拉深成形工艺
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Q Fq
拉深开始时压 料面积
单位压料力，
t>0.5mm时， q=(2.5-3.0)MPa
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:09 26
7.拉深时压力机吨位的选择
拉深时，压料力和拉深力是同时产生的。
P总 是应包括压料力Q在内，即
P总 P Q
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
m2 0.80-0.82 0.79-0.80 0.78-0.79 0.77-0.78 0.75-0.77 0.73-0.75 m3 0.82-0.84 0.81-0.82 0.80-0.81 0.79-0.80 0.78-0.79 0.77-0.78 m4 0.85-0.87 0.83-0.85 0.82-0.83 0.81-0.82 0.80-0.81 0.78-0.80
不润滑
19:06:07 22
3.拉深系数的计算
第n次拉深 圆筒直径
mn
dn d n1
总变形程度：
m总
dn D
d1 D
d2 d1
d3 d2
dn1 d n2
dn d n1
m1m2m3 mn1mn
第4章拉深成形工艺 7.2圆筒形零件的拉深
19:06:07 23
4.毛坯尺寸的确定 根据塑性变形体积不变 简化为面积不变
0.83-0.85 0.82-0.83 0.81-0.82 0.80-0.81
0.87-0.87 0.85-0.87 0.84-0.85 0.82-0.84
1.5-2.0 0.48-0.50 0.73-0.75 0.77-0.78 0.78-0.80 0.80-0.82
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
令: ( / 4)D2 F
可得 : D 4 F /
例：图中面积
D d 2 4dH 1.72dr 0.56r 2
第4章拉深成形工艺 7.2圆筒形零件的拉深
19:06:08 24
选择压力机 5.拉深力
P Kt b
0.95-0.5
7.压料力
表.可否采用压料圈的条件
凹模圆角半径↓拉弯阻力↑→传力区应力↑→拉裂 凹模圆角半径↑压料面积↓→凸缘起皱
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:06 19
（3）合理选择凸模圆角半径
圆角半径↓弯曲拉应力↑→危险 断面的强度↓
圆角半径↑ 凸模与材料接触面积↓ 悬空部分↑ → 起皱。
第4章拉深成形工艺
19:06:06 20
第4章拉深成形工艺
19:06:02 7
1．金属的流动过程
网格实验 材料转移：高度、厚度发生 变化。
增加的高度
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:02 8
2．拉深变形过程 凸缘:径向拉应力σ1、切向压应σ3
外力
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)
第4章拉深成形工艺
19:06:03 9
多余材料 有多余材料存在。 切向压应力和径向拉应力→扇形 →矩形→多余材料挤拉到口部→高度↑
第4章拉深成形工艺
19:06:03 10
7.2.2圆筒拉深的应力与应变
主要变形区
凸缘区
过渡区
凹模圆角区
传力区
筒壁区
凸模圆角区
过渡区
第4章拉深成形工艺
小变形区
圆筒底区
19:06:03 11
1凸模,2压边圈,3凹模,4 坯料,5拉深件
19:06:01 3
2.拉深件类形
（1）轴对称旋转体件 （2）轴对称盒形件 （3）不对称复杂件
第4章拉深成形工艺 7-1拉深的类型及特点
19:06:01 4
3.拉深特点
(1) 材料变形特征
金属有较大的流动
（2）模具
凸模、凹模有锋利的刀口，较大的圆角。 凸、凹模的间隙大于厚板。
第7章 拉深成形工艺 7.1拉深的类型及特点 7.2圆筒形零件的拉深
7.3合状形零件的拉深 7.4拉深模
第4章拉深成形工艺
19:05:58 1
小测验 1.车身覆盖件主要那些部件总成组成？
2.什么是骨架外蒙皮式车身结构和内外板组合式车身结构？ 各用于何种车型？为什么？
3.如图所示凸模与凹模三种间隙（小、中、大）条件下的工件裂 纹情况，试回答：1）在三种情况下哪种间隙冲裁的工件质量最 好，为什么？2） 模具的合理间隙是根据图中那种情况确定的？
第4章拉深成形工艺7-1拉深的类型及特点
19:06:01 5
