盒形件的拉深
盒形件拉深模具设计内容知道
目录题目盒型件拉深模设计 (2)前言 (2)第一章审图 (5)第二章拉深工艺性分析 (6)2.1对拉深件形状尺寸的要求 (6)2.2拉深件圆角半径的要求 (6)2.3 形拉深件壁间圆角半径rpy (7)2.4 拉深件的精度等级要求不宜过高 (7)2.5 拉深件的材料 (7)2.6 拉深件工序安排的一般原则 (8)第三章拉深工艺方案的制定 (8)第四章毛坯尺寸的计算 (9)4.1 修边余量 (9)4.2毛坯尺寸 (9)第五章拉深次数确定 (10)第六章冲压力及压力中心计算 (11)6.1 冲压力计算 (11)6.2 压力中心计算 (12)第七章冲压设备选择 (12)第八章凸凹模结构设计 (13)8.1凸模圆角半径 (13)8.2 凸凹模间隙 (13)8.3 凸凹模尺寸及公差 (14)第九章总体结构设计 (14)9.1 模架的选取 (14)9.2 模柄 (15)9.3拉深凸模的通气孔尺寸 (15)9.4导柱和导套 (16)9.5 推杆 (17)9.6卸料螺钉 (17)9.7螺钉和销钉 (17)第十章拉深模装配图绘制和校核 (18)10.1拉深模装配图绘制 (18)10.2 拉深模装配图的校核 (20)第十一章非标准件零件图绘制 (21)11.1冲压凸模 (21)11.2 冲压凹模 (22)11.3 压边圈 (22)11.4 凸模垫板 (23)第十二章结论 (24)参考文献 (25)题目盒型件拉深模设计其目的在于巩固所学知识，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养学生的实际工作能力。
通过模具结构设计，学生在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写技术文件和查阅文献方面受到一次综合训练，增强学生的实际工作能力前言从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成2 个长度为(A-2r) 和2 个长度为(B-2r) 的直边加上4 个半径为r 的1/4 圆筒部分(图4.4.1) 。
若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。
拉深(拉延)
盒形零件可以划分为长度分别为A—2r和B—2r的4个直边部分和半径为 r 的4个圆角 部分(图2—31)。若直边部分和圆角部分的变形没有联系，则盒形件的拉深就是由直边部 分的弯曲和圆角部分的拉深所组成。 但直边部分和圆角部分是一整体，必然有相互的
作用和影响—— 不存在明确的界限。
协调变形，因此它们的成形不是简单的弯曲和拉深，两部分之间并
表2-11
表2-12
图2-29
3） 压料力 压料力的大小对拉深过程有显著的影响。压料力太小，防皱效果不好；压料力太 大，会增加毛坯的内应力，增加拉裂的危险。通常取压料力稍大于防皱所需的最低值， 可按下式确定： Q=F q 式中： Q——压料力，N； F——拉深开始时的压料面积，mm2 ； q——单位压料力，MPa。 (2—22)
而毛坯与凸模之间的摩擦力有减小危险断面传递拉应力的作用，所以生产中常采 用毛坯单面润滑法。实际上，具体为只润滑凹模腔和凹模上平面。 2）拉深力 拉深力和压料力是选择设备的主要依据之一。 拉深力与拉深系数、材料的力学性能、零件的尺寸、模具的结构以及润滑等有关。 生产中常用经验公式计算拉深力： P1=πd1tσb K1 (2—20) Pn=πdntσb Kn (2—21) 式中： P1 、Pn——分别为第一次拉深力和以后各次拉深力，N； d1、dn——分别为第一次拉深和以后各次拉深所得到的拉 深件直径，mm； t——材料厚度，mm； σb ——材料的强度极限，MPa； K1 、 Kn ——系数，可从表2—11和表2—12中查取。
单动压力机上，压料力Q是弹性压料装置的弹性力或气垫中的压缩空气作用力；双 动压力机上的压料力Q则由压力机的压料滑块直接提供。
图2-27
补2-27-1
补2-27-2
补2-27-3
拉深(拉延)
把凸模的作用力传递到平面法兰A‘B’F‘E’部分，侧壁部分是单向拉应力状态 (图2-25)。 平面法兰部分A‘B’F‘E’(图2—24b）是拉深时的主要变形区。它在径向拉应力作用 下产生塑性变形，并向中心移动，逐渐进入凸、凹模之间的间隙而形成圆筒形侧壁。 变形区在向模具中心移动时，圆周方向上的尺寸随之减小，由于受相邻材料的作用， 在圆周方向上产生切向压应力。因此，变形区处于径向受拉和切向受压的应力状态(图 2—25)。变形区在切向产生压缩变形，其外边缘由初始长度 R0α 缩小为 dα／2 (图 2—24)；变形区在径向产生伸长变形，由毛坯的初始尺寸 R0 一d0 ／2 变为圆筒形的 高度 H (H> R0 一d0 ／2)。 在拉深时，板料的厚度也发生变化(图2—26)。 在圆筒形拉深件的侧壁上部厚度 增加最多，这是因为变形区的材料除了向径向延展外，在切向压应力作用下还向厚度 方向流动，越靠毛坯外缘，加厚的趋势越大。在侧壁下端靠圆角处的厚度减小量最大， 这是由于这个部位受拉应力作用的持续时间最长。这里是最容易被拉裂的危险断面。
补2-24-4
