新拉伸自动计算(圆形零件)
圆筒拉伸件展开计算公式
拉伸模具设计时第一步就是要计算产品的材料展开尺寸，这里主要是根据材料的总体积不变法则来计算的。
通过产品的表面面积来计产品算展开尺寸：
拉伸模具之圆形产品的材料展开公式，右边外径50mm高60mm材料厚度1.0的拉伸件，其展开尺寸计算如下：
√（50*3.14*60）+【（50*0.5）*（50*0.5）*3.14】*2 =Φ120mm
这个公式计算出来的展开尺寸基本上接近实际用料尺寸。
（公式注解：直径D*π*高度H=产品圆柱表面面积，R的平方*π=底部面积，两项之和除以π再开方=产品的半径*2约等于产品的展开外径）。
在实际应用中还要考虑切边余量可以适当在高度上增加1mm，则需要
（50*3.14*61）如果是不切边。
金属拉伸实验报告
根据国标规定,材料屈服过后,试验机得速率应使试样平行长度内得应变速 率不超过 0、008／s。在此条件下继续加载,并注意观察主动针得转动、自动绘 图得情况与相应得试验现象(强化、冷作硬化与颈缩等现象——在强化阶段得任
一位置卸载后再加载进 行冷作硬化现象得观察； 此后,待主动针再次停止 转动而缓慢回转时,材料 进入颈缩阶段,注意观察 试 样 得 颈 缩 现 象 ), 直 至 试样断裂停车。记录所加 得最大荷载 Fm(从动针最 后停留得位置)。
低碳钢得上屈服强度:
低碳钢得下屈服强度：
低碳钢得抗拉强度:
低碳钢得断后伸长率：
低碳钢得断面收缩率:
铸铁得抗拉强度:
铸铁得断后伸长率:
低碳钢得端口发生在第五格与第六格之间,符合实验要求
故实验数据处理结果如下表：
材料
上屈服强度 ReＨ/ＧＰa
下屈服强度 RｅL／ＧPa
低碳钢 铸铁
0、３636 ╱
0、３30９ ╱
4、装载电子引伸计: 将电子引伸计装载在低碳钢试样上,注意电子引伸计要在比例极限处卸载。 5、进行试验： 开动试验机使之缓慢匀速加载(依据规范要求，在屈服前以 6～60 MPａ/s 得 速率加载),并注意观察示力指针得转动、自动绘图得情况与相应得试验现象.当 主动针不动或倒退时说明材料开始屈服,记录上屈服点 FeＨ（主动针首次回转前得 最大力)与下屈服点 FeL(屈服过程中不计初始瞬时效应时得最小力或主动针首次 停止转动得恒定力)，具体情况如图 2－4 所示(说明:前所给出得加载速率就是国 标中规定得测定上屈服点时应采用得速率，在测定下屈服点时,平行长度内得应 变速率应在 0、00025～0、0０25∕s 之间,并应尽可能保持恒定。如果不能直接 控制这一速率，则应固定屈服开始前得应力速率直至屈服阶段完成）.
拉伸试样国标
金属拉伸试验试样 GB 6397-86金属拉伸试验试样 GB 6397-86本标准规定了各种金属产品常温拉伸试验用试样的一般要求，试样应按有关标准或双方协议的规定选用。
本标准适用于钢铁和有色金属材料的通用拉伸试样。
如无特殊规定，棒、型、板(带)、管：线(丝)、铸件、压铸件和锻压件的试样，均按本标准规定执行。
1 样坯的切取、试样的制备及标志1．1样坯从制品上切取的部位和方向应按GB2975—82《钢材力学及工艺性能试验取样规定》、有关标准或双方协议的规定执行。
1．2切取样坯和机加工试样，均应严防因冷加工或受热而影响金属的力学性能，通常以在切削机床上进行为宜。
因烧割或冷剪法切取样坯时，边缘应留有足够的机加工余量，一般不小于制品的厚度，最低不小于20mm。
但对薄板(带)等则为例外，详见GB2975—82。
机加工试样时，切削、磨削深度及润滑(冷却)剂应适当，最后一道切、磨削深度不宜过大，以免影响性能。
建议保留机加工中心孔，以便必要时重新修整。
1．3从外观检查合格的板材、扁材或带材上切取的矩形样坯，一般应保留其原表面层，不予损伤。
试样毛刺须清除，尖锐棱边应倒圆，圆弧半径不宜过大。
由盘卷上切取的线和薄板、(带)试样，允许校直或校平，但矫正不得对试样的力学性能有显著影响。
对不测定伸长率的试样，则可不经矫正进行试验。
1．4不经机加工单铸试样表面上的夹砂、夹渣、毛刺、飞边等，必须加以清除。
1．5凡不符合本标准所规定的各项要求，表面有显著横向刀、磨痕或机械损伤，有明显淬火变形或裂纹以及肉眼可见冶金缺陷的试样，均不允许用于试验。
1．6试样标志一般应标在头部端面或侧边上(对小截面试样，可挂标志牌)，以便试验时易于辨识。
2 试样的符号、名称及单位(见表1)表1符号 名称单位试样平行长度 mm试样原始标距d 0 圆形试样平行长度部分原始直径或圆管试样原始内径 D 0 圆管试样原始外径a 0 矩形、弧形试样或管壁的原始厚度b 0 矩形或弧形试样平行部分原始宽度 F 0 试样平行部分原始横截面积mm2 r带头试样从头部到平行部分过渡圆弧半径mm3 试样形状及尺寸的一般规定3．1拉伸试样分为比例和定标距两种，一般为经机加工试样和不经机加工的全截面试样，其横截面通常为圆形、矩形、异形以及不经机加工的全截面形状。
拉伸工艺及拉伸模具设计
（1）压边力 引起的摩擦力
FQ 该摩擦应力为：
M
2uFQ
dt
18
（2）材料流过凹模圆角半径产生弯曲变形的阻力 可
根据弯曲时内力和外力所作功相等的条件按下式计算：
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ曲力仍按式上式进行计算:
'W
W
1 4
b
rd
t t
2
拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算，即：
''W
1 4
b
rp
t t
2
19
（4）材料流过凹模圆角时的摩擦阻力 通讨凸模圆角处危险断面传递的径向拉应力即为：
p
1max
M
2 w
'' w
eμα
p
1.1 m
ln
Rt r
2FQ dt
b
t 2rd t
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。
9
10
11
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)
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
有凸缘筒形件的拉深系数
m d
1
D (dt / d ) 4h / d 3.44r / d
拉伸工艺系数(常用)
拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础，按体积不变原则和相似原则确定。
体积不变原则，即对于不变薄拉深，假设变形前后料厚不变，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，即利用拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似，得到坯料形状。
当冲件的断面是圆形、正方形、长方形或椭圆形时，其坯料形状应与冲件的断面形状相似，但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。
对于形状复杂的拉深件，利用相似原则仅能初步确定坯料形状，必须通过多次试压，反复修改，才能最终确定出坯料形状，因此，拉深件的模具设计一般是先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。
由于金属板料具有板平面方向性和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不整齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。
切边余量可参考表4.3.1和表4.3.2。
当零件的相对高度Ｈ/ｄ很小，并且高度尺寸要求不高时，也可以不用切边工序。
首先将拉深件划分为若干个简单的便于计算的几何体，并分别求出各简单几何体的表面积。
把各简单几何体面积相加即为零件总面积，然后根据表面积相等原则，求出坯料直径。
图 4.3.1 圆筒形拉深件坯料尺寸计算图在计算中，零件尺寸均按厚度中线计算；但当板料厚度小于1ｍｍ时，