拉深件类型变形特点
拉深件类型
变形特点
轴对 称旋 转体 零件
圆筒形件 凸缘为变形区，筒壁为传力区、变形区,毛坯径 带凸缘圆筒 向受拉、切向受压，拉深变形。 形件
锥形件
凹模口内悬空部分为拉深区；凸模顶端至变形
抛物线形件 过渡环间是胀形变形区，拉深与胀形变形的复
19:06:09 27
阶梯圆筒形 合。
轴对称盒形件
圆角部分接近拉深变形，直边部分是拉深与弯 曲变形的复合。毛坯周边变形不均匀，变形大 与变形小的部分互相制约。
不规则形状件 外缘施拉深变形，内部大多数为胀形变形，周 边变形不匀。
第4章拉深成形工艺7-1拉深的类型及特点
19:06:02 6
7.2圆筒形零件的拉深
7.2.1拉深变形过程及特点
1.凸缘区域
外径渐缩，径 向受拉、伸长
切向受压， 板厚增加。
外缘， 材料受压失稳起皱，εt增厚过大，起皱， →导致拉深不能正常进行。
为防止凸缘起皱，就应该采用压料装置。
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:受压 厚向受压
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
毛坯相对厚度（t / D) 100 ）
0.15-0.30 0.30-0.70 0.70-1.0
1.0
0.58-0.70 0.55-0.58 0.53-0.55 0.50-0.53
0.79-0.80 0.78-0.79 0.77-0.78 0.75-0.77
0.81-0.82 0.80-0.81 0.79-0.80 0.78-0.79
19:06:05 17
2.降低拉深系数的措施
传力区拉应力↓ 危险断面抗拉强度↑
→极限拉深系数↓
∴从材料、拉深变形条件角度，采取措施： （1）选择合适材料
屈服比 s /b↓延伸率↑→拉深成形性能↑拉深系数↓
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:05 18
（2）合理选择凹模圆角半径
19:06:04 13
3.筒壁区域
轴向受拉→伸长、厚度变薄
又称为传力区
第4章拉深成形工艺
19:06:04 14
4.凸模圆角区域
变薄，传力面小， 强度最薄弱地方。 危险断面。
5.筒底区域
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:04 15
7.2.3圆筒形零件的拉深工艺参数
1.拉深系数、拉深成形极限
4.如图所示板料 侧壁的坐标弯曲 变形前后的变化， 试分析板料弯曲 变形的特点？
5.简述塑性变形体积不变原理并写出
第4章拉深成形工艺 其表达式。
19:06:00 2
7.1拉深的类型及特点
1.拉深概述
将平面毛坯压制成开口 空心零件。将已压制的开 口空心毛坯进一步拉深。 又称拉延或压延。
第4章拉深成形工艺
（4）提高材料的相对厚度
提高 t / D有助于增大材料的拉深成形极限，降低极 限拉深系数。
表7-2无凸缘缘筒形拉深件极限的拉深系数
拉延
毛坯相对厚度（t / D) 100 ）
系数 0.08-0.15 0.15-0.30 0.30-0.70 0.70-1.0
1.0
1.5-2.0
m1 0.70-0.73 0.58-0.70 0.55-0.58 0.53-0.55 0.50-0.53 0.48-0.50
拉深方法 用压料圈
第1次拉深
t /% D
m1
<1.5
<0.7
第2次拉深
m t
/%
Dn1
n
<1
<0.8
可用可不用 1.5-2.0
0.7
1-0.5
0.8
不用压料圈 >2.0
>0.7
>1.5
>0.8
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:08 25
压料力Q过大会拉裂，过小不防止起皱。
压料力
md/D
圆筒直径
毛坯直径
极限拉深系数 mmin
危险断面濒于拉裂时的拉深系数。
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:05 16
表7-2无凸缘缘筒形拉深件极限的拉深系数
拉延 系数
m1 m2 m3 m4 m5
0.08-0.15 0.70-0.73 0.80-0.82 0.82-0.84 0.85-0.87 0.87-0.88
m5 0.87-0.88 0.87-0.87 0.85-0.87 0.84-0.85 0.82-0.84 0.80-0.82
第4章拉深成形工艺 7.2圆筒形零件的拉深
19:06:07 21
（5）凸、凹模间隙合理 利于材料流动，不会影响拉深 成形零件的准确度。