拉深变形特点
补2-24-1
一、直壁类零件的拉深
1、 圆筒形零件拉深的变形分析 圆筒形零件的拉深是平板毛坯在凸模的作用于逐渐被压入凹模而形成圆筒的形状。 下面来分析拉深前平板圆形毛坯上的一个扇形部分(图2—24a)在拉深过程中的变形特 点。 扇形毛坯的OC0 D0部分在全部拉深过程中都与凸模端面相接触，始终保持其平面 形状，基本上不产生塑性变形或只产生很小的塑性变形，最终成为圆筒形的底部。这 个部分在拉深过程中把凸模的作用力传递给圆筒侧壁，起到传递拉深力作用。它本身 处于两向拉应力状态（切向、径向，图2—25)。 在拉深过程中形成的圆筒形侧壁部分C'D'F'E'(图2—24b)是平板毛坯扇形的C0 D0 F0 E0部分变形而成的，它是结束了塑性变形的已变形区。在以后的拉深过程中，这个 部分起传递拉深力作用，
3-9拉深件的类型及特点
2．盒形零件的拉深
3．非直壁旋转件的拉深
作业、思考
1.通过学习，把下表转件
盒形件
盒形件圆角部分接近拉深变形，直边部分基本上是弯曲变形，其变形是拉深与弯曲变形复合
毛坯周边变形不均匀，变形大的部分与变形小的部分相互制约与影响
球形体
锥形体
抛物线形件
拉深件的类型及特点
授课内容
拉深件的类型及特点
授课学时
1学时
教学目的
能够正确理解拉伸件的类型和特点
教学重点
盒形零件的拉深
教具和媒体使用
多媒体课件、板书
教学方法
讲授法
教学过程
拉深件的类型及特点
拉深工艺的主要特征在于拉深时金属有较大的流动，要求凸、凹模采用较大的圆角及较大的间隙就是为了金属的流动。用拉深工艺可以压制出圆筒形、阶梯形、球形、锥形以及其他不规则形状的开口空心零件。
(工艺技术)拉深盒型件拉深工艺
盒形件盒形件属于非旋转体零件，包括方形盒、矩形盒和椭圆形盒等。
与旋转体零件的拉深相比，盒形件拉深时，毛坯的变形分布要复杂得多。
盒形件拉深变形特点从几何形状的特点，矩形盒状零件可以划分为2个长度为（A－2r）和2个长度为（B—2r）的直边，加4个半径为r 的1／4圆筒部分组成(图4.4.1)。
若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为2r、高为h的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。
但实际上圆角部分和直边部分是联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深复合，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。
图4.4.1 盒形件拉深变形特点拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。
变形前直边处的横向尺寸是等距的，即ΔL1=ΔL2=ΔL3，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图4.4.1所示) 。
这些变化主要表现在：⑴直边部位的变形直边部位的横向尺寸ΔL1，ΔL2，ΔL3变形后成为ΔL1′，ΔL2′，ΔL3′，间距逐渐缩小，愈靠直边中间部位，缩小愈少，即ΔL1＞ΔL1′＞ΔL2′＞ΔL3′。
纵向尺寸△h１，△h2，△h3变形后成为△h1′，△h2′，△h3′，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，即△h１＜△h1′＜△h2′＜△h3′。
可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。
(2) 圆角部位的变形 ??拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。
同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。
因此该处的变形不同于纯粹的拉深。
从以上可知，由于有直边的存在，拉深时圆角部分的材料可以向直边流动，这就减轻了圆角部分的变形，使其变形程度与半径r相同，高度h相等的圆筒形件比较起来要小。
同时表明圆角部分的变形也是不均匀的，即圆角中心大，相邻直边处变形小。
基于Dynaform的盒形件拉深成形仿真技术研究
基于Dynaform的盒形件拉深成形仿真技术研究I. 前言- 研究背景和意义- 国内外研究现状II. 盒形件拉深成形仿真技术概述- 相关概念和定义- 成形工艺及其特点- 成形过程仿真技术的发展状况III. 基于Dynaform的盒形件拉深成形仿真技术研究方法- Dynaform仿真软件的基本原理与应用- 盒形件拉深成形仿真参数分析- 仿真结果的评价IV. 实验研究和结果分析- 实验材料与装置介绍- 不同参数对盒形件成形仿真结果的影响分析- 实验结果分析与讨论V. 结论与展望- 研究结果的总结- 存在的不足和改进方案- 未来研究的方向和意义注：Dynaform是一款工业成形仿真软件，可用于汽车、航空、电子等多个行业的产品设计和制造。
盒形件拉深成形是指在平面金属板上通过压力的作用将其拉伸成为三维盒状结构的成形过程。
