拉伸工艺(PPT46页)
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《材料拉伸曲线》PPT课件
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1.
横
(1).实验观察
截
(2).几何关系和物理关系
面
上
(3).静力学关系
的
(4).举例
正
应
力
12
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横截面上任一点处正应力计算公式：
静 力
N
A
（A为杆件的横截面面积）
学
关 正应力的正负号与轴力的正负对应： 系 拉应力为正，压应力为负。
13
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单 向 压 缩 应 力 状 态
下
35
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第7章 轴向拉伸与压缩的强度和刚度计算
单向应力状态下材料的力学行为
单向应力状态下 材料的失效判据
韧性材料 脆性材料
max= = s max= = b
36
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37
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第七节 连接件的强度计算
39
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因此剪切定义为相距很近的两个平行平面内，分别作用着大小相等、方向相
对（相反）的两个力，当这两个力相互平行错动并保持间距不变地作用在构
件上时，构件在这两个平行面间的任一（平行）横截面将只有剪力作用，并
产生剪切变形。
2．剪应力及剪切实用计算
剪切实用计算中，假定受剪面上各点处与剪力Q相平行的剪应力相等， 于是受剪面上的剪应力为
lim p
DP
DA0 DA
8
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垂直于截面的应力称为“ 正应力”
正 应 力
lim DN
DA0 DA
和
位于截面内的应力称为“ 切应力”
圆型件拉伸工艺及计算PPT课件
压边力的变化曲线
第5章 拉深工艺与拉深模设计
带限位装置在压边圈
SUCCESS
THANK YOU
2020/9/29
第5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5章 拉深工艺与拉深模设计
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5章 拉深工艺及模具设计
5.2 圆筒件拉深工艺计算
简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定(续)
按图得：4D2源自A1A2A3
Ai
故
D
4
Ai
A1 d (H r)
A2
4
2r(d 2r) 8r 2
A3
4
(d
2r)2
整理后可得坯料直径为:
D (d 2r)2 4d (H r) 2r(d 2r) 8r 2
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。
第5章 拉深工艺及模具设计
5.2 圆筒件拉深工艺计算
简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定
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。 计算方法： （1）查表计算法 （表4－4） （2）解析计算法
第5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5章 拉深工艺与拉深模设计
第5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
第5章 拉深工艺及模具设计
5.2 圆筒件拉深工艺计算
第5章 拉深工艺与拉深模设计
带限位装置在压边圈
SUCCESS
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2020/9/29
第5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5章 拉深工艺与拉深模设计
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5章 拉深工艺及模具设计