（6）摩擦和润滑条件
润滑
单面润滑
第4章拉深成形工艺 7.2圆筒形零件的拉深
拉深开始时压 料面积
单位压料力，
t>0.5mm时， q=(2.5-3.0)MPa
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:09 26
7.拉深时压力机吨位的选择
拉深时，压料力和拉深力是同时产生的。
P总 是应包括压料力Q在内，即
P总 P Q
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
m2 0.80-0.82 0.79-0.80 0.78-0.79 0.77-0.78 0.75-0.77 0.73-0.75 m3 0.82-0.84 0.81-0.82 0.80-0.81 0.79-0.80 0.78-0.79 0.77-0.78 m4 0.85-0.87 0.83-0.85 0.82-0.83 0.81-0.82 0.80-0.81 0.78-0.80
不润滑
19:06:07 22
3.拉深系数的计算
第n次拉深 圆筒直径
mn
dn d n1
总变形程度：
m总
dn D
d1 D
d2 d1
d3 d2
dn1 d n2
dn d n1
m1m2m3 mn1mn
第4章拉深成形工艺 7.2圆筒形零件的拉深
19:06:07 23
4.毛坯尺寸的确定 根据塑性变形体积不变 简化为面积不变
0.83-0.85 0.82-0.83 0.81-0.82 0.80-0.81
0.87-0.87 0.85-0.87 0.84-0.85 0.82-0.84
1.5-2.0 0.48-0.50 0.73-0.75 0.77-0.78 0.78-0.80 0.80-0.82
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
令: ( / 4)D2 F
可得 : D 4 F /
例：图中面积
D d 2 4dH 1.72dr 0.56r 2
第4章拉深成形工艺 7.2圆筒形零件的拉深
19:06:08 24
选择压力机 5.拉深力
P Kt b
0.95-0.5
7.压料力
表.可否采用压料圈的条件
凹模圆角半径↓拉弯阻力↑→传力区应力↑→拉裂 凹模圆角半径↑压料面积↓→凸缘起皱
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:06 19
（3）合理选择凸模圆角半径
圆角半径↓弯曲拉应力↑→危险 断面的强度↓
圆角半径↑ 凸模与材料接触面积↓ 悬空部分↑ → 起皱。
第4章拉深成形工艺
19:06:06 20
第4章拉深成形工艺
19:06:02 7
1．金属的流动过程
网格实验 材料转移：高度、厚度发生 变化。
增加的高度
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:02 8
2．拉深变形过程 凸缘:径向拉应力σ1、切向压应σ3
外力
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)
第4章拉深成形工艺
19:06:03 9
多余材料 有多余材料存在。 切向压应力和径向拉应力→扇形 →矩形→多余材料挤拉到口部→高度↑
第4章拉深成形工艺
19:06:03 10
7.2.2圆筒拉深的应力与应变
主要变形区
凸缘区
过渡区
凹模圆角区
传力区
筒壁区
凸模圆角区
过渡区
第4章拉深成形工艺
小变形区
圆筒底区
19:06:03 11
1凸模,2压边圈,3凹模,4 坯料,5拉深件
19:06:01 3
2.拉深件类形
（1）轴对称旋转体件 （2）轴对称盒形件 （3）不对称复杂件
第4章拉深成形工艺 7-1拉深的类型及特点
19:06:01 4
3.拉深特点
(1) 材料变形特征
金属有较大的流动
（2）模具
凸模、凹模有锋利的刀口，较大的圆角。 凸、凹模的间隙大于厚板。
第7章 拉深成形工艺 7.1拉深的类型及特点 7.2圆筒形零件的拉深
7.3合状形零件的拉深 7.4拉深模
第4章拉深成形工艺
19:05:58 1
小测验 1.车身覆盖件主要那些部件总成组成？
2.什么是骨架外蒙皮式车身结构和内外板组合式车身结构？ 各用于何种车型？为什么？
3.如图所示凸模与凹模三种间隙（小、中、大）条件下的工件裂 纹情况，试回答：1）在三种情况下哪种间隙冲裁的工件质量最 好，为什么？2） 模具的合理间隙是根据图中那种情况确定的？
第4章拉深成形工艺7-1拉深的类型及特点
19:06:01 5
拉深件类型变形特点
拉深件类型