第一章前言盒形件是目前工业制造中常用的形状之一，它具有结构稳定、装配简便等特点，在汽车、航空、电子等行业得到广泛应用。
其中，盒形件拉深成形是一种广泛应用的成形工艺，通过将平板金属拉深成为三维盒状结构，可以满足各种不同制造需求。
盒形件拉深成形技术的优化和研究对于提高制造质量和降低成本具有重要意义。
目前，工业领域中盒形件拉深成形仿真技术的研究和发展正在加速推进。
本研究将基于Dynaform工业成形仿真软件，探究盒形件拉深成形仿真技术的研究方法和实验结果。
通过分析盒形件拉深成形中的过程及其特点，探讨仿真技术在盒形件拉深成形中的应用，帮助企业提高盒形件的制造效率、降低成本和提高质量。
第二章盒形件拉深成形仿真技术概述2.1 相关概念和定义盒形件拉深成形是将平板金属拉深成为三维盒状结构的成形过程，这种成形方式具有成型精度高、制造周期短、使用范围广等优点。
盒形件拉深成形的关键技术是金属的可延性，也就是通过力的作用，将金属拉深到所需的形状。
2.2 成形工艺及其特点盒形件拉深成形是一种多工序的工艺，需要经过下料、折弯、切口等工序，其中最关键的是拉深成形工序。
角部较大圆角半径厚板矩形盒形件拉深成形
文 献标 识码 ： Ｂ
Ｒｅ ｃ ｔ ａ ｎｇ ｕ ｌ ａ ｒ ｂ ｏ ｘ ｗｉ ｔ ｈ ｂ ｉ ｇ ｃ ｏ ｒ ｎｅ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ｕ ｓ ｄ ｅ ｅ ｐ ｄｒ ａ ｗｉ ｎｇ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ
ＧＡＯ Ｊ ｉ ａ ｎ － ｊ ｕ ｎ，ＣＨＡＮＧ Ｊ ｉ ａ ｎ － ｊ ｕ ｎ，ＹＵＥ Ｘｉ ａ ｎ ｇ — ｘ ｉ ｎ
使 得 零 件 与 普 通 的 拉 深 零 件 成 形 有 较 大 的 差 别 。首 先 ， 其 成 形 条 件 除 了 符 合 普 通 拉 深 零 件 的成 形 条 件 外 ， 还 必 须 符 合 盒 形 件 直 壁 角 部 断 面拉深条件 ； 由于 角 部 大 圆 角 半 径 矩 形 盒 零 件 拉深成形 时 ， 从 圆 角 处 有 相 当 多 的 材 料 被 转 移
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ２ — １ ７ 作 者简 介 ： 高 建军 （ １ ９ ７ ６ 一） ， 男， 工 程师 。
图 １ 零 件 图
模 具 技 术 ２ ０ １ ３ ． Ｎｏ ． ３
３ ５
寸６ ４ ４ ｍｍ Ｘ ５ ３ ２ ｍｍｘ １ ２ ５ ｍｍ） 矩 形 盒 形 拉 深
机动性 ， 而 且 具 有 更 高 的 科 技 含 量 和 很 好 的 经 济性 。图 １所 示 是 该 零 件 的 零 件 图 及 技 术 状
不锈钢盒形拉深件外观缺陷的消除方法
虽 然 上 述 两 种 方 法 也 增 加 了 一 些 成 本 ， 由 于 正 品 率 高 、 品 质 但 产 量 好 ， 体 成 本 是 下 降 的 ， 较 好 的 经 济效 益 。 总 有
止 起 皱 。 压边 力 太 大 了 ． 但 以至 于 超 过 了工 件 材 料 的屈 服 极 限 ． 会 导 模 中拉 深 ， 需 两 次 拉 深 ， 一 次 拉 深 完 后 不 要 把 薄 膜 揭 下 ， 就 如 则 紧拉 着 就 致 撕 裂 ， 就 要求 角 上 的压 边 力 要 大 小 可 以适 当控 制 。 这 可能做第二次拉深 ， 必再覆一层膜。 不 ２１ ．． 通 过 改 变 薄膜 大 小 ． 现 调 整压 边 力 大小 。 需 把 压边 力 调大 ， ４ 实 如 则 把 薄 膜 裁 小 一 些 ，使 凹 模 上 平 面 与 坯 料 的 直 接 接 触 的 面 积 大 一 些 ， 摩 擦 力 自然 增 大 ， 当 于 压 边 力 增 大 了 。 反 之 ， 把 薄 膜 裁 得 大 一 些 ， 相 就
１ 一凹模 ；一坯 料 ；一 料 板 ；一凸模 ２ ３压 ４
图 ３
如 图 ３所 示 ， 件 ２和 凹模 １之 间 的 油 膜 很 薄 ， 对 拉 深 起 一 定 坯 能
的 润 滑作 用 ， 不 能 从 根 本 上 消除 拉 痕 。 践 证 明 ， 只 用 拉 深 油 作 润 但 实 每 滑 剂 拉 深 的 产 品外 壁 或 多 或 少 的存 在 拉 痕 ， 重 的 甚 至 导 致 报 废 。 而 严
【 键 词 】 深 ； 缺 陷 ； 边 力 ； 膜 ； 涂 清 漆 关 拉 ，观 压 覆 喷 用 平 面 板 坯 制 作 杯 形 件 的冲 压 成 形 工 艺 称 拉 深 。 过 拉 深 可 以 制 的工 作 量 ； 外 由于 人 工 涂 刷 油 ， 免 涂 油 不 均 匀 导 致 箱 体 缺 陷 ， 油 通 另 难 或 成 圆筒 形 、 形 、 形 、 形 、 梯 形 、 凸 缘 的 和 其 他 复 杂 形 状 的 空 心 流 到 设 备 、 面 上 造成 污 染 。由于 压 边 圈 ３ 凹 模 １ 坯 件 ２都 是 刚 性 均 球 锥 盒 阶 带 地 、 、 坯 四 件 。拉 深 中工 件 和 凹 模 之 问 的 润 滑 剂 及 压 边 力 对 拉 深 质 量 、 深 废 品 匀 接 触 ， 件 角 和 边 上 的 压边 力要 么 同 时调 小一 些 ， 边 能 拉 深 成 形 ， 拉 率 以及 模 具 使 用 寿 命 等 起 着 关 键 性 的 作 用 。 不 锈 钢 盒形 拉 深件 的生 而 四 个 角 上 则 出 现 皱 折 ， 么 同 时调 大 一些 ， 然 消 除 了 起 皱 现 象 ， 在 要 虽 但 产 实 践 中 ， 有 起 皱 、 痕 及 撕 裂 等 外 观 缺 陷 影 响 产 品 的质 量 。 何 采 使 盒 体 拉深 撕 裂 得 几 率 增 加 。 常 拉 如