5.2 圆筒件拉深工艺计算
简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定(续)
按图得：4D2源自A1A2A3
Ai
故
D
4
Ai
A1 d (H r)
A2
4
2r(d 2r) 8r 2
A3
4
(d
2r)2
整理后可得坯料直径为:
D (d 2r)2 4d (H r) 2r(d 2r) 8r 2
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。
第5章 拉深工艺及模具设计
5.2 圆筒件拉深工艺计算
简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定
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。 计算方法： （1）查表计算法 （表4－4） （2）解析计算法
第5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5章 拉深工艺与拉深模设计
第5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
第5章 拉深工艺及模具设计
5.2 圆筒件拉深工艺计算
拉伸工艺(PPT46页)
的设计
图 4.2.2 拉深工序示意图
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
拉深系数的倒数称为拉深程度或拉深比，其值为：
kn
1 mn
d n 1 dn
拉深系数表示了拉深前后毛坯直径的变化量，反映了
毛坯外边缘在拉深时切向压缩变形的大小，因此可用它作为
衡量拉深变形程度的指标。拉深时毛坯外边缘的切向压缩变
1.平面凸缘部分
主要变形区
2.凹模圆角区
过渡区
3.筒壁部分
传力区
4.凸模圆角部分
过渡区
5.圆筒底部分
小变形区
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
图 4.1.5 拉深中毛坯的应力应变情况
《冲压工艺与模具设计》
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
1.起皱(如图4.1.8)，影响起皱的因素： (1)凸缘部分材料的相对厚度 凸缘部分的相对料厚，即为 :
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4章 拉深工艺及拉深模具的设计 (4)凹模工作部分的几何形状
平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件是 :
t (0.09 ~ 0.17)(1 t )
D
D
用锥形凹模首次拉深时，材料不起皱的条件是：
t 0.031 d
D
D
如果不能满足上述式子的要求，就要起皱。在这种情况
拉深是一个塑性变形过程，材料变形后必然发生加 工硬化，使其硬度和强度增加，塑性下降。
加工硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材 料，但塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难。
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 《冲压工艺与模具设计》
图 4.2.2 拉深工序示意图
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
拉深系数的倒数称为拉深程度或拉深比，其值为：
kn
1 mn
d n 1 dn
拉深系数表示了拉深前后毛坯直径的变化量，反映了
毛坯外边缘在拉深时切向压缩变形的大小，因此可用它作为
衡量拉深变形程度的指标。拉深时毛坯外边缘的切向压缩变
1.平面凸缘部分
主要变形区
2.凹模圆角区
过渡区
3.筒壁部分
传力区
4.凸模圆角部分
过渡区
5.圆筒底部分
小变形区
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
图 4.1.5 拉深中毛坯的应力应变情况
《冲压工艺与模具设计》
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
1.起皱(如图4.1.8)，影响起皱的因素： (1)凸缘部分材料的相对厚度 凸缘部分的相对料厚，即为 :
