形区内材料的受力情况 不同，直边处材料向凹模流动的阻力要远小 于圆角处)
– 3、在毛坯外周边上，切向压应力的分布也是 不均匀的，从角部到中间直边部位，压应力 的数值逐渐减小。
冷冲压工艺与模具设计
4.6 其它零件的拉深
• 二、阶梯形件的拉深
– 1、原理与圆筒形件拉深基本相同； – 2、判断一次拉深成形的方法：相对高度； – 3、多次拉深工艺：①相邻阶梯直径的比值大
•
冷冲压工艺与模具设计
4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定
• 一、拉深件的修边余量 • 二、变形程度和拉深系数 • 三、拉深次数的确定 • 四、工艺计算
– 1、确定修边余量； – 2、计算毛坯尺寸：
• 简单几何形状拉深件的毛坯尺寸 • 复杂旋转体拉深件的毛坯尺寸：作图法、解析法
– 3、确定是否使用压边圈； – 4、确定拉深次数； – 5、确定各次拉深直径； – 6、选取各次半成品底部的圆角半径； – 7、计算各次拉深高度 – 8、画出工序图
第四章 拉深工艺及模具设计PPT课件
屈强比 s 小b ，板料不容易起皱。
23.09.2020
18
拉深过程中起皱条件
平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件：
t 0.09~0.071d
D
D
锥形凹模首次拉深时，材料不起皱的条件：
t 0.031 d
D
D
采用或不采用压边圈的条件
拉深方法
用压边圈 可用可不用 不用压边圈
23.09.2020
28
【例】如图所示的圆筒形拉深件，材料为08钢，料厚为2 mm，求其毛
坯尺寸。
解： h200t 2001199 2
d90t 90288
因该零件相对高度
h /d 1/9 8 9 8 2 .26
而高度 h19 195 ~2 000
查表4-3可知，修边余量 8mm，因而毛坯直径为 d1 82 mm
23.09.2020
22
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。
防止拉裂的措施：
根据板材的成形性能，采用适当的拉深比和压边力，增加凸模 的表面粗糙度，改善凸缘部分变形材料的润滑条件，合理设计模具
它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加 工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。
23.09.2020
3
拉深工艺分类：
不变薄拉深： 把毛坯拉压成空心体，或者把空心体拉压成外
形更小而板厚没有明显变化的空心体的冲压工序。
变薄拉深： 是指凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚，把
空心毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件 的冲压工序。
第四章拉深工艺与拉深模设计
假设r<t时，那么rpn≥t，然后整形。
中间各次拉深，凸模圆角半径 rpi-1=0.5〔di-1-di-2t〕 式中 di-1，di—各工序的外径〔mm〕。
4.4.2 拉深模间隙 〔1〕无压边圈的拉深模 其单边间隙为： Z/2=〔1~1.1〕tmax 式中 Z/2——拉深模单边间隙〔mm〕；
圆弧线可分两种状况：圆弧与水 平
线相交和圆弧与垂直线相交。
R R
r
r
yO
α
y
a）
b）
圆心重心位置
a）圆弧与水平线相交
b）圆弧与垂直线相交
〔4〕盒形件〔包括正方形〕件展开尺寸确实定 盒形件毛坯外形和尺寸确实定系依据制件的相
对
高度H/B和相对圆角半径ry/B决议的，这两个要素 决议
了圆角局部资料向制件侧壁转移的水平和侧壁高度 的
R1
2-R5
2-?