第六章拉深(5—7)
②变形情况：直边流入凹模的速度＞圆角部分
∴直边对圆角的变形有带动作用，因此，可减少圆角的拉应力σL。 ③直边与圆角相互影响程度决定于r/B和H/B r/B↓→ 直边对圆角变形影响↑ H/B↑→ 直边对圆角变形影响↑
（二）盒形件毛坯形状与尺寸的确定 1、一次拉深成形的低盒形件坯料 作图法： （1）直边——按弯曲变形
不能用来作为判断依据
m
d d D 2d
2.三种成形方法
（1）
t 3% D
可不用压料圈，但行程终了要整形，
（2）
t 0.5% ~ 3% 采用压料装置拉深 D t 3% D
采用压料筋或反拉深方法
（3）
1. 带直壁 h (0.1 ~ 0.2)d 或带凸缘球形件 dt d (0.2 ~ 0.3)d 有利于球面成形（防皱） 2. 高度小于 r 的浅球形件 问题----------起皱、坯料偏移、回弹 （1）
di mi d i 1
(i=2,3,4…n)
以后各次拉深系数——其值与凸缘宽度及外形尺寸无关，可 查表5-11，与无凸缘拉深相同。
（二）拉深方法
1．小凸缘圆筒件拉深
前几道按无凸缘拉深→最后两道拉为带锥形凸缘件→再整形成平面凸缘。
2．宽凸缘圆筒件拉深方法
表面质量较差，需最后增加整形 工序，适用于薄、深、中小件 （dt<200mm）
查表5-14
ri——各次拉深后工序件口部圆角半径
（2）相对高度 当 r rd 也可用H/r表示 首次拉深查表5-13
拉深系数m大于表5-12或相对高度H/r小于表5-13可一次拉深成形。
（四）盒形件多工序的拉深方法及工序件尺寸的确定 盒形件多次拉深的变形特点： （与筒形件多次拉深不同；与盒形件首次拉深不同）
拉伸工艺及拉伸模具设计
图阶梯形零件
”
图4.2.12 阶梯形多次拉深方法
01
若最小阶梯直径 过小，即 过小， 又不大时，最小阶梯可用胀形法得到。
02
若阶梯形件较浅，且每个阶梯的高度又不大，但相邻阶梯直径相差又较大而不能一次拉出时，可先拉成圆形或带有大圆角的筒形，最后通过整形得到所需零件，(如图)。
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)
凹模圆角区 过渡区
凸模圆角部分 过渡区
平面凸缘部分 主要变形区
筒壁部分 传力区
圆筒底部分 小变形区
1
2
3
4
5
6
图 4.1.5 拉深中毛坯的应力应变情况
图4.2.13 直径差较大的浅阶梯形件的拉深方法
4.3 非直壁旋转体零件拉深成形的特点 曲面形状(如球面、锥面及抛物面) 零件的拉深，其变形区的位置、受力情况、变形特点等都与圆筒形零件不同，所以在拉深中出现的各种问题和解决方法亦与圆筒形件不同。对于这类零件就不能简单地用拉深系数衡量成形的难易程度，并把拉深系数作为制定拉深工艺和模具设计的依据。
4.1.3 拉深变形过程的力学分析
1.凸缘变形区的应力分析 （1）拉深中某时刻变形区应力分布 根据微元体的受力平衡可得 因为 取 并略去高阶无穷小，得: 塑性变形时需满足的塑性方程为 :
01
4.1 拉深变形过程的分析
在拉深后我们发现如图：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，如图所示，以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。
基于dynaform盒形拉深件的数值模拟
基于 dynaform 盒形拉深件的数值模拟摘要:根据冲压课程教学中的拉深网格实验，采用板料成形数值模拟软件Dynaform对圆筒形零件拉深工艺过程进行了模拟，并将模拟结果与理论压边力和物理实验结果进行了比较。
验证了数值模拟结果与拉深网格物理实验的一致性，同时也验证了Dynaform板料成形模拟计算结果具有很高的可靠性，在实践中是可以应用的。
关键词:拉深盒型件压边力数值模拟引言在板料拉深成形过程中，影响板料成形质量的因素有很多，诸如压边力大小、凹凸模圆角半径、拉深材料性能、拉深模具参数、摩擦润滑条件以及坯料形状和大小等等都是重要的影响因素。
其中，压边力(BHF)的大小对板料拉深成形质量影响尤为明显田，且它也是最易于控制和调节的参数。
板材拉深的主要缺陷是起皱和破裂。
为了防止零件发生起皱，一般都采用压边圈和足够大的压边力,大的压边力尽管可以防止或消除起皱，但可能引起拉裂。
由于计算机仿真技术在薄板冲压成形中的应用，这一工程中的难题得到了有效的解决。
第1章有限元模型建立1.1 编辑零件名选择菜单“零件层”|“编辑”命令，分别修改毛坯零件文件名为“BLANK”，压边圈为“BINDER”，凹模零件为“DIE”。