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4章 拉深工艺及拉深模具的设计 (4)凹模工作部分的几何形状
平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件是 :
t (0.09 ~ 0.17)(1 t )
D
D
用锥形凹模首次拉深时，材料不起皱的条件是：
t 0.031 d
D
D
如果不能满足上述式子的要求，就要起皱。在这种情况
拉深是一个塑性变形过程，材料变形后必然发生加 工硬化，使其硬度和强度增加，塑性下降。
加工硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材 料，但塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难。
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 《冲压工艺与模具设计》
五金冲压拉伸成型加工工艺的16种类型解析
五金冲压拉伸成型加工工艺的16种类型内容来源网络，由XX机械展收集整理！更多冲床及冲压自动化生产线技术，就在XX机械展！拉伸成型加工是利用模具将平板毛坯成形为开口空心零件的冲压加工方法。
拉伸作为主要的冲压工序之一，应用广泛。
用拉伸工艺可以制成圆筒形、矩形、阶梯形、球形、锥形、抛物线形及其他不规则形状的薄壁零件，如果与其他冲压成形工艺配合，还可制造形状更为复杂的零件。
使用冲压设备进行产品的拉伸成型加工，包括：拉伸加工、再拉伸加工、逆向拉伸以及变薄拉伸加工等。
拉伸加工：使用压板装置，利用凸模的冲压力，将平板材的一部分或者全部拉入凹模型腔内，使之成形为带底的容器。
容器的侧壁与拉伸方向平行的加工，是单纯的拉伸加工，而对圆锥（或角锥）形容器、半球形容器及抛物线面容器等的拉伸加工，其中还包含扩形加工。
再拉伸加工：即对一次拉伸加工无法完成的深拉伸产品，需要将拉伸加工的成形产品进行再次拉伸，以增加成形容器的深度。
逆向拉伸加工：将前工序的拉伸工件进行反向拉伸，工件内侧变成外侧，并使其外径变小的加工。
变薄拉伸加工：用凸模将已成形容器挤入比容器外径稍小的凹模型腔内，使带底的容器外径变小，同时壁厚变薄，既消除壁厚偏差，又使容器表面光滑。
使用冲压设备进行五金冲压拉伸加工时，包括以下16种类型：1、圆筒拉伸加工（Round drawing）：带凸缘（法兰）圆筒产品的拉伸。
法兰与底部均为平面形状，圆筒侧壁为轴对称，在同一圆周上变形均匀分布，法兰上毛坯产生拉深变形。
2、椭圆拉伸加工（Ellipse drawing）：法兰上毛坯的变形为拉伸变形，但变形量与变形比沿轮廓形状相应变化。
曲率越大的部分，毛坯的塑性变形量就越大；反之，曲率越小的部分，毛坯的塑性变形越小。
3、矩形拉伸加工（Rectangular drawing）：一次拉伸成形的低矩形件。
拉伸时，凸缘变形区圆角处的拉伸阻力大于直边处的拉伸阻力，圆角处的变形程度大于直边处的变形程度。
拉伸工艺培训 (2)-32页PPT资料
目录
铝材的特点与用途介绍 铝制品车间工艺流程及管控重点 质量目标、方针、要求； 工作中注意事项
铝合金特点与用途
特点： 铝是铜或铁的约1/3的密度，大气中为了自然地形成氧化皮膜， 拥有优秀的耐腐蚀性，延展性好，可做成板、膜、棒、管、线等 各种形状。 其后的成形加工，切削加工等也容易。热传导性比较好，热传导 率是铁的3.3倍、铜的0.6倍。
产品型号 CYSB40FC3A-01 CYSB50FC3A-15 CYSB60FC3A-04
一次拉伸高度 84±0.5mm 108±0.5mm 114.5±0.5mm
二次拉伸高度 125±0.5mm 143±0.5mm 165±0.5mm
一次拉伸：是二次拉伸前提确保，包括圈出的R角是一次成形 二次拉伸：是锅身高度、锅口平整度、锅牙厚度的确保
如何确保锅口同心度？
1、齐口胎具不允许贴胶布
2、内锅放入胎具不能有太大的晃动
3、齐口刀架必须稳定
内锅外径尺寸偏大：会导致内锅与外锅盖摩擦干涉、影响开合 内锅外径尺寸偏小：会导致内锅锅牙以外锅盖锅牙扣合接触面小 容易导致产品泄压、甚至产品发生爆炸
内锅打水印-工艺品质管控要求重点
打水印工序要求：
1、及时清理模具上的渣滓,防止锅身表面垫伤。 2、工件表面不得有龟裂等不良现象。 3、操作中要防止工件表面划伤.与上模产生磕碰。 4、注意与产品设计图纸核对。
使用零件 内锅 内锅
铝合金拉伸工艺模具设计要求
折弯件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离 折弯件及拉深件冲孔时，其孔壁与直壁之间应保持一定的距离