4.5 +0.05 0
30°
+0.05
2-? 6.5 0
0.5 R1
R2
B
?44
R0.4
+0.05 ? 37 0
57
+0.07 ? 12 0
10
2-R7 54
2.2
53 +0.1 0 60 +0.2 0
K向 3~4
B 2-R4
〔4〕罩壳零件 资料为铝，大批量消费。
23 19
R0.3
式中 Di——各工序的基本尺寸〔mm〕。
凸、凹模工件外表粗糙度要求： 凹模圆角处的外表粗糙度普通要求为Ra0.4μm，
凹模与坯料接触外表和型腔外表粗糙度应到达 Ra0.8μm；
第4章拉深工艺与拉深模.pptx
3 —凹模
2.起皱
危害:
1.毛坯凸缘起皱严重时不 能通过凸模和凹模间 隙而被拉断。
2.轻微起皱的毛坯凸缘虽 可通过间隙,但会在筒 壁上留下皱痕,影响零 件的表面质量。
影响因素:
1.σ3
2. t/(Rt-r0)
四.拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断
图5-9 拉深时压边力引起的摩擦阻力
四.拉深时筒壁传力区的受力情况与拉断
第四章 拉深工艺与拉深模设计
本章目录
第一节 拉深的基本原理 第二节 旋转体拉深件毛坯尺寸的确定 第三节 圆筒形件的拉深系数 第四节 圆筒形件的拉深次数及工序尺寸确定
第五节 圆筒形件拉深的压边力与拉深力
第九节 拉深件的工艺性 第十节 拉深模
第一节 拉深的基本原理
一.拉深变形过程、特点及拉深分类 拉深(俗称拉延):是利用模具将平板毛坯制成开口空心零件的一种冲压工艺。
凸缘区起皱：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲； 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
三、拉深件的起皱与拉裂（续）
1.凸缘变形区的起皱
主要决定于：
一方面是切向压应力σ3的大小，越大越容易失稳起皱； 另一方面是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，抵抗失稳能力越小。
拉深时扇形单元的受力与变形情况
二.拉深过程中毛坯的应力和应变状态
图5-4 拉深时毛坯的变形特点 a)平板毛坯的一部分 b)毛坯在拉深过程中的变形 c)拉深成圆筒形件
图5-5 拉深时毛坯内各部分的内应力
第五章 拉深
第一节 拉深的基本原理
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。
拉深工艺与拉深模设计课件.pptx
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
二、拉深件的结构工艺性（续）
4．拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足： ａ≥Ｒ+0.5ｔ（或 rd + 0.5ｔ）
5．拉深件的底与壁、 凸缘与壁、矩形件四 角的圆角半径应满足：
rd ≥ｔ，Ｒ≥2ｔ，ｒ≥3ｔ。 否则，应增加整形工序。
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
第七节 拉深模的典型结构
二、后续工序拉深模
1.无压边装置的后续工序拉深模 2.有压边装置的后续工序拉深模
无压边装置反拉深模 3.反拉深模 压边圈在上模的反拉深模
压边圈在下模的反拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第七节 拉深模的典型结构
三、落料拉深复合模
正装落料拉深复合模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
二、拉深件的结构工艺性（续）
6．拉深件不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉深件，其高 度方向的尺寸标注一般应以底部为基准，若以上部为基准，高 度尺寸不易保证。
带台阶拉深件的尺寸标注
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
三、拉深件的材料
用于拉深的材料一般要求具有较好的塑性、低的屈强比、 大的板厚方向性系数 b / t 和小的板平面方向性。
拉伸工艺和拉深模具设计培训教材
《冲压工艺与模具设计》
第二页，共46页。
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
《冲压工艺与模具设计》
第三页，共46页。
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.1 拉深变形过程的分析
板料拉深变形过程及其特点(tèdiǎn)
在毛坯上画作出距离为a的等距离的同心圆与
相同弧度b辐射线组成的网格(如图) ，然后将带
（1）半成品直径
拉深次数确定(quèdìng)后，再根据计算直径 应等于
则对
dn
d工
各次拉深系数进行调整，使实际采用的拉深系数大于推算拉
深次数时所用的极限拉深系数。
《冲压工艺与模具设计》
第二十七页，共46页。
的原
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
零件实际需拉深系数(xìshù)应调整为：
m1 0.57, m2 0.79, m3 0.82, m4 0.85 调整好拉深系数(xìshù)后，重新计算各次拉深的圆筒直径即得 半成品直径。零件的各次半成品尺寸为 ：
(qíngkuàng)()
主要变形区
过渡区
传力区
过渡区
《冲压工艺小与变模形具区设计》
第九页，共46页。
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