1.2 零件单元网格划分选择“前处理”|“单元”命令，在弹出的“单元”对话框中单击“曲面网格划分”按钮，设置网格最大尺寸为4mm，其他参数采用默认设置，分别对DIE、BINDER、BLANK进行网格划分。
1.3 零件网格检查(1)选择“前处理”|“模型检查/修补”命令，在弹出的“模型检查/修补”对话框中单击“自动翻转单元法向” 按钮，使法线方向指向Z轴正方向。
(2)单击“显示边界”按钮，进行边界检查，观察单元网格是否有缺陷。
第2章传统设置2.1设置当前零件(1) 选择菜单“零件层”|“创建”命令，在弹出的“创建零件层”对话框中新建一个名为“PUNCH”的零件层，此时系统自动将新建的零件“PUNCH”设置为当前零件。
基于Dynaform的薄板阶梯盒形件拉深成形缺陷模拟研究
0引言盒形件在工业生产中有着广泛的应用，如电器部件和汽车部件等，由于盒形件的拉深较为复杂，既包括圆角部分的圆筒形拉深，又存在直边上的弯曲和拉延，加之盒形件的应力应变状态也很难分析，所以它的成形工艺设计和控制变形都非常困难，其成形过程常常产生许多缺陷，如拉裂、起皱、回弹补偿不当等[1，2，3]。
目前关于盒形件拉深模拟有相关研究，但薄板阶梯盒形件拉深的研究相对较少，本文是用dynaform 软件对给定薄板阶梯盒形件进行拉深成形模拟，找出影响缺陷的因素，并优选工艺参数组合以获得最佳工艺参数，据此设计模具可避免模具制造完成后的大量修模，满足工程使用要求。
1建模及工艺分析1.1工艺性分析阶梯盒形件三维数字模型如图1所示，材料为10，该件左右前后均对称，形状规则，盒身尺寸分别为67*30和109*60，圆角半径为2.7，料厚0.3mm ，件总高为24.5mm ，尺寸精度按IT14，精度不高，通过拉深能够成形，总体工序安排为：落料-拉深-切边-整形。
1.2建模及网格分析利用PROE5.0建立工件和凹模的实体模型，并以“*.igs ”文件格式保存。
将工件模型导入到dynaform5.9.3中，编辑修改零件层的名称和颜色，自动曲面网格划分，检查并修补网格，生成毛坯；导入凹模，网格划分后等距偏置出凸模，再分离出压边圈，如图2所示。
图2凹模、凸模、板料、压边圈网格2数值模拟与分析首先进行参数设置，单位默认，拉延类型选双动，凸模在上，接触界面选form one way s.to s.,冲压方向为Z 向，接触间隙为0.3mm ；接着定义工具、定义板料和定位工具设置；通过“辅助工具”-“节点距离”测量凸模的运动行程，定义凸模的速度曲线和压边圈的压力曲线，最后运行Ly-Dyna 提交计算，求解模型如图3所示。
计算结束后运行后处理程序，打开（*.d3plot ）文件，分别查看FLD 图、板厚变化图、等云值图等，分析产生缺陷———————————————————————基金项目:河北省教育厅科技指导类项目（Z2019094）；廊坊市科技支撑计划项目资助（2018011048）；廊坊市科技支撑计划项目资助（2018011014）。
盒形件的拉深
高盒形件毛坯的形状与尺寸
盒形件的拉深
1.2 盒形件拉深毛坯形状与尺寸的确定
长圆形毛坯的长 度为：
长圆形毛坯的宽度为：
盒形件的拉深
1.3 盒形件拉深的变形程度
拉深系数 m
盒形件初次拉深的最大相对高度
冲压工艺与模具设计
（3）用光滑曲线
连接直边和
ห้องสมุดไป่ตู้
圆角部分，
即得毛坯的
低
形状和尺寸。
矩
形
盒
毛
坯
作
图
法
盒形件的拉深
1.2 盒形件拉深毛坯形状与尺寸的确定
所谓高盒形件是指必须用多次拉深才能最后成形的盒形件。 采用圆形毛坯， 其直径 D 为：
ra = rb = r时，则：
盒形件的拉深
1.2 盒形件拉深毛坯形状与尺寸的确定
方盒形件毛坯的形状与尺寸
盒形件的拉深
1.1 盒形件的拉深变形特点
盒形件拉深时的应力分布
盒形件的拉深
1.1 盒形件的拉深变形特点
盒 形 件 基 本 尺 寸
盒形件的拉深
1.2 盒形件拉深毛坯形状与尺寸的确定
（1）按弯曲计算直边部分的展开长度 l0，即：
（2）按拉深计算圆角部分的毛坯半径R，即:
盒形件的拉深
1.2 盒形件拉深毛坯形状与尺寸的确定
冲压工艺与模具设计
盒形件的拉深
1.1 盒形件的拉深变形特点
1.圆角部分应力分布不均匀 。 2.直边部分发生弯曲变形 。 3.圆角部分的平均应力比相同半径的圆筒件的径向拉应力要小得多 。 4.圆角部位易出现拉裂、起皱等现象 。 5.除了在圆角侧壁底部与凸缘圆角相切处容易发生拉裂外，还会因凹模圆
角半径过小等原因，引起凸缘根部（圆角附近侧壁处）产生拉裂 。 6.圆角与直边相互影响的程度取决于相对圆角半径 r/B 和相对高度 H/B 。
不锈钢装饰盒的拉深
结束语：此工件制作过程中开始定位调节不准，造成对称性不合格，经过试冲和调整达到了车锁产品配套要求。不锈钢件的冲压主要考虑因材质与冷扎板力学性能及化学性能的区别，在形状设计、模具设计、冲压工艺安排上都要采取综合措施避免缺陷的发生，虽然以上所述不一定周全，但随着不断的实践一定能积累更多的经验，进一步提高产品质量和生产效率。
模具工作部分的表面加工，不锈钢拉深模表面质量要求很高。较低的表面粗糙度可以起到减摩和提高抗粘合性的作用因此。拉深模在进行了机械加工后，进行了研磨和抛光工序消除加工痕迹。因不锈钢产品的外观质量在很大程度上取决于模具的抛磨技术，若模具表面粗糙度降低到Ra0.4-RaO.2，模具的修磨次数将相应减少，模具使用寿命得到较大提高。