内容
铝材的特点与用途介绍 铝制品车间工艺流程及管控重点 质量目标、方针、要求； 工作中注意事项
代表性产品FC3内锅冲压工序分析
铝材的特点与用途介绍 铝制品车间工艺流程及管控重点 质量目标、方针、要求； 工作中注意事项
铝合金特点与用途
特点： 铝是铜或铁的约1/3的密度，大气中为了自然地形成氧化皮膜， 拥有优秀的耐腐蚀性，延展性好，可做成板、膜、棒、管、线等 各种形状。 其后的成形加工，切削加工等也容易。热传导性比较好，热传导 率是铁的3.3倍、铜的0.6倍。
产品型号 CYSB40FC3A-01 CYSB50FC3A-15 CYSB60FC3A-04
一次拉伸高度 84±0.5mm 108±0.5mm 114.5±0.5mm
二次拉伸高度 125±0.5mm 143±0.5mm 165±0.5mm
一次拉伸：是二次拉伸前提确保，包括圈出的R角是一次成形 二次拉伸：是锅身高度、锅口平整度、锅牙厚度的确保
如何确保锅口同心度？
1、齐口胎具不允许贴胶布
2、内锅放入胎具不能有太大的晃动
3、齐口刀架必须稳定
内锅外径尺寸偏大：会导致内锅与外锅盖摩擦干涉、影响开合 内锅外径尺寸偏小：会导致内锅锅牙以外锅盖锅牙扣合接触面小 容易导致产品泄压、甚至产品发生爆炸
内锅打水印-工艺品质管控要求重点
打水印工序要求：
1、及时清理模具上的渣滓,防止锅身表面垫伤。 2、工件表面不得有龟裂等不良现象。 3、操作中要防止工件表面划伤.与上模产生磕碰。 4、注意与产品设计图纸核对。
使用零件 内锅 内锅
铝合金拉伸工艺模具设计要求
折弯件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离 折弯件及拉深件冲孔时，其孔壁与直壁之间应保持一定的距离
内容
铝材的特点与用途介绍 铝制品车间工艺流程及管控重点 质量目标、方针、要求； 工作中注意事项
代表性产品FC3内锅冲压工序分析
拉丝工艺理论知识 PPT
此种断线的断面呈孔洞状，其放大图片其孔洞表面非常平滑，无凸起 或开裂的现象。
气泡断线的形成原因是铸成时氢气控制不当，冷却不良产生缩孔
所致，若孔洞较小则在后续的热加工过程中也许会闭合，若孔洞较 大则无法闭合，于是造成气泡断线。
• B、 夹杂物断线（主要是铜才原因所致）
夹杂物断线是断线中较为常见的一种，从外形看可以分为两类，一类 是夹杂物存在的断线，另一类是夹杂物丢失的断线。
2.1 按 材 质 分 ： 1. 硬 质 合 金 模 ； 2. 钻 石 模 ； 3. 聚晶模（人造金刚石）；4.钢模 • 2.2按孔型分： 圆模和型模 • 2.3按在拉线过程的作用分：成品模和过渡模 我们公司现在使用的模具只有钻石模和聚晶模两种．
3、拉丝模模孔
模孔分四个区域：入口润滑区、 工作区（压缩区）、 定径区、出口区。
三、拉丝过程中一些常见问题分析
• 拉丝过程中铜线断线原因分析与判断 • 一、 目的
了解和熟悉《铜线断线原因与分析》有助于拉丝车 间在生产过程中对铜线断线的原因作出合理客观的分 析和判断。
• 二、 断线种类及其论述 • A、 中央爆裂
中央爆裂：断线处从铜线的中心部位断裂，一端为 尖锥，一端为尖锐的孔洞。中央爆裂的孔洞最容易被 误认为气泡断线，将中央爆裂的孔洞洞壁放大可以发 现，材料本身因受外力的影响而呈现凹凸状的撕裂现 象。
• 1.1、浓度：浓度太高，拉丝液清洗性能减弱，油脂消耗大，浓度 太低，润滑性能减弱，影响模具使用寿命和铜线表面质量，甚至 造成断线。现我司拉丝液浓度控制范围为大拉15-18%，中拉7-8%， 中小拉4-6%，小拉3-5%，微拉2-3%。
• 1.2、温度：温度太低，拉丝液粘度较大，塔轮容易绞线，清洗性 能变弱，也不能很好地发挥润滑性能，温度太高，拉丝液润滑性 能变差，冷却效果不佳，铜线出线温度高，影响模具的使用寿命 和产品质量，现我司拉丝液温度控制范围30-45℃。
拉伸包装技术 ()(页)
火腿肠的包装工艺过程如下： 原料验收---预处理---计量充填---真空封口（打卡
结扎）---热收缩---冷却干燥---成品
C 一端开放式（罩盖式） 将容器或托盘边缘下部薄膜加热收缩 ，适用于有边容器。
3 0
D 托盘收缩（运输包装） 物品可以一定数量为单位牢固地捆包起来 ，在运输过程中
不会松散 ，并能在露天堆放。
4 .3 应用 商业包装
三 收缩包装的工艺及设备
1 . 收缩包装的工艺工程和方法 1 . 1 预包装作业
薄膜的大小应由器材的大小 、重量以及所要求的收缩张 力来决定
薄膜： 平张膜 、筒状膜 、对折膜 薄膜尺寸比物品大10%-20%（不要过大 、过小） PE热收缩薄膜厚度： 一般物品0 .08-0 . 1mm
