圆筒形拉深件毛坯尺寸计算
第一节 圆筒形零件拉深
式中 d——冲件直径； D——坯料直径；
m1——第一次拉深系数；
m均——第一次拉深以后各次的平均拉深系数
拉 深 过 程 的 应 力 与 应 变 状 态
下标1、2、3分别代表坯料径向、 厚度方向、切向的应力和应变
圆 筒 形 件 拉 深 时 凸 缘 变 形 区 的 应 力 分 布
②推算方法 A.由表5-4或表5-5中查得各次的极限拉深系数； B.依次计算出各次拉深直径，即
ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；…；ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１
C.当ｄｎ≤ｄ时，计算的次数即为拉深次数。
一、无凸缘圆筒形零件拉深 7、拉深次数与工序尺寸 1）拉深次数的确定
③计算方法 拉深次数
lg d 1gm1D n 1 lg m均
D2 ri H i 0.25 d 0 . 43 (di 0.32ri ) i d di i
一、无凸缘圆筒形零件拉深
8、后续各次拉深的特点 后续各次拉深所用的毛坯不是平板而是筒形件，因此，它与 首次拉深相比，有许多不同之处. 9、圆筒形零件拉深的压料力和拉深力 1）压料装置与压料力 在模具结构上采用压料装置防止拉深过程中的起皱，可按 表5-7判断。 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。
一、无凸缘圆筒形零件拉深
5、旋转体拉深件坯料尺寸的确定
1）坯料形状和尺寸确定的依据
（1）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工件表面 积近似相等。
（2）相似原理
毛坯的形状一般与工件截面形状相似，但坯料的周边必须是 光滑的曲线连接。形状复杂的拉深件，需多次试压，反复修改， 才能最终确定坯料形状。 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。
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。
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。
圆筒形件拉深工艺计算
查表4.3.1得切边量
坯料直径为
h 6mm
D d 2 4d ( H 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4.4.1（续） （２）确定拉深次数 t 2 坯料相对厚度为 D 98.2 100 % 2.03% 2%
各次工序件高度为
……
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例4.4.1（续） （4）工序件草图
此时ｄ4＝23ｍｍ＜28ｍｍ，所以应该用4次拉深成形。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
例4.4.1（续） （３）各次拉深工序件尺寸的确定 经调整后的各次拉深系数为：
ｍ1＝0.52，ｍ2＝78，ｍ3＝0.83，ｍ4=0.846
各次工序件直径为 …… 各次工序件底部圆角半径取以下数值： ｒ1＝8ｍｍ，ｒ筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
例4.4.1 求图4.4.4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。 解：因ｔ＞ 1 ｍｍ，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
H 76 1 75 2 .7 d 30 2 28
按表4.4.4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4.4.2得各次极限拉深系数ｍ 1＝0.50， ｍ2＝0.75，ｍ3＝0.78，ｍ4＝0.80，…。 故 ｄ1＝ｍ1Ｄ＝0.50×98.2ｍｍ＝49.2ｍｍ ｄ2＝ｍ2ｄ1＝0.75×49.2ｍｍ＝36.9ｍｍ ｄ3＝ｍ3ｄ2＝0.78×36.9ｍｍ＝28.8ｍｍ ｄ4＝ｍ4ｄ3＝0.8×28.8ｍｍ＝23ｍｍ
拉深毛坯计算公式