（三）模具选材与加工分析
对于不锈钢冲压件选择模具材料应注意两点：一是抗粘合性，二是防磨损。一般来讲，金属晶格类型、晶格间距、电子密度、电化学性能相通的金属，其相互吸引、溶解能力强，易粘附在一起，结果摩擦系数变大。因不锈钢成分中Cr、Ni与Fe的互溶性大，因此ห้องสมุดไป่ตู้钢模拉深时，更易发生粘结瘤现象。现在多选用铸铝青铜、硬铝青铜、碳化钨钢等合金材料。采用碳化钨硬质合金制造凹模比用Cr12Mov软氮化制造凹模寿命提高数倍，如果采用代号3054合金铸铁，只需在模具表面进行火焰淬火，模具表面不会出现粘结瘤；如果一般高碳、高铬工具钢用作不锈钢薄板拉深模，热处理硬度应达到60HRC以上，表面可进行软氮化处理。另外在模具易损部位可采用硬质合金镶块，它具有优良的抗压性能、良好的耐磨性和持久的表面粗糙度及尺寸精度度控制。最后考虑成本产量等因素采用高铬钢制作并化学、热处理。
1、采取液态涂抹润滑这种保护方式是一种最常见的以减少板料与凹模侧壁的摩擦力及板料与模具材料的亲合力出发的，从而提高不锈钢的相对极限变形程度和保护模面及工件表面不受划伤。最常用的滑液为机油、工业菜油及氯化乙烯乳化液。润滑的方式有：手工刷涂、滚筒涂油、滴流、喷雾。
(4-5)其它形状零件的拉深
3.宽凸缘圆筒形件的拉深（续） （1）宽凸缘圆筒形件的工艺设计要点 1）毛坯尺寸的计算：按等面积原理进行，参考无凸缘圆 筒形零件毛坯的计算方法计算。 2）判别工件能否一次拉成：当m总>m1、h/d≤h1/d1时，可 一次拉成，否则，应进行多次拉深。
凸缘件多次拉深原则：按课本表4.2.7和表4.2.8确定第一次
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第五节 其它形状零件的拉深
三、曲面形状零件的拉深（续）
4. 锥形零件的拉深 锥形零件的拉深方法： o o （1）对于浅锥形件（h/d2<0.25~0.30， 50 ~ 80 ）：该类 零件可以一次拉成，但精度不高，回弹较严重。
（2）对于中锥形件（h/d2<0.30~0.70， 15o ~ 45o ）：拉深 方法取决于料厚。 （3）对于高锥形件（h/d2>0.70~0.80， 10o ~ 30o）：该类 零件因直径大小相差很小，变形程度更大，很容易产生变 薄而拉裂和起皱。这时，可采用以下两种方法： 1）阶梯过渡拉深成形法； 2）锥面逐步成形法。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第五节 其它形状零件的拉深
三、曲面形状零件的拉深（续）
4. 锥面零件的拉深 锥面零件的拉深成形机理与球 面形状零件一样，具有拉深、胀形 两种机理。由于锥形冲件各部分的 尺寸比例关系（见右图）不同，其 冲压难易程度和应采用的成形方法 也有很大差别。锥形件拉深成形极 限表现为起皱与破裂，起皱出现在 中间悬空部分靠凹模圆角处，破裂 是在胀形部分的冲头转角处。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第五节 其它形状零件的拉深
一、有凸缘圆筒形件的拉深（续）
3.宽凸缘圆筒形件的拉深 （3）宽凸缘圆筒形件的拉深方法 中小零件（dt<200mm）：如图a） 大型零件（dt>200mm） ：如图b）
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
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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：
盒形件拉深毛坯展开尺寸的计算方法
盒形件拉深毛坯展开尺寸的计算方法1.确定盒形件的形状和尺寸：首先需要确定盒形件的形状和尺寸，包括长、宽、高以及边角的角度等参数。
这些参数是计算展开尺寸所必需的基本信息。
2.计算拉深率：拉深率是指深拉盒形件在展开尺寸中的比率。
它可以通过以下公式计算：拉深率（%）=（拉深尺寸-毛坯尺寸）/毛坯尺寸×100%其中，拉深尺寸是盒形件的最终展开尺寸，毛坯尺寸是最初的平面尺寸。
3.考虑材料的伸缩性：在计算过程中需要考虑材料的伸缩性，因为金属材料在加工过程中会发生伸缩变形。
一般情况下，可以根据实际经验在计算中增加一个伸缩率系数，用于修正展开尺寸。
这个系数可以通过试验得到。
4.计算展开长度：展开长度是指盒形件在展开后的整体长度。
它可以通过以下公式计算：展开长度=2×高+2×长×正切(开口角/2)其中，高是盒形件的高度，长是盒形件的长度，开口角是指两个边角的夹角。
5.计算展开宽度：展开宽度是指盒形件在展开后的整体宽度。
展开宽度=宽+毛坯展开长度×正切(开角/2)其中，宽是盒形件的宽度，开角是指两个边角的夹角。
6.制作展开图：根据计算得到的展开长度和展开宽度，可以绘制盒形件的展开图。
展开图是盒形件在展开后的平面图，可以作为加工的参考。