2. 收缩包装的特点
F . 包装工艺简单且通用性强 ， 便于实现机械化包装操作 方便与生产线配套 ， 包装效率大大提高 ， 且包装设备简 单 ， 工作稳定 ，通用性好。 G .可采用现场收缩包装方法来包装体积庞大的产品， H .可延长食品的保质期 ， 便于贮藏。
缺点： 包装颗粒 、粉末或形状规则的产品 ， 不如其他方法 便捷 ，难以实现连续化高速生产。
四. 影响热收缩包装效果的因素
3 . 1 薄膜用料 主要考虑产品的大小 、最终包装物的形状和所要的外观
3 .2 温度和处理时间 温度随所用薄膜的种类和厚度而变化 ， 较厚的薄膜需
要较高的温度 ， 至于所需的时间 ， 取决于薄膜的种类和 厚度。
五 、拉伸包装技术概论
1. 定义
拉伸包装是20世纪70年代开始采用的一种新包装技术， 它是由收缩包装发展而来的 。拉伸包装是依靠机械装 置在常温下将弹性薄膜围绕被包装件拉伸 、紧裹 ， 并 在其末端进行封合的一种包装方法 。 由于拉伸包装不 需进行加热 ，所以消耗的能源只有收缩包装的1/20 。 拉伸包装可以捆包单件物品 ， 也可用于托盘包装之类 的集合包装。
材料力学第一章(二) 拉伸过程中的变形及力学性能指标(共25张PPT)
韧度〔 tenacity/toughness 〕: 是度量材料韧性的力学性能指标，其中又分 为静力、冲击和断裂韧度〔static 、impact、fracture toughness 〕。
韧性〔 toughness 〕：是材料的力学性能，它是材料断裂前吸收塑性功和 断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。
〔2〕弹性/塑性滞后环〔在塑性区/弹性区的加载和卸载线不 重合，形成以封闭曲线〕
〔3〕循环韧性〔内耗〕：材料在塑性区/弹性区交变载荷〔振 动〕下吸收的不可逆变形的能力
单向拉伸滞弹性
弹性变形
包申格(Bauschinger)效应
〔1〕材料经过预先加载产生少量塑性变形 〔剩余应变为1–4%〕，卸载后再同向加载， 规定剩余伸长应力〔弹性极限或屈服强度〕 增加〔的现象〕，或反向加载，规定剩余伸 长应力降低〔特别是弹性极限在反向加载时 几乎降低到零〕的现象。
屈服现象：拉伸试验过程中，外力不增加〔恒定〕试样仍能继续伸长，或外力增加到一定数值时突然下降，随后在外力不增加或上下波动情况下，试 验继续伸长变形的现象
②〔1σ〕b就材〔是料脆经3〕性过材预用料先应的加断载力裂产表强生示度少，量的用塑屈于性产变服品形点设〔或计剩，余下其应屈许变用为服应1点–力4%就便〕以是，σb卸表为载征判后据材再。同料向对加微载，量规定剩余伸长应力〔弹性极限或屈服强度〕增加〔的现象〕， 或反向加塑载性，规变定形剩的余伸抗长力应力，降即低屈〔特服别强是弹度性。极屈限在服反强向加度载是时金几乎属降材低到料零重〕要的现的象。 ③ 溶质元力素学：性固溶能强指化标，它是工程上从静强度角度选择韧性材料的根 式〔中1〕弹本性A〔判0概—据念—。？试〕样变原形始表横现截：面可积逆; 性变形。
第一章(二) 知识要点
韧性〔 toughness 〕：是材料的力学性能，它是材料断裂前吸收塑性功和 断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。
〔2〕弹性/塑性滞后环〔在塑性区/弹性区的加载和卸载线不 重合，形成以封闭曲线〕
〔3〕循环韧性〔内耗〕：材料在塑性区/弹性区交变载荷〔振 动〕下吸收的不可逆变形的能力
单向拉伸滞弹性
弹性变形
包申格(Bauschinger)效应
〔1〕材料经过预先加载产生少量塑性变形 〔剩余应变为1–4%〕，卸载后再同向加载， 规定剩余伸长应力〔弹性极限或屈服强度〕 增加〔的现象〕，或反向加载，规定剩余伸 长应力降低〔特别是弹性极限在反向加载时 几乎降低到零〕的现象。
屈服现象：拉伸试验过程中，外力不增加〔恒定〕试样仍能继续伸长，或外力增加到一定数值时突然下降，随后在外力不增加或上下波动情况下，试 验继续伸长变形的现象
②〔1σ〕b就材〔是料脆经3〕性过材预用料先应的加断载力裂产表强生示度少，量的用塑屈于性产变服品形点设〔或计剩，余下其应屈许变用为服应1点–力4%就便〕以是，σb卸表为载征判后据材再。同料向对加微载，量规定剩余伸长应力〔弹性极限或屈服强度〕增加〔的现象〕， 或反向加塑载性，规变定形剩的余伸抗长力应力，降即低屈〔特服别强是弹度性。极屈限在服反强向加度载是时金几乎属降材低到料零重〕要的现的象。 ③ 溶质元力素学：性固溶能强指化标，它是工程上从静强度角度选择韧性材料的根 式〔中1〕弹本性A〔判0概—据念—。？试〕样变原形始表横现截：面可积逆; 性变形。