图 4.1.5 拉深中毛坯(máopī)的应力应变 情况
《冲压工艺与模具设计》
第十页，共46页。
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.1.3 拉深成形的障碍及防止措施
第一次 第二次 第三次 第四次
d1 160mm m1' 160 283 0.57 d2 126mm m2' 126 160 0.79 d3 104mm m3' 104 126 0.82 d4 88mm m4' 88 104 0.85
第四章-拉深工艺及拉深模具设计--复习题答案1
第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案一、填空题1.拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。
2.拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。
3.拉深系数m是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值，m越小，则变形程度越大。
4.拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。
坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。
5.对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：（１）变形区为凸缘部分；（２）坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向的伸长，即一向受压、一向收拉的变形；（３）极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。
6.拉深时，凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。
7.拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用，导致材料失稳_而引起。
8.拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。
9.拉深件的壁厚不均匀。
下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。
10.在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的。
即使在凸缘变形区也是这样，愈靠近外缘，变形程度愈大，板料增厚也愈大。
11.板料的相对厚度t/D越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。
12.因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是经过多次拉深的拉深件，起口部质量更差。
因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。
13.拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度。
14.正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆形。
15.用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件，通常是先做好拉深模，以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复试模，直到得到符合要求的冲件时，在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。
第 4 章 拉深工艺与拉深模
第4章 拉深工艺与拉深模 (Drawing Process and Drawing Die)教学目标了解拉深工艺及拉深件的结构工艺性、变形过程分析、拉深件的质量问题及防止措施，基本掌握拉深工艺设计、拉深模具典型结构组成及工作过程分析、拉深模具设计。
应该具备的能力：具备拉深件的工艺性分析、工艺计算和典型结构工作过程分析、拉深模设计的基本能力。
教学要求能力目标知识要点权重自测分数了解拉深工艺及拉深件的结构工艺性拉深概念及拉深件的结构工艺性12.5%理解拉深变形过程分析拉深变形过程及变形分析、拉深件的质量问题及防止措施12.5%基本掌握拉深工艺设计毛坯尺寸计算、拉深系数、拉深次数、各次拉深半成品件尺寸的计算25%熟悉拉深模具典型结构拉深模分类、典型结构、拉深模主要特点25%熟悉拉深模具设计拉深力计算，压边装置及压边力、压力机的选择，凸、凹模工作尺寸计算25% 引例壳形件在生产生活中经常见到，如下图所示的机壳、电动机叶片、摩托车轮护瓦，还有诸如不锈钢饭盒、易拉罐等产品。
这些零件从板料成为深腔件，就是通过拉深工艺实现的，其发生的塑性变形比较大，那么所用模具如何设计？这就是本章所要解决的问题。
思考电动机叶片模具的制造过程中包括哪些冲压工序。
模具设计与制造·108· ·108·4.1 拉深工艺与拉深件工艺性(Drawing Process andProcessability of Drawing Part)4.1.1 拉深件与拉深工艺分类(Drawing Part and Classification of Drawing Process)拉深是指利用模具将平板毛坯冲压成各种开口的空心零件，或将已制成的开口空心件压制成其他形状和尺寸空心件的一种冲压加工方法。