一.１．修边余量查表4-4，h 69.5d 20h/d= 3.48修边余量查表得δ=6二. 2.毛坯直径查表4-7D=毛坯直径 D=78√d1²+4d2h1+6.28rd1+8r²表4-4 无凸缘圆筒形拉深件的修边余量δ圆筒形件的拉深工d1=12d2=20h=69.5r=4t=1(厚度)三.确定是否用压边圈毛坯相对厚度=t/D×100毛坯相对厚度=1.28t=1(毛坯的厚度)D=78(毛坯的直径)查表4-80 所得:采用压边圈不采用压边圈四.确定拉深次数表4-80 采用或不采用压边圈的条件采用查表法,查表4-18最大相对高度=h/d (包括修边余量后h的值)毛坯相对厚度=t/D×100最大相对高度= 3.7750毛坯相对厚度= 1.2769拉深次查表得:3五.确定各次拉深直径1.确定各次拉深直径:由表4-15或m1 =0.55各次拉深直径为:m2 =0.75m3 =0.80m4 =m5 =表4-18 无凸缘圆筒形拉深的最大相最大相对高度= 3.7750毛坯相对厚度= 1.2769表4-15 无凸缘筒形件用压边圈拉深时表4-16 无凸缘筒形件不用压边圈拉深六.r凹=0.8√r凹=(0.6～即半成品底部的圆角半径为：r1= 5.93652481r2= 3.281537559r3=0r4=0r5=#REF!七．选取各次拉深高度１．由表4-19的有关公试计算得h1=27.50h2=40.84497448h3=h4=h5=选取各次半成品底部的圆角半径拉深工序计算件最大相对高度 h/dd1 =43.07d2 =32.31d3 =25.84d4 =0.00d5 =0.00拉深时的拉深系数圈拉深时的拉深系数。
圆筒件的拉深系数
若某相邻两阶梯直径比值dn／dn-1小于相应圆筒 形件的极限拉深系数时，则由直径dn-1到dn按 凸缘件的拉深办法，其拉深顺序由小阶梯到大 阶梯依次拉深。
若mΣ>m（极限拉深系数），则该零件只 需拉深一次，否则必须多次拉深。
多次拉深时，拉深次数的确定：
取首次拉深系数为m1，则m1=d1/D,故d1=m1D 取第二次拉深系数为m2，则m2=d2/d1
故d2=m2d1=m1m2D … 第n次拉深时，工作直径则为：dn=m1m2m3……mnD 因而mΣ=m1m2m3…mn
工序图：
二、有凸有凸缘圆筒形件的拉深将毛坯拉深至某一时刻 达到零件所要求的凸缘直径dt时不再拉深。
毛坯直径为 ：D d2t1 4d1h1 3.44d1r
当圆角半径rd=rp=r时，第一次拉深 系数为 ：
m1
d1 D
1
d t1 d1
2
h1 4
d1
3.44 r d1
对于中小型零件(d t<200mm)， 采用减小圆筒形部分直径、增加 高度来达到，而圆角半径rp和rd 在整个变形过程中基本保持不变。
用此方法制成的零件，表面质量较差， 容易在筒壁部分和凸缘上残留有中间工 序中形成的圆角部分弯曲和厚度的局部 变化的痕迹，所以最后要加一道整形工 序。
2．改变圆角半径并减小圆筒形直径
当工件的相对拉深高度h/d>h1/d1时，则该 工件就不能用一道工序拉深出来，而需 要两次或多次才能拉出。
以后各次拉深的拉深系数为mn=dn/dn-1。
(二)窄凸缘圆筒形件拉深
对 dt / d 1.11.4 之间的凸缘件称为窄凸缘件。
这类零件因凸缘很小，可以当作一般圆筒形件 进行拉深，只在倒数第二道工序时才拉出凸缘 或拉成具有锥形的凸缘，而最后通过校正工序 压成水平凸缘。
拉深毛坯工序尺寸计算实例
圆筒形件的拉深次数及工序尺寸确定
实例： 试确定如图所示零件（材料08钢，板厚 t =2mm）的 拉深次数和各拉深工序尺寸。
1. 确定切边余量δ：根据 h=200，h/d=200/88=2.28，查表并取δ=7mm。 2. 查询公式计算毛坯直径（也可以采用计算法）：
第二次
h2
(D2
d
2 20
2r2 d 20
8r22 )
4d2
第三次
h3
(D2
d
2 30
2r3 d 30
8r32 )
4d3
式中：d1，d2，d3 为各次拉深的直径（中线值）； r1，r2，r3 为各次半成品底部的圆角半径（中线值）； d10，d20，d30 为各次半成品底部平板部分的直径； h1，h2，h3 为各次半成品底部圆角半径圆心以上的筒壁高度； D 为毛坯直径。
圆筒形件的拉深次数及工序尺寸确定
（2）半成品高度 hn ：
各次拉深直径确定后，紧接着计算各次拉深后零件的高度。计算高度 前，应先定出各次半成品底部的圆角半径，取 r1=12，r2=8，r3=5（方法见 第10节）。计算各次半成品的高度可由求毛坯直径的公式推出。
第一次 h1 (D2 d120 2r1d10 8r12 ) 4d1
可知该零件需拉深 4 次才能成形。计算结果是否正确可用表 5-4 校核。零 件相对高度 h/d = 207/88 = 2.36 ，相对厚度为 0.7，从表中可知拉深次数在 3~4 之间，和推算法所得结果相符，零件的拉深次数确定为 4 次。
4. 半成品尺寸确定：半成品直径 dn、筒底圆角半径 rn 及筒壁高度 hn （1）半成品直径 dn ：拉深次数确定后，再根据计算直径 dn 应等于工件 直径 d 的原则对各次拉深系数进行调整，使实际采用的拉深系数大于估算 拉深次数时所用的极限拉深系数。
圆筒形拉深件工序件尺寸计算
例：试对图所示圆筒形件进行拉深工艺计算，材料为L3，壁厚0.5mm 。
圆筒形拉深件解：1.确定修边余量Δh 该件H ＝90mm ，H/d ＝1.8，查表2-37得Δh ＝5mm 。
则拉深高度H ＝90+5＝95mm 。
2.计算毛坯直径由于板厚t 小于1mm ，故计算毛坯直径可直接用工件图所注尺寸计算，不需按中心层尺寸计算。