第一章(二) 知识要点
拉伸和压缩(4)
截面法求内力的步骤
轴力的正负规定：
当轴力的指向离开截面时，杆受拉，规定轴力为正； 反之，当轴力指向截面时，杆受压，规定轴力为负。即拉 为正，压为负。
解题前须知：
（1）当求解存在多个外力作用的杆件的内力时，切忌 主观判断而误将截面附近作用的外力当作该截面上的内力。
（2）在两个轴向外力之间取任意截面时，不要在外力 作用点切取，因为在外力作用点处的截面上其内力是不确定 值。
F1 A
1 FN1
B
F2
2 FN2
2
1
F´N2 2
2
C F3
三、轴力图
直观地表明各截面上轴力沿轴线的变化，横坐标X轴 表示杆截面的位置，纵坐标表示相应截面上轴力的大小。
轴力为正画在X轴的上方。 轴力为负画在X轴的下方。
§5－3 拉伸（压缩）时横截面上的应力——正应力
两根材料一样，横截面不同的杆件， 所受外力相同，随着外力的增大，哪一根 杆件先断？
绝对变形
拉杆
压杆
绝对变形只表示了杆件变形的大小，但不能表示杆 件变形的程度。
2．相对变形
为了消除杆件长度的影响，通常以绝对变形除以原长 得到单位长度上的变形量——相对变形（又称线应变）来 度量杆件的变形程度。用符号表示为ε：
ε= ΔL/Lo =（Lu—Lo）/Lo
ε无单位，通常用百分数表示。对于拉杆，ε为正值； 对于压杆，ε为负值。
解题过程
【例5－3】汽车离合器踏板受压力F1=400N，拉杆直径d = 20 mm，杠杆臂长l = 330 mm，h = 56 mm，拉杆材料的许用 应力[σ] = 40 MPa，试校核拉杆的强度。
解题过程
2．选择截面尺寸
若已知杆件所受载荷和所用材料，根据强度条件，可 以确定该杆所需横截面面积，其值为：
轴力的正负规定：
当轴力的指向离开截面时，杆受拉，规定轴力为正； 反之，当轴力指向截面时，杆受压，规定轴力为负。即拉 为正，压为负。
解题前须知：
（1）当求解存在多个外力作用的杆件的内力时，切忌 主观判断而误将截面附近作用的外力当作该截面上的内力。
（2）在两个轴向外力之间取任意截面时，不要在外力 作用点切取，因为在外力作用点处的截面上其内力是不确定 值。
F1 A
1 FN1
B
F2
2 FN2
2
1
F´N2 2
2
C F3
三、轴力图
直观地表明各截面上轴力沿轴线的变化，横坐标X轴 表示杆截面的位置，纵坐标表示相应截面上轴力的大小。
轴力为正画在X轴的上方。 轴力为负画在X轴的下方。
§5－3 拉伸（压缩）时横截面上的应力——正应力
两根材料一样，横截面不同的杆件， 所受外力相同，随着外力的增大，哪一根 杆件先断？
绝对变形
拉杆
压杆
绝对变形只表示了杆件变形的大小，但不能表示杆 件变形的程度。
2．相对变形
为了消除杆件长度的影响，通常以绝对变形除以原长 得到单位长度上的变形量——相对变形（又称线应变）来 度量杆件的变形程度。用符号表示为ε：
ε= ΔL/Lo =（Lu—Lo）/Lo
ε无单位，通常用百分数表示。对于拉杆，ε为正值； 对于压杆，ε为负值。
解题过程
【例5－3】汽车离合器踏板受压力F1=400N，拉杆直径d = 20 mm，杠杆臂长l = 330 mm，h = 56 mm，拉杆材料的许用 应力[σ] = 40 MPa，试校核拉杆的强度。
解题过程
2．选择截面尺寸
若已知杆件所受载荷和所用材料，根据强度条件，可 以确定该杆所需横截面面积，其值为：
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(2)切向压应力的大小 t Df d 或t Rf r
拉深时 3 的值决定于变形程度，变形程度越大，需要转移
的剩余材料越多，加工硬化现象越严重，则越 3大，就越容易起
皱。 (3)材料的力学性能 板料的屈强比 s b 小，则屈服极限小，变形区内的切向压
应力也相对减小，因此板料不容易起皱。
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 1.拉深的基本概念 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他形状 空心件的一种冲压加工方法。(如图4.0.1)
2.典型的拉深件(如图4.0.2)
3.拉深模具的特点 结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大
的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。
形量为：
1
Dt dt Dt
1 d1 D
1 m1; 2
d 1t d 2t d 1t
1
d2 d1
1 m2
.............