1．拉深件分类冲压生产中，拉深的种类很多，各种拉深件按变形力学特点可以分为表4-1所示的基本类型。
表4-1 拉深件的分类拉深件名称 拉深件简图变形特点 轴对称零件 圆筒形件 带凸缘圆筒形件 阶梯形件1．拉深过程中变形区是坯料的凸缘部分，其余部分是传力区；2．坯料变形区在切向压应力和径向拉应力作用下，产生切向压缩与径向伸长的一向受压一向受拉的变形；3．极限变形程度主要受坯料传力区承载能力的限制 盒形件 带凸缘盒形件 其他形状零件 1．变形性质同前，区别在于一向受拉一向受压的变形在坯料周边上分布不均匀，圆角部分变形大，直边部分变形小； 2．在坯料的周边上，变形程度大与变形程度小的部分之间存在着相互影响与作用 直壁类拉深件 非轴对称零件 曲面凸缘的零件 除具有前项相同的变形性质外，还有如下特点：1．因零件各部分高度不同，在拉深开始时有严重的不均匀变形；2．拉深过程中，坯料变形区内还要发生剪切变形轴对称零件球面类零件 锥形件 其他曲面零件 拉深时坯料变形区由两部分组成： 1．坯料外部是一向受拉一向受压的拉深变形；2．坯料的中间部分是受两向拉应力的胀形变形区 曲面类拉深件非轴对称零件 平面凸缘零件 曲面凸缘零件 1．拉深时坯料的变形区也是由外部的拉深变形区和内部的胀形变形区所组成，但这两种变形在坯料中的分布是不均匀的； 2．曲面凸缘零件拉深时，在坯料外周变形区内还有剪切变形第4章 拉深工艺与拉深模 ·109··109·虽然这些零件的冲压过程都叫做拉深，但是由于其几何形状不同，在拉深过程中，它们的变形区位置、变形性质、毛坯各部位的应力状态和分布规律等都有相当大的差别，所以在确定拉深的工艺参数、工序数目与工艺顺序等方面都不一样。
第四章 拉深工艺与模具设计
t D
Ky (1
m1 )
以后各次拉深中制件不起皱的条件是： 实践证明：
t di1
K
y
(
1 m1
1)
直壁圆筒形件的首次拉深中起皱最易发生的时刻：拉深的初期
（二）拉裂 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。
为防止拉裂，可以从以下几方面考虑： （1）根据板材成形性能，采用适当的拉深比和压边力； （2）增加凸模表面粗糙度；改善凸缘部分的润滑条件； （3）合理设计模具工作部分形状；选用拉深性能好的材料等。
第四章 拉深工艺与模具设计
拉深变形过程分析
直壁旋转体零件拉深 工艺计算
非直壁旋转体零件拉深 成形方法
盒形件的拉深
拉深工艺设计 拉深模具的类型与结构
其他拉深方法 拉深模工作部分的设计
返回
拉伸：
拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心工 件，或将已制成的开口空心件加工成其它形状空心件的一种冲压加 工方法。拉深也叫拉延。
（二）筒壁传力区的受力分析
1．压边力Q引起的摩擦力：
m
2Q dt
2．材料流过凹模圆角半径产生弯曲变形的阻力
w
1 4
b
rd
t t
/
2
3．材料流过凹模圆角后又被拉直成筒壁的反向弯曲w 力 仍按上式进行计
算，拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算
w
w
1 4
b
rd
t t
2）筒底圆角半径rn
筒底圆角半径rn即是本道拉深凸模的圆角半径rp,确定方法如下：
r r 一般情况下，除末道拉深工序外，可取 pi = di。 对于末道拉深工序：
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
第四章拉深工艺及拉深模具的设计4.1.1 板料拉深变形过程及其特点拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心件, 或将已制成的开口空心件加工成其它形状空心件的一种加工方法。
拉深也称为拉延。
图 4.0.1 所示即为平板毛坯拉深成开口空心件的拉深示意图。
其变形过程是: 随着凸模的下行, 留在凹模端面上的毛坯外径不断缩小, 圆形毛坯逐渐被拉进凸模与凹模间的间隙中形成直壁 , 而处于凸模底面下的材料则成为拉深件的底, 当板料全部拉入凸、凹模间的间隙时，拉深过程结束, 平板毛坯就变成具有一定的直径和高度的开口空心件。
与冲裁工序相比, 拉深凸模和凹模的工作部分不应有锋利的刃口, 而应具有一定的圆角, 凸模与凹模之间的单边间隙稍大于料厚。
用拉深工艺可以成形圆筒形、阶梯形、球形、锥形、抛物线形等旋转体零件, 也可成形盒形等非旋转体零件, 若将拉深与其他成形工艺(如胀形、翻边等)复合 , 则可加工出形状非常复杂的零件, 如汽车车门等, 如图4.0.2 所示。
因此拉深的应用非常广泛, 是冷冲压的基本成形工序之一。
1—凸模； 2—压边圈； 3—凹模；a) 旋转体零件；b) 对称盒形件；c)不对称复杂零件4—坯料； 5—拉深件 4.0.2拉深件示意图图 4.0.1 圆筒件的拉深图拉深工艺可分为不变簿拉深和变簿拉深两种。
后者在拉深后零件的壁部厚度与毛坯厚度相比较，有明显的变簿，零件的特点是底部厚，壁部簿(如弹壳、高压锅)。
4.1 拉深变形过程分析4.1.1 板料拉深变形过程及其特点若不采用拉深工艺而是采用折弯方法来成形一圆筒形件, 可将图 4.1.1 毛坯的三角形阴影部分材料去掉, 然后沿直径为d 的圆周折弯, 并在缝隙处加以焊接，就可以得到直径为 h, 高度为 h=(D-d)/2, 周边带有焊缝的开口圆筒形件。
但圆形平板毛坯在拉深成形过程中并没有去除图示中三角形多余的材料，因此只能认为三角形多余的材料是在模具的作用下产生了流动。
第4章 拉深工艺与拉深模
2013-7-29
10
面积相等原则：将三角 形阴影部分切除，把留 下的狭条沿直径d的圆周 折弯后竖起来并加以焊 接，就得到一个直径为d， 高度为h=（D-d）/2的圆 筒件，说明被切除的三 角形阴影部分在模具的 作用下发生了塑性流动， 从而使拉深后的工件高 度增加了Δh，所以h> （D-d）/2。