D ＝2222256.072.14r rd H d d --+＝225.056.0505.072.19550450⨯-⨯⨯-⨯⨯+＝146.53.确定拉深次数按毛坯相对厚度t/D ＝0.5/146.5＝0.34％和工件相对高度H/d ＝95/50＝1.9，查表4-15得拉深次数n ＝3。
初步确定需要三次拉深。
考虑到工件圆角半径为0.5mm ，故需增加一次整形工序。
4.计算各次工序件直径考虑到板料为软铝l3，拉深系数按表4-11中值减小1.5％计算，初步确定三次拉深的拉深系数分别为：m 1＝0.54，m 2＝0.77，m 3＝0.79，初步计算各次拉深工序件直径为：1.489.6079.09.601.7977.01.795.14654.023312211=⨯===⨯===⨯==d m d d m d D m d第三次拉深直径已小于工件的直径，需调整各次的拉深系数，取m 1＝0.55，m 2＝0.78，m 3＝796.078.055.05.1465021=⨯=m m D d因此得各次拉深工序件直径为：508.62796.08.626.8078.06.805.14655.023312211=⨯===⨯===⨯==d m d d m d D m d5.选取凸模与凹模的圆角半径An Tn Ai Ai A r r r r t d D r )8.0~7.0()8.0~7.0(5.55.0)505.146(8.0)(8.011===⨯-=-=-计算各次拉深凸模与凹模的圆角半径并取整结果为：mm r mmr mmr mmr mmr mmr T T T A A A 345456321321======6.计算各次工序件的高度将D ＝146.5；d 1＝80.6、r 1＝5；d 2＝62.8、r 2＝4；d 3＝50、r 3＝3分别代入如下公式： )56.072.1(4122n n n n n n d r r d d D H ++-=可计算出：H 1＝48.6mmH 2＝71.5mmH 3＝96.1mm计算拉深工序件的高度是为了设计再拉深模时确定压边圈的高度，再拉深模压边圈的高度应大于前道工序件的高度。
圆筒形件冲压工艺设计
3.3凸、凹模工作部分的尺寸
• （1）凹模圆角半径rd
• 查表4-6，rd1取12t,即6mm。
• （2）凸模圆角半径rp
• 可取rp=rd,最后一道拉深时rp等于零件的圆角半径， 3个圆角半径分别为6mm,4.5mm,2mm。
• （3）凹、凸模间隙c
• 不用压边圈拉深时，c=(1～1.1)tmax • 取c为0.5mm。
1.冲压件特点
该冲压件为圆筒形件 尺寸不大，精度要求 较高材料较薄
2.工程应用举例
• 饭盆，脸盆，圆桶，易拉罐等筒形容器 • 液化气罐等压力容器
3.工艺计算及其模具设计
3.1工艺分析
• （1）冲压件的形状和尺寸
• 该零件为圆筒形拉深件件,材料很薄，拉深高度较 大，需多次拉深。内壁圆角半径大于料厚的5倍， 不用增加整形工序。
• （2）冲压件精度
• 查表7-10和7-11可知，圆筒件径向精度可以达到， 但高度尺寸精度相差太大，无法达到，且板料太 薄，影响拉深质量。
（3）尺寸标注
图中要求保证外壁尺寸，高度方向尺寸以底部为 基准高度尺寸容易保证。
（4）生产批量
图中没有给出要求，冲压生产宜采用大批量生产 方式，以取得经济效益。
• （4）凹、凸模尺寸及制造公差
• 凹模尺寸：
• 凸模尺寸：
• 3.4拉深力计算 • 3.5拉深功
3.6 工艺方案
• 方案一: （1）落料和首次拉深。 （2）第二次拉深。 （3）第三次拉深。
方案二：（1）落料和首次拉深。 （2）两次拉深同时进行。
经比较，选择方案二。
3.7 模具结构形式的确定
3.6 设备选择
结论：该圆筒件要进行冲压生产，需要增加 料厚，取0.5mm，多次拉深，降低高度方向 精度要求，且大批量生产才合理。
拉深设计实例
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1.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）表4.2.2有凸缘零件切边余量ΔR（mm）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）。
由于旋转体拉深零件的毛坯为圆形，根据面积相等原则，可计算出拉深零件的毛坯直径。
即：圆筒直壁部分的表面积：（4.2.1）圆角球台部分的表面积：（4.2.2）底部表面积为：（4.2.3）图4.2.1毛坯尺寸的确定工件的总面积：则毛坯直径为：（4.2.4）（4.2.5）式中Ｄ为毛坯直径（mm）；∑Ai为拉深零件各分解部分表面积的代数和（mm 2），对于各种简单形状的旋转体拉深零件毛坯直径D，可以直接按表4.2.3所列公式计算。
圆筒拉深件毛坯尺寸计算