n1 1 mn 1; n 1 mn. 即： 1 m
由此可知，拉深系数是一个小于1的数值，其值愈大表
示拉深前后毛坯的直径变化愈小，即变形程度小。其值愈小
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
图 4.2.2 拉深工序示意图
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
拉深系数的倒数称为拉深程度或拉深比，其值为：
kn
1 mn
d n 1 dn
拉深系数表示了拉深前后毛坯直径的变化量，反映了
毛坯外边缘在拉深时切向压缩变形的大小，因此可用它作为
衡量拉深变形程度的指标。拉深时毛坯外边缘的切向压缩变
4.2.1 拉深毛坯尺寸的确定
拉深毛坯尺寸的确定原则： 体积不变原理（拉深前毛坯表面积等于拉深后零件的表面 积 ）、相似性原理。 毛坯的计算方法：等重量、等体积、分析图解法、作图法。 （1）确定修边余量 由于材料的各向导性以及拉深时金属流动条件的差异，拉 深后工件口部不平，通常拉深后需切边，因此计算毛坯尺寸时 应在工件高度方向上(无凸缘件)或凸缘上增加修边余量 。
下，必须采取措施防止起皱发生。最简单的方法(也是实际生 产中最常用的方法)是采用压边圈 。
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
2.拉裂 拉深后得到工件的厚度沿底部向口部方向是不同的
(如图4.1.9) 防止拉裂: 可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，合理设计模具工作部分的形状，选用拉深性 能好的材料。 3.硬化
1.平面凸缘部分
主要变形区
2.凹模圆角区
过渡区
3.
5.圆筒底部分
小变形区
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
图 4.1.5 拉深中毛坯的应力应变情况
《冲压工艺与模具设计》
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
1.起皱(如图4.1.8)，影响起皱的因素： (1)凸缘部分材料的相对厚度 凸缘部分的相对料厚，即为 :
《冲压工艺与模具设计》
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4章 拉深工艺及拉深模具的设计 《冲压工艺与模具设计》
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
4.1.1板料拉深变形过程及其特点
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4.1.2) ，然后将带有网格的毛坯进行 拉深。
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4章 拉深工艺及拉深模具的设计 (4)凹模工作部分的几何形状
平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件是 :
t (0.09 ~ 0.17)(1 t )
D
D
用锥形凹模首次拉深时，材料不起皱的条件是：
t 0.031 d
D
D
如果不能满足上述式子的要求，就要起皱。在这种情况
m1 d1 D
m2 d2 d1
.............
mn1 d n1 d n2
mn dn dn1
工件的直径与毛坯直径之比称为总拉深系数，即工件
所需要的拉深系数
m总
dn D
d1d 2 Dd1
...
d n1d n d n2d n1
m1m2...mn1mn
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 《冲压工艺与模具设计》
在拉深过程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸缘毛坯的
径向产生拉伸应力 3，切向产生压缩应力 1 。在它们的共同
作用下，凸缘变形区材料发生了塑性变形，并不断被拉入凹模 内形成筒形拉深件。
《冲压工艺与模具设计》
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4章 拉深工艺及拉深模具的设计
在拉深后我们发现如图4.1.2：工件底部的网格变化很 小，而侧壁上的网格变化很大，以前的等距同心圆，变成 了与工件底部平行的不等距的水平线，并且愈是靠近工件 口部，水平线之间的距离愈大，同时以前夹角相等的半径 线在拉深后在侧壁上变成了间距相等的垂线，如图4.1.3所
示，以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。
《冲压工艺与模具设计》
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4章 拉深工艺及拉深模具的设计 《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.1.2拉深过程中变形毛坯各部分的应力与应变状态
拉深过程中某一瞬时毛坯变形和应力情况(如图4.1.5)
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 （2）计算工件表面积 圆筒直壁部分的表面积为 :
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.2.2无凸缘圆筒形件的拉深工艺计算
1.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。 （如图4.2.2）
拉深是一个塑性变形过程，材料变形后必然发生加 工硬化，使其硬度和强度增加，塑性下降。
加工硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材 料，但塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难。
《冲压工艺与模具设计》
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4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计
拉深时 3 的值决定于变形程度，变形程度越大，需要转移
的剩余材料越多，加工硬化现象越严重，则越 3大，就越容易起
皱。 (3)材料的力学性能 板料的屈强比 s b 小，则屈服极限小，变形区内的切向压
应力也相对减小，因此板料不容易起皱。
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 1.拉深的基本概念 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他形状 空心件的一种冲压加工方法。(如图4.0.1)
2.典型的拉深件(如图4.0.2)
3.拉深模具的特点 结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大
的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。
形量为：
1
Dt dt Dt
1 d1 D
1 m1; 2
d 1t d 2t d 1t
1
d2 d1
1 m2
.............