需要注意的是，以上的计算方法是基于一般情况下的盒形件展开，对于复杂的盒形件或特殊要求的展开，可能需要更加精确的计算方法。
同时，这些计算方法也需要结合实际加工经验和试验进行调整和修正，以确保最终的展开尺寸与实际要求相符。
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从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分(图4.4.1) 。
若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。
但实际上圆角部分和直边部分联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。
拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。
变形前直边处的横向尺寸是等距的，即，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图4.4.1所示) 。
这些变化主要表现在：图 4.4.1 盒形件的拉深变形特点⑴直边部位的变形直边部位的横向尺寸变形后成为间距逐渐缩小，愈向边中间部位缩小愈少，即纵向尺寸变形后成为，间距渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，即。
可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。
(2) 圆角部位的变形拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直等距平行线。
同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。
因此该处的变形不同于纯粹的拉深。
根据网格的变化可知盒形件拉深有以下变形特点：(1) 盒形件拉深的变形性质与圆筒件一样，也是径向伸长，切向缩短。
沿径向愈往口部伸长愈多沿切向圆角部分变形大，直边部分变形小，圆角部分的材料向直边流动。
即盒形件的变形是不均匀的。
(2) 变形的不均匀导致应力分布不均匀(图 4.4.2) 。
在圆角部的中点最大，向两边逐渐减小，到直边的中点处最小。
故盒形件拉深时破坏首先发生在圆角处。
又因圆角部材料在拉时容许向直边流动，所以盒形件与相应的圆筒件比较，危险断面处受力小，拉深时可采用小的拉深系数也不容起皱。
图 4.4.2 盒形件拉深时的应力分布(3) 盒形件拉深时，由于直边部分和圆角部分实际上是联系在一起的整体，因此两部分的变形相影响，影响的结果是：直边部分除了产生弯曲变形外，还产生了径向伸长，切向压缩的拉深变形。
两部分相互影响的程度随盒形件形状的不同而不同，也就是说随相对圆角半径 r/B 和相对高度 H/B 的不同而不同。
r/B 愈小，圆角部分的材料向直边部分流得愈多，直边部分对圆角部分的影响愈大使得圆角部分的变形与相应圆筒件的差别就大。
当 r/B=0.5 时，直边不复存在，盒形件成为圆筒件盒形件的变形与圆筒件一样。
当相对高度 H/B 大时，圆角部分对直边部分的影响就大，直边部分的变形与简单弯曲的差别就大。
因此盒形件毛坯的形状和尺寸必然与 r/B 和 H/B 的值有关。
对于不同的 r/B 和 H/B ，盒形件毛坯的计算方法和工序计算方法也就不同。
4.4.2 盒型零件拉深毛坯的形状与尺寸的确定毛坯形状和尺寸的确定应根据零件的 r/B 和 H/B 的值来进行，因为这两个因素决定了圆角和直边在拉深时的影响程度。
计算的原则仍然是保证毛坯的面积等于加上修边量后的工件面积，并尽可能要满足口部平齐的要求。
一次拉深成形的低盒形件与多次拉深成形的高盒形件，计算毛坯的方法是不同的。
下面主要介绍这两种零件毛坯的确定方法。
1〃一次拉深成形的低盒形件(， B 为盒形件的短边长度 ) 毛坯的计算低盒形件是指一次可拉深成形，或虽两次拉深，但第二次仅用来整形的零件。
这种零件拉深时仅有微量材料从角部转移到直边，即圆角与直边间的相互影响很小，因此可以认为直边部分只是简单的弯曲变形，毛坯按弯曲变形展开计算。
圆角部分只发生拉深变形，按圆筒形拉深展开，再用光滑曲线进行修正即得毛坯，如图 4.4.3 所示。
计算步骤如下：图 4.4.3 低盒形件毛坯的作图法（1）按弯曲计算直边部分的展开长度。
(4.4.1)式中为工件高度；为盒形件修边余量(见表 4.4.1) 。
(2) 把圆角部分看成是直径为 d=2r ，高为 H 的圆筒件，则展开的毛坯半径为：(4.4.2)当时，则：(3) 通过作图用光滑曲线连接直边和圆角部分，即得毛坯的形状和尺寸。
具体作图步骤如下：表 4.4.1 盒形件修边余量①按上述公式求出直边部分毛坯的展开长度和圆角部位的展开长度 R ；②按 1:1 比例画出盒形件平面图，并过 r 圆心画水平线，再以 r 圆心为圆心，以及为半径画弧，交于 a 点；③画直边展开线交于 b 点，展开线距离圆心迹线的长度为；④过线段的中点 c 作圆弧 R 的切线，再以及为半径作圆弧与直边及切线相切。
使阴影部分面积基本相等。
这样修正后即得毛坯的外形。