变形特点
轴对 称旋 转体 零件
圆筒形件 凸缘为变形区，筒壁为传力区、变形区,毛坯径 带凸缘圆筒 向受拉、切向受压，拉深变形。 形件
锥形件
凹模口内悬空部分为拉深区；凸模顶端至变形
抛物线形件 过渡环间是胀形变形区，拉深与胀形变形的复
19:06:09 27
阶梯圆筒形 合。
轴对称盒形件
圆角部分接近拉深变形，直边部分是拉深与弯 曲变形的复合。毛坯周边变形不均匀，变形大 与变形小的部分互相制约。
不规则形状件 外缘施拉深变形，内部大多数为胀形变形，周 边变形不匀。
第4章拉深成形工艺7-1拉深的类型及特点
19:06:02 6
7.2圆筒形零件的拉深
7.2.1拉深变形过程及特点
1.凸缘区域
外径渐缩，径 向受拉、伸长
切向受压， 板厚增加。
外缘， 材料受压失稳起皱，εt增厚过大，起皱， →导致拉深不能正常进行。
为防止凸缘起皱，就应该采用压料装置。
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:受压 厚向受压
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
毛坯相对厚度（t / D) 100 ）
0.15-0.30 0.30-0.70 0.70-1.0
1.0
0.58-0.70 0.55-0.58 0.53-0.55 0.50-0.53
0.79-0.80 0.78-0.79 0.77-0.78 0.75-0.77
0.81-0.82 0.80-0.81 0.79-0.80 0.78-0.79
19:06:05 17
2.降低拉深系数的措施
传力区拉应力↓ 危险断面抗拉强度↑
→极限拉深系数↓
∴从材料、拉深变形条件角度，采取措施： （1）选择合适材料
屈服比 s /b↓延伸率↑→拉深成形性能↑拉深系数↓
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:05 18
（2）合理选择凹模圆角半径
19:06:04 13
3.筒壁区域
轴向受拉→伸长、厚度变薄
又称为传力区
第4章拉深成形工艺
19:06:04 14
4.凸模圆角区域
变薄，传力面小， 强度最薄弱地方。 危险断面。
5.筒底区域
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:04 15
7.2.3圆筒形零件的拉深工艺参数
1.拉深系数、拉深成形极限
4.如图所示板料 侧壁的坐标弯曲 变形前后的变化， 试分析板料弯曲 变形的特点？
5.简述塑性变形体积不变原理并写出
第4章拉深成形工艺 其表达式。
19:06:00 2
7.1拉深的类型及特点
1.拉深概述
将平面毛坯压制成开口 空心零件。将已压制的开 口空心毛坯进一步拉深。 又称拉延或压延。
第4章拉深成形工艺
（4）提高材料的相对厚度
提高 t / D有助于增大材料的拉深成形极限，降低极 限拉深系数。
表7-2无凸缘缘筒形拉深件极限的拉深系数
拉延
毛坯相对厚度（t / D) 100 ）
系数 0.08-0.15 0.15-0.30 0.30-0.70 0.70-1.0
1.0
1.5-2.0
m1 0.70-0.73 0.58-0.70 0.55-0.58 0.53-0.55 0.50-0.53 0.48-0.50
拉深方法 用压料圈
第1次拉深
t /% D
m1
<1.5
<0.7
第2次拉深
m t
/%
Dn1
n
<1
<0.8
可用可不用 1.5-2.0
0.7
1-0.5
0.8
不用压料圈 >2.0
>0.7
>1.5
>0.8
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:08 25
压料力Q过大会拉裂，过小不防止起皱。
压料力
md/D
圆筒直径
毛坯直径
极限拉深系数 mmin
危险断面濒于拉裂时的拉深系数。
第4章拉深成形工艺7.2圆筒形零件的拉深
19:06:05 16
表7-2无凸缘缘筒形拉深件极限的拉深系数
拉延 系数
m1 m2 m3 m4 m5
0.08-0.15 0.70-0.73 0.80-0.82 0.82-0.84 0.85-0.87 0.87-0.88
m5 0.87-0.88 0.87-0.87 0.85-0.87 0.84-0.85 0.82-0.84 0.80-0.82
第4章拉深成形工艺 7.2圆筒形零件的拉深
19:06:07 21
（5）凸、凹模间隙合理 利于材料流动，不会影响拉深 成形零件的准确度。
（6）摩擦和润滑条件
润滑
单面润滑
第4章拉深成形工艺 7.2圆筒形零件的拉深