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 1.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 >150～200 >200～250>250 1.82.53.54.35.05.56.01.62.03.03.64.24.65.01.41.82.53.03.53.84.01.21.62.22.52.72.83.0[img=125,125]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.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> 。
【材料成型工艺--锻压】2.4圆筒拉深件的拉深工序计算
5、润滑条件及模具情况
压边圈和凹模的表面光滑并进行润滑，间隙正常，均可改 善金属流动条件，有助于m减小。
凸凹模间隙过小，材料收到过大的挤压作用，并使摩 擦阻力增加，不利于减小极限拉深系数；过大，影响拉深 件精度。
6、拉深方式（是否压边 ） 有压边圈时，不易起皱，m值可取得小些。
不用压边圈时，m要取大些。
5．确定各次拉深直径
查 表 取 各 次 拉 深 极 限 拉 深 系 数 ( 小 值 ) 为 m1=0.50 、 m2=0.75 、 m3=0.78、m4=0.80,则各半成品直径为：
d1=0.5×78=39mm
；
d2=0.75×39=29.3mm
；
d3=0.78×29.3=22.8mm ；
d4=0.80×22.8=18.3mm 。
4．确定拉深次数 :先判断能否一次拉出。
零件总的拉深系数m总：m总=d/D=20/78=0.256 查表得极限拉深系数m1=0.50～0.53， 由于m总=0.256<<m1=0.50～0.53，因此不能一次拉出。 采用查表法确定拉深次数：
由t/D×100=1.28，h/D=3.7查表得拉深次数n=4
极限拉深系数的确定
根据最大拉应力和危险截面抗拉强度，用公式计算，但 误差大。通常通过实验得到。
为了提高工艺稳定性和零件质量，零件每一次的拉深系数必
须大于极限拉深系数［m］的值。
影响拉深系数的因素
1、材料性能
屈强比 s / b ↓延伸率↑→拉深成形性能↑拉深系数↓
2、毛坯相对厚度
材料相对厚度 t/D ↑→拉深系数↓
dn d n 1
m1m2 mn1mn
拉深系数m表示拉深前后坯料（工序件）直径的变化率。 是衡量拉深变形程度的一个重要的工艺参数。
无凸缘圆筒形件的落料——拉深复合模具设计
无凸缘圆筒形件的落料——拉深复合模具设计绪论毕业设计是为了模具设计与制造专业学生在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要环节。
目的就是为了运用我们所学课程的理论和生产实际知识，进行一次模具设计的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力。
冲压模具设计通过收集资料、工艺分析、工艺计算、确定冲模的结构设计，各个零部件的设计、绘制模具总装配图、零件图，最后完善和书写设计说明书，终于完成整个的设计过程。
目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还有一定差距，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距。
导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压加工作为现代工业领域内重要的生产手段之一，更加体现出其特有的优越性。
在现代工业生产中，由于市场竞争日益激烈，产品性能和质量要求越来越高，更新换代的速度越来越快，冲压产品正朝着复杂化、多样化、高性能、高质量方向发展，模具也正朝着复杂化、高效率、长寿命方向发展。
一、冲压成形理论及冲压工艺加强冲压变形基础理论的研究，以提供更加准确、实用、方便的计算方法，正确地确定冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸，解决冲压变形中出现的各种实际问题，进一步提高冲压件的质量。
研究和推广采用新工艺，如精冲工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺以及其他高效经济的成形工艺等，进一步提高冲压技术水平。
二、模具先进制造工艺及设备模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。
计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，形成先进制造技术。
模具先进制造技术主要体现如下方面：1.高速铣削加工普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数。
圆型件拉伸工艺及计算
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
