4.4 拉深工艺计算

一、拉深系数与极限拉深系数
1.拉深系数的定义 拉深系数m是以拉深后的直 拉深系数m 径d与拉深前的坯料D（工 序件dn）直径之比表示。
m 第一次拉深系数： 1 = d1 D
d2 m 第二次拉深系数： 2 = d1
第n次拉深系数： n = d n m
d n −1
第四章 拉深工艺与拉深模设计
4.4 圆筒形件拉深工艺计算
4.4 圆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＞1ｍｍ，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
第四章 拉深工艺与拉深模设计
4.4 圆筒形件拉深工艺计算
三、圆筒形件拉深的压料力与拉深力
２．拉深力与压力机公称压力 （1）拉深力 采用压料圈拉深时 首次拉深 F = πd1tσ b K1 以后各次拉深 F = πd i tσ b K 2 （ｉ＝2、3、…、ｎ） 不采用压料圈拉深时 首次拉深 F = 1.25π ( D − d1 )tσ b 以后各次拉深 F = 1.3π (d i −1 − d i )tσ b （ｉ＝2、3、…、ｎ）
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
１．拉深次数的确定 （3）计算方法 拉深次数 n = 1 +
lg d − 1gm1D lg m均
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。
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
１．拉深次数的确定 （２）推算方法 1）由表4-6或表4-7中查得各次的极限拉深系数； 2）依次计算出各次拉深直径，即 ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；…；ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１； 3）当ｄｎ≤ｄ时，计算的次数即为拉深次数。
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
三、圆筒形件拉深的压料力wenku.baidu.com拉深力
２．拉深力与压力机公称压力 （2）压力机公称压力 单动压力机，其公称压力应大于工艺总压力Fz。 工艺总压力为 Fz = F + FY 注意： 当拉深工作行程较大，尤其落料拉深复合时，应使工艺力 曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下。 在实际生产中，可以按下式来确定压力机的公称压力 Fg ： 浅拉深 Fg ≥ (1.6 ~ 1.8) Fz 深拉深 Fg ≥ (1.8 ~ 2.0) Fz
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
2．各次拉深工序件尺寸的确定 （２）工序件高度的计算 根据拉深后工序件表面积与坯料表面积相等的原则，可得 到如下工序件高度计算公式。计算前应先定出各工序件的底部 圆角半径。 D2 r − d1 + 0.43 1 (d1 + 0.32 r1 ) h1 = 0.25
久里金法则求其表面积：
任何形状的母线绕轴旋转一周所得到的旋转体面积，等于 该母线的长度与其重心绕该轴线旋转所得周长的乘积。 如右图所示，旋转体表面积为
A = 2πR x L
因拉深前后面积相等，故坯料直径D： πD 2 = 2πR x L 4 D = 8Rx L
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
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，ｒ2＝5ｍｍ，ｒ3＝4ｍｍ 各次工序件高度为 ……
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4.4 拉深工艺计算
4.4.1 毛坯尺寸的计算 二、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。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
三、圆筒形件拉深的压料力与拉深力
1.压料装置与压料力 圆筒形件首次拉深 FY = π [D 2 − ( d 1 + 2 rA1 ) 2 ]p
4
圆筒形件以后各次拉深 FY =
π
[d 4
2
i −1
− ( d i + 2 rAi ) 2 p
]
（ｉ＝2、3、…、ｎ）
二、拉深次数与工序件尺寸
１．拉深次数的确定 当 m总＞［m］时，拉深件可一次拉成，否则需要多次拉深。 其拉深次数的确定有以下几种方法： （１）查表（表4-8）法 （２）推算方法 （3）计算方法
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
2．各次拉深工序件尺寸的确定 （１）工序件直径的确定 确定拉深次数以后，由表查得各次拉深的极限拉深系数， 适当放大，并加以调整，其原则是： d １）保证ｍ1ｍ2…ｍｎ＝ D ２）使ｍ1＜ｍ2＜…ｍｎ 最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径： ｄ1＝ｍ1Ｄ ｄ2＝ｍ2ｄ1 … ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１
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4.4 拉深工艺计算
4.4.1 毛坯尺寸的计算 一、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 体积不变原则:
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。 相似原则: 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。
查表4-2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
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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% 按表4-6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4-6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 此时ｄ4＝23ｍｍ＜28ｍｍ，所以应该用4次拉深成形。
如果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［m］ 从工艺的角度来看，［m］越小越有利于减少工序数。
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
２．影响极限拉深系数的因素 （1）材料的组织与力学性能 （2）板料的相对厚度 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
一、拉深系数与极限拉深系数
1.拉深系数的定义（续） 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
m= d n d1 d 2 d 3 d d = ⋅ ⋅ ⋅ n −1 n = m1 m2 m3 ⋅ ⋅ ⋅ mn −1mn D D d1 d 2 d n −2 d n −1
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例4.4.1（续） （ （4）工序件草图
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三、圆筒形件拉深的压料力与拉深力
1. 压料装置与压料力 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化。 任何形状的拉深件： ＦＹ＝ Ap 式中 Ａ――压料圈下坯料的投影面积； ｐ――单位面积压料力，ｐ值可查表4-11；
4.4 拉深工艺计算
4.4.1 毛坯尺寸的计算 二、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定
按图得： 4 故
D= 4
π
D 2 = A1 + A2 = A3 = ∑ Ai
∑A π
i
A1 = πd ( H − r ) A2 = A3 =
π π
[2πr (d − 2r ) + 8r ] 4
2
整理后可得坯料直径为:
4
(d − 2r ) 2
D = ( d − 2r ) 2 + 4d ( H − r ) + 2πr ( d − 2r ) + 8r 2 = d 2 + 4dH − 1.72 dr − 0.56 r 2
第四章 拉深工艺与拉深模设计
4.4 拉深工艺计算
4.4.1 毛坯尺寸的计算 三、复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定
t/D
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4.4 圆筒形件拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
３．极限拉深系数的确定 表4-6和表4-7是圆筒形件在不同条件下各次拉深的极限拉 深系数。 为了提高工艺稳定性和零件质量，适宜采用稍大于极限拉深 系数［m］的值。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
4.4 圆筒形件拉深工艺计算
d1 d1 D2 r h2 = 0.25 − d 2 + 0.43 2 (d 2 + 0.32 r2 ) d d2 2 ... D2 r hn = 0.25 − d n + 0.43 n (d n + 0.32 rn ) d dn n
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