2. 高盒形件(H ≥0.5B) 毛坯的计算毛坯尺寸仍根据工件表面积与毛坯表面积相等的原则计算。
当零件为方盒形且高度比较大，需要多道工序拉深时，可采用圆形毛坯，其直径为：（ 4.4.3 ）公式中的符号见图4.4.4 。
对高度和圆角半径都比较大的盒形件(H/B≥0.7～0.8) ，拉深时圆角部分有大量材料向直边流动，直边部分拉深变形也大，这时毛坯的形状可做成长圆形或椭圆形，如图 4.4.5 所示。
将尺寸为的盒形件，看作由两个宽度为 B 的半方形盒和中间为 (A-B) 的直边部分连接而成，这样，毛坯的状就是由两个半圆弧和中间两平行边所组成的长圆形，长圆形毛坯的圆弧半径为：图 4.4.4 方盒件毛坯的形状与尺寸图 4.4.5 高盒形件的毛坯形状与尺寸式中 D 是宽为 B 的方形件的毛坯直径，按式 (4.4.3) 计算。
的圆心距短边的距离为 B/2 。
则长圆形坯的长度为：(4.4.4)长圆形毛坯的宽度为：(4.4.5)然后用 R=K/2 过毛坯长度两端作弧，既与弧相切，又与两长边的展开直线相切，则毛坯的外即为一长圆形。
如，则毛坯做成圆形，半径为 R=0.5K 。
4.4.3 盒形件拉深的变形程度由于盒形件初次拉深时圆角部分的受力和变形比直边大，起皱和拉破易在圆角部发生，故盒形件初次拉深时的极限变形量由圆角部传力的强度确定。
拉深时圆角部分的变形程度仍用拉深系数表示：式中为与圆角部相应的圆筒体直径； D 为与圆角部相应的圆筒体展开毛坯直径。
当时，与圆角部相应的圆筒体毛坯直径为：则：式中为工件底部和角部的圆角半径； H 为工件的高。
由上式可知初次拉深的变形程度可用盒形件相对高度 H/r 来表示，这在使用中比较方便。
H/r 愈大，表示变形程度愈大。
用平板毛坯一次能拉出的最大相对高度值见表 4.4.2 。
若零件的 H/r 小于4.4.2 中的值，则可一次拉成，否则必须采用多道拉深。
表 4.4.2 盒形件初次拉深的最大相对高度4.4.4 高盒形件多工序拉深方法及工序件尺寸的确定高盒形件必须采用多工序拉深才能最后成形。
1〃高方盒件的多次拉深图 4.4.6 所示为多工序拉深盒形件各中间工序的半成品形状和尺寸的确定方法。
采用直径为的圆形板料，中间工序都拉成圆形，最后一道工序拉成要求的正方形形状和尺寸。
工序计算由倒数第二道 ( 即 n-1 道 ) 开始往前推算，直到由毛坯能一次拉成相应的半成品为止。
使过渡形状变形区内各处的变形相等，是确定各道工序零件半成品形状和尺寸的出发点。
整个工件所需拉深次数在计算后也就自然得出。
倒数第二道 (n-1 道 ) 工序半成品直径的计算是工艺设计的关键。
对于多次拉成的盒形件，由于毛坯要经过多次的拉深变形，角部有大量的材料要转移到直边上去，即使是最后一道变形沿周边也是不均匀的，因此角部的变形较大。
为使拉深能正常进行，需控制圆角部位的边角距的大小。
由图 4.4.6 的几何关系可知， (n-1) 道工序半成品的直径可用下式计算：(4.4.6)式中：—— n-1 次拉深工序后半成品的直径；B——方形盒件的宽度 ( 按内表面计算 ) ；——方形盒件角部的内圆角半径；——方盒形件角部的壁间距离，为 n-1 道工序半成品内表面到盒形件在圆角处内表面的距离。
一般取。
图 4.4.6 方盒件拉深的半成品形状与尺寸n-1道直径确定后，其他各工序的直径可按圆筒件的计算方法确定。
相当于用直径 D 的毛坯拉成直径为、高为的圆筒形零件。
2〃高矩形盒形件的多次拉深这种拉深可采用图 4.4.7 所示的中间毛坯形状与尺寸。
可把矩形盒的两个边视为 4 个方形盒的边长，在保证同一角部壁间距离时，可采用由 4 段圆弧构成的椭圆形筒，作为最后一道工序拉深前的半成品毛坯(是 n-1道拉深所得的半成品 ) 。
其长轴与短轴处的曲率半径分别用表示，并用下式计算：(4.47)图 4.4.7 高矩形盒形件多工序拉深的半成品的形状与尺寸式中 A，B 为矩形盒的长度与宽度。
椭圆长、短半轴，分别用下式求得：(4.4.8)由于 n-1 道拉深得到的半成品形状是椭圆形筒，所以高矩形盒多工序拉深工艺的计算又可归结为高椭圆形筒的多次拉深成形问题。
圆弧的圆心可按图 4.4.7 的关系确定。
得出 n-1 道工序后的毛坯过渡形状和尺寸后应该用前面讲过的矩形件的第一次拉深的计算方法，检查是否可能用平板毛坯一次冲压成 n-1 道工序的过渡形状和尺寸。
如果不可能，便要进行 n-2 道工序的计算。
n-2 道拉深工序把椭圆形毛坯冲成椭圆形半成品。
这时应保证：式中 a 和 b 分别是椭圆形过渡毛坯之间在长轴和短轴上的壁间距离(图 4.4.7) 。
得到椭圆形半成品之间的壁间距离 a 和 b 之后，可以在对称轴线上找到两交点 M 和 N ，然后选半径，使其圆弧通过 N 和 M ，并且又能圆滑相接的圆心都比的圆心更靠近矩形件的中心点 O 。
得出 n-2 道拉深工序的半成品形状和尺寸后，应重新检查是否可能由平板毛坯直接冲压成功。
如果还不能，则应该继续进行前一道工序的计算，其方法与前述方法相同。
由于矩形件拉深时沿毛坯周边的变形十分复杂，当前还不可能用数学方法进行精确计算，前述的各中间拉深工序的半成品形状和尺寸的计算方法是相当近似的。
假若在试模调整时发现圆角部分出现材料堆聚，应当适当减小圆角部分的壁间距离。