rn rpn 2
42 2013-7-29
（3）半成品高度尺寸的计算
D2 rn h n 0.25 d d n 0.43 d d n 0.32rn n n
4 拉深工艺力的计算 （1）压边力 是否采用压边圈？查表4.6（P125） 压边力过大，会增加坯料拉入凹模的拉力，容易拉 裂工件；过小，则不能防止凸缘起皱。
2013-7-29
30
（2）拉深件毛坯尺寸的确定 根据拉深后工件表面积与拉深前毛坯表面积相等 这一原则来计算
(1)确定修边余量：查表4.1、4.2(P119)查处Δh (2)计算工件表面积，分解成若干简单几何体 (3)求出毛坯尺寸
2013-7-29 31
表4.1筒形件的修边余量(mm)
2013-7-29
2013-7-29
24
拉深起皱后，轻者 凸缘变形区材料仍 能被拉进凹模，会 使工件口部产生波 纹，影响工件的质 量。
2013-7-29
25
起皱严重时，起皱的凸缘 材料不能通过凸、凹模间 隙而引起拉深件拉裂。 拉深是否起皱与σ 3大小 有关，也与毛坯的相对厚 度t/D有关，而σ 3与拉深 的变形程度有关。而每次 拉深的变形程度较大而 t/D较小时就会起皱。 防止起皱的方法是压边圈， 或者减小拉深变形程度、 加大毛坯厚度。
2013-7-29
43
第四章-拉深工艺及拉深模具设计--复习题答案
第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案一、填空题1.拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。
2.拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。
3.拉深系数m是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值，m越小，则变形程度越大。
4.拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。
坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。
5.对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：（１）变形区为凸缘部分；（２）坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向的伸长，即一向受压、一向收拉的变形；（３）极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。
6.拉深时，凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。
7.拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用，导致材料失稳_而引起。
8.拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。
9.拉深件的壁厚不均匀。
下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。
10.在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的。
即使在凸缘变形区也是这样，愈靠近外缘，变形程度愈大，板料增厚也愈大。
11.板料的相对厚度t/D越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。
12.因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是经过多次拉深的拉深件，起口部质量更差。
因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。
13.拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度。
14.正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆形。
15.用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件，通常是先做好拉深模，以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复试模，直到得到符合要求的冲件时，在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。
第四讲拉深模工作部分计算跟拉深工艺设计-
1、无凸缘和有凸缘拉深工艺的主要区别是什么？
2、多次拉深中每次的拉深高度在实际生产中如何控制？
第四章 拉深工艺与拉深模设计
无压料一次拉深成形的凹模结构
a）圆弧形 b)锥形 c）渐开线形 d）等切面形
第四章 拉深工艺与拉深模设计
无压料多次拉深的凸、凹模结构
第四章 拉深工艺与拉深模设计
有压料多次拉深的凸、凹模结构
5．拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四 角的圆角半径应满足：
≥ｔ，Ｒ≥2ｔ，ｒ≥3ｔ。 否则，应增加整形工序。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
6．拉深件不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉深件，其高 度方向的尺寸标注一般应以底部为基准。
带台阶拉深件的尺寸标注