n1 1 mn 1; n 1 mn. 即： 1 m
由此可知，拉深系数是一个小于1的数值，其值愈大表
示拉深前后毛坯的直径变化愈小，即变形程度小。其值愈小
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
图 4.2.2 拉深工序示意图
《冲压工艺与模具设计》
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
拉深系数的倒数称为拉深程度或拉深比，其值为：
kn
1 mn
d n 1 dn
拉深系数表示了拉深前后毛坯直径的变化量，反映了
毛坯外边缘在拉深时切向压缩变形的大小，因此可用它作为
衡量拉深变形程度的指标。拉深时毛坯外边缘的切向压缩变
4.2.1 拉深毛坯尺寸的确定
拉深毛坯尺寸的确定原则： 体积不变原理（拉深前毛坯表面积等于拉深后零件的表面 积 ）、相似性原理。 毛坯的计算方法：等重量、等体积、分析图解法、作图法。 （1）确定修边余量 由于材料的各向导性以及拉深时金属流动条件的差异，拉 深后工件口部不平，通常拉深后需切边，因此计算毛坯尺寸时 应在工件高度方向上(无凸缘件)或凸缘上增加修边余量 。
下，必须采取措施防止起皱发生。最简单的方法(也是实际生 产中最常用的方法)是采用压边圈 。
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
2.拉裂 拉深后得到工件的厚度沿底部向口部方向是不同的
(如图4.1.9) 防止拉裂: 可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，合理设计模具工作部分的形状，选用拉深性 能好的材料。 3.硬化
1.平面凸缘部分
主要变形区
2.凹模圆角区
过渡区
3.
5.圆筒底部分
小变形区
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图 4.1.5 拉深中毛坯的应力应变情况
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4.1.3 拉深成形的障碍及防止措施
1.起皱(如图4.1.8)，影响起皱的因素： (1)凸缘部分材料的相对厚度 凸缘部分的相对料厚，即为 :
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4.1 拉深变形过程的分析
4.1.1板料拉深变形过程及其特点
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4.1.2) ，然后将带有网格的毛坯进行 拉深。
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 (4)凹模工作部分的几何形状
平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件是 :
t (0.09 ~ 0.17)(1 t )
D
D
用锥形凹模首次拉深时，材料不起皱的条件是：
t 0.031 d
D
D
如果不能满足上述式子的要求，就要起皱。在这种情况
m1 d1 D
m2 d2 d1
.............
mn1 d n1 d n2
mn dn dn1
工件的直径与毛坯直径之比称为总拉深系数，即工件
所需要的拉深系数
m总
dn D
d1d 2 Dd1
...
d n1d n d n2d n1
m1m2...mn1mn
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 《冲压工艺与模具设计》
在拉深过程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸缘毛坯的
径向产生拉伸应力 3，切向产生压缩应力 1 。在它们的共同
作用下，凸缘变形区材料发生了塑性变形，并不断被拉入凹模 内形成筒形拉深件。
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
在拉深后我们发现如图4.1.2：工件底部的网格变化很 小，而侧壁上的网格变化很大，以前的等距同心圆，变成 了与工件底部平行的不等距的水平线，并且愈是靠近工件 口部，水平线之间的距离愈大，同时以前夹角相等的半径 线在拉深后在侧壁上变成了间距相等的垂线，如图4.1.3所
示，以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。
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4.1.2拉深过程中变形毛坯各部分的应力与应变状态
拉深过程中某一瞬时毛坯变形和应力情况(如图4.1.5)
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 （2）计算工件表面积 圆筒直壁部分的表面积为 :
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4.2.2无凸缘圆筒形件的拉深工艺计算
1.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。 （如图4.2.2）
拉深是一个塑性变形过程，材料变形后必然发生加 工硬化，使其硬度和强度增加，塑性下降。
加工硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材 料，但塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难。
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计