（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
（4）拉深方法、拉深次数、拉深速度、拉深件的形状等
第5章 拉深工艺及模具设计
5.2 圆筒件拉深工艺计算
5.2.2 拉深系数与极限拉深系数
３．极限拉深系数的确定 表4.5是圆筒形件在不同条件下各次拉深的极限拉深系数。
第5章 拉深工艺及模具设计
5.2 圆筒件拉深工艺计算
5.2.1 坯料形状和尺寸确定的依据
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，得到坯料尺寸。
相似原则: 拉深前坯料的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：
需多次试压，反复修改，才能最终确定坯料形状。
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
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
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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 1.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)相对凸缘直径dt/d或Bt/B 附图凸缘直径dt或Bt < 1.5 1.5～2 2～2.5 2.5～3< 25>25～50 >50～100 >100～150 >150～200 >200～250 >250 1.82.53.54.35.05.56.01.62.03.03.64.24.65.01.41.82.53.03.53.84.01.21.62.22.52.72.83.0[img=125,125]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.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) 。
由于旋转体拉深零件的毛坯为圆形，根据面积相等原则，可计算出拉深零件的毛坯直径。
即：圆筒直壁部分的表面积：[img=103,23]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]（4.2.1）圆角球台部分的表面积：[img=172,41]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]（4.2.2）底部表面积为：[img=111,41]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img] （4.2.3）[img=112,199]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]图4.2.1毛坯尺寸的确定工件的总面积：[img=176,41]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]则毛坯直径为：[img=85,47]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]（4.2.4）[img=309,31]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]（4.2.5）式中Ｄ为毛坯直径(mm)；∑Ai为拉深零件各分解部分表面积的代数和(mm 2），对于各种简单形状的旋转体拉深零件毛坯直径D，可以直接按表4.2.3所列公式计算。
表4.2.3常用的旋转体拉深零件毛坯直径D计算公式序号零件形状坯料直径D1 [img=109,81]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![img=184,26]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设[/img]计.mht![/img]或：?? [img=207,26]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]2 [img=124,112]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht!当r≠R时[img=342,24]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设[/img]计.mht![/img]当r=R时[img=153,26]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]3 [img=113,86]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![img=128,26]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设[/img]计.mht![/img]4 [img=125,90]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img][img=104,24]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]5 [img=131,76]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![img=39,22]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]或：[img=56,22]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]6 [img=100,85]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![img=120,26]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]其它形状的旋转体拉深零件毛坯尺寸的计算可查阅有关设计资料。
无凸缘圆筒形件的拉深工艺计算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。
图4.2.2 所示是用直径为D 的毛坯拉成直径为dn、高度为hn工件的工序顺序。
第一次拉成d1和h1的尺寸，第二次半成品尺寸为d2和h2，依此最后一次即得工件的尺寸dn和hn。
其各次的拉深系数为：[img=107,120]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]（4.2.6）? 工件的直径dn与毛坯直径D 之比称为总拉深系数，即工件总的变形程度系数。
[img=307,45]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]拉深系数的倒数称为拉深比，其值为：[img=133,24]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht[img=385,233]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]图4.2.2 拉深工序示意图拉深系数是拉深工艺的重要参数，它表示拉深变形过程中坯料的变形程度，m值愈小，拉深时坯料的变形程度愈大。
在工艺计算中，只要知道每次拉深工序的拉深系数值，就可以计算出各次拉深工序的半成品件的尺寸，并确定出该拉深件工序次数。
从降低生产成本出发，希望拉深次数越少越好，即采用较小的拉深系数。
但根据前述力学分析知，拉深系数的减少有一个限度，这个限度称为极限拉深系数，超过这一限度，会使变形区的危险断面产生破裂。
因此，每次拉深选择使拉深件不破裂的最小拉深系数，才能保证拉深工艺的顺利实现。
2. 影响极限拉深系数的因素极限拉深系数mmin与下列的因素有关：（1）材料方面①材料的力学性能和组织材料的塑性好、组织均匀、晶粒大小适当、屈强比σs／σb小、塑性应变比值大时，板料的拉深成形性能好，可以采用较小的极限拉深系数。
②毛坯的相对厚度t/D相对厚度t/D小时，拉深变形区易起皱，防皱压边圈的压边力加大而引起摩擦阻力也增大，因此变形抗力加大，使极限拉深系数提高。
反之，t/D大时，可不用压边圈，变形抗力减小，有利于拉深，故极限拉深系数可减少。
③材料的表面质量材料的表面光滑，拉深时摩擦力小而容易流动，所以极限拉深系数可减小。
（2）模具方面①拉深模的凸模圆角半径rp和凹模圆角半径rd凸模圆角半径rp过小时，筒壁和底部的过渡区弯曲变形大，使危险断面的强度受到削弱，极限拉深系数应取较大值；凹模圆角过小时，毛坯沿凹模口部滑动的阻力增加，筒壁的拉应力相应增大，极限拉深系数也应取较大值。
②凹模表面粗糙度凹模工作表面(尤其是圆角)光滑，可以减小摩擦阻力和改善金属的流动情况，可选择较小的极限拉深系数值。
③模具间隙c 模具间隙小时，材料进入间隙后的挤压力增大，摩擦力增加，拉深力大，故极限拉深系数提高。
④凹模形状图4.2.3所示的锥形凹模，因其支撑材料变形区的面是锥形而不是平面，防皱效果好，可以减小包角α，从而减少材料流过凹模圆角时的摩擦阻力和弯曲变形力，因而极限拉深系数降低。
[img=168,134]mhtml:file://F:\冲压\4 _ 2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计.mht![/img]图4.2.3锥形凹模(3) 拉深条件①是否采用压边圈??拉深时若不用压边圈，变形区起皱的倾向增加，每次拉深时变形不能太大，故极限拉深系数应增大。