第四章 拉深工艺与拉深模设计
四、拉深件的材料
第四章 拉深工艺与拉深模设计
二、拉深模间隙
一般采用单边间隙Z 表示。 1.无压料圈的拉深模
末次拉深或精密拉深件： 中间各次或不太精密的拉深件： 2.有压料圈的拉深模
按表4-21决定。 3. 精度要求较高的拉深零件
Ｚ＝（0.9～0.95）ｔ
负间隙拉深
第四章 拉深工艺与拉深模设计
三、凸、凹模的结构
1. 不用压料的拉深模凸、凹模结构 1 不用压料的一次拉深成形时所用的凹模结构形式 2 无压料多次拉深的凸、凹模结构 2.有压料的拉深模凸、凹模结构
壁部划伤
模具不光滑；润滑剂不干净
第四章 拉深工艺与拉深模设计
2、因板料拉深变形本质决定，不易解决
质量问题 起皱或破裂
原因和解决措施 拉深变形太大或材料强度原因，
采用多次拉深或换用材料
拉深凸耳 拉深弹复
材料流动各向异性，可留出修边余量 零件的弹性变形，选用屈强比小的材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ａ≥Ｒ+0.5ｔ（或 rd + 0.5ｔ）。
5．拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四 角的圆角半径应满足：
rd ≥ｔ，Ｒ≥2ｔ，ｒ≥3ｔ。
否则，应增加整形工序。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
6．拉深件不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉深件，其高
度方向的尺寸标注一般应以底部为基准。
带台阶拉深件的尺寸标注
第四章 拉深工艺与拉深模设计
二、拉深件的公差等级
拉深件的尺寸精度应在T13级以下，否则需整形。
拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺壁厚变 化规律。 不变薄拉深壁厚变化特点： 壁的最大增厚量约为（0.2～0.3）ｔ；
最大变薄量约为（0.10～0.18）ｔ
（ｔ为板料厚度）
第四章 拉深工艺与拉深模设计
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
第四章 拉深工艺与拉深模设计
１－模柄 ２－上模座 ３－凸模固定板 ４－弹簧 ５－压边圈 ６－定位板 ７－凹模 ８－下模座 ９－卸料螺钉 10－凸模
正装拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
1－上模座 2－推杆 3－推件板
4－锥形凹模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
2、因板料拉深变形本质决定，不易解决
质量问题
起皱或破裂
原因和解决措施
拉深变形太大或材料强度原因， 采用多次拉深或换用材料
拉深凸耳
拉深弹复 时效开裂
材料流动各向异性，可留出修边余量
零件的弹性变形，选用屈强比小的材料。 金属组织不均匀或拉深残余应力 拉深后切边；多次拉深中间退火。
rTn (0.7 ~ 1.0)rAn
最后一次拉深凸模圆角半径rTn即等于零件圆角半径ｒ。
若零件圆角半径rT＜ｔ，则最后一次凸模圆角半径应取
为rT＝ｔ，然后通过整形工序得到零件要求的圆角半径。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
二、拉深模间隙
一般采用单边间隙 Z 表示。 1.无压料圈的拉深模 末次拉深或精密拉深件：Z t
弹性压边装置 压边装置
带限位装置的压边圈 刚性压边装置 带刚性压边装置的拉深模 动画演示
第四章 拉深工艺与拉深模设计
二、以后各次拉深模
1.无压边装置的以后各次拉深模 2.有压边装置的以后各次拉深摸 无压边装置反拉深摸 3.反拉深摸 动画演示 动画演示 动画演示
压边圈在上模的反拉深摸 压边圈在下模的反拉深摸
1-顶杆 2-压边圈 3-凸凹模 4-推杆 5-推件板 6-卸料板 7-落料凹模 8-拉深凸模
落料拉深复合模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
1-凸凹模 2-反拉深凸模 3-拉深凸凹模 4-卸料板 5一导料板 6-压边圈 7-落料凹模
落料、正、反拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
1-压边圈 2-凹模固定板 3-冲孔凹模 4-推件板 5-凸模固定板 6-垫板 7-冲孔凸模 8-拉深凸模 9-限位螺栓 10-螺母 11-垫柱 12-拉深切边凹模 13-切边凸模 14-固定块
带刚 性压 边装 置拉 深模
1-固定板 2-拉深凸模 3-刚性压边圈 4-拉深凹模 5-下模板 6-螺钉
第四章 拉深工艺与拉深模设计
无压边装置的以后各次拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆 6-弹簧
有压边装置 的以后各次 拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
无压料一次拉深成形的凹模结构
a）圆弧形 b)锥形 c）渐开线形 d）等切面形
第四章 拉深工艺与拉深模设计
无压料多次拉深的凸、凹模结构
第四章 拉深工艺与拉深模设计
有压料多次拉深的凸、凹模结构
第四章 拉深工艺与拉深模设计
最后拉深工序凸模底部的设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
四、拉深件的材料
用于拉深的材料一般要求具有较大的硬化指数、较好 的塑性应变比、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的
板平面方向性。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
五、拉深件工序安排原则
1、每次拉深的拉深系数必须大于极限拉深系数。
2、大批量生产可采用落料拉深复合模具。
3、底部孔若精度不高，可在拉深前冲出。
三、拉深件的结构工艺性
1．拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。
2．需多次拉深的零件，在保证必要的表面质量前提下，应 允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。 3．在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的 斜度。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
4．拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足：
中间各次或不太精密的拉深件：Z 1.1t
2.有压料圈的拉深模 按表4-21决定。 3. 精度要求较高的拉深零件 Ｚ＝（0.9～0.95）ｔ 负间隙拉深
第四章 拉深工艺与拉深模设计
三、凸、凹模的结构
1.不用压料的拉深模凸、凹模结构 （1）不用压料的一次拉深成形时所用的凹模结构形式 （2）无压料多次拉深的凸、凹模结构 2.有压料的拉深模凸、凹模结构
5－限位柱 6－锥形压边圈 7－拉深凸模 8－固定板 9－下模座
带锥形压边圈的 倒装拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
弹簧压边装置 a) 橡皮b) 弹簧c) 气垫
第四章 拉深工艺与拉深模设计
带限位装置在压边圈
第四章 拉深工艺与拉深模设计
双动压力机用拉深模 刚性压边装置动作原 理
第四章 拉深工艺与拉深模设计
最后拉深工序凸模底部的设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
四、凸、凹模工作部分尺寸及公差
最后一次的拉深凸模和凹模的尺寸和精度根据零件要求而定。
0 当零件尺寸标注在外形时（ D ），以凹模为基准：
Dd ( D 0.75 )
d p (d 0.4)
Dd D 0
d
d 0
第四章 拉深工艺与拉深模设计
三、落料拉深复合摸
1. 正装落料拉深复合模 2. 落料、正、反拉深模 3. 再次拉深、冲孔、切边复合模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
本讲小结
1、拉深模工作部分的设计计算。 2、拉深件常见质量问题及其控制措施。 3、拉深的工艺设计。 4、典型拉深模具的结构分析。
下讲预习
1、胀形工艺及模具设计。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深工艺设计
一、拉深件质量控制
1、由于模具设计不当或操作不当引起，可改进后避免出现。 质量问题 凸缘（法兰边）起皱严重 原因 压边力太小；模具间隙太大
局部开裂
工件一边高一边低 壁部不直，形状歪扭 壁部划伤
压边力太小；模具间隙太大
坯料未放正；凸凹模不对中；间隙不匀 模具间隙或凹模圆角半径太大 模具不光滑；润滑剂不干净
2、大型覆盖件的成形特点。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
本章总结
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。
思考题
1、无凸缘和有凸缘拉深工艺的主要区别是什么？ 2、多次拉深中每次的拉深高度在实际生产中如何控制？
4、凸缘或侧壁孔，必须在拉深后冲出。
5、拉深件精度高或圆角半径较小，需增加整形工序。 6、多次拉深硬化严重的零件，需进行中间退火。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第七节 拉深模的典型结构
一、首次拉深模
1. 无压边装置的简单拉深模 2. 有压边装置的拉深模
(1)正装拉深模
(2)倒装拉深模
动画演示
①橡皮压边装置 ②弹簧压边装置 ③气垫式压边装置
rA1 0.8 (D d )t
以后各次拉深凹模圆角半径应逐渐减小，一般按下式确定：
rAi (0.6 ~ 0.8)rAi1
（ｉ＝2、3、…、ｎ）
以上计算所得凹模圆角半径一般应符合rA≥2ｔ的要求。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
2.凸模圆角半径 首次ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ深可取：
rT 1 rA1
中间各拉深工序凸模圆角半径可按下式确定：
D p ( D 0.75 2Z ) p
d 0
0
当零件尺寸标注在内形时（ d 0 ），以凸模为基准：
0
p
d d (d 0.4 2 Z )
D p ( D 2Z ) p
0
对于多次拉深，中间各工序的凸、凹模尺寸可按下式计算：
p 和 d 查表4-23或按 IT6～8级选取。
再次拉深、冲孔、 切边复合模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
复习上次课的内容
1、有凸缘圆筒形件的拉深变形程度表示。 2、有凸缘圆筒形件的拉深次数和拉深系数的确定。 3、压边形式的选择条件以及拉深力和压边力的计算。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第五节 拉深模工作部分的设计计算
一、凸、凹模的圆角半径
1.凹模圆角半径 首次拉深（包括一次拉深）凹模圆角半径可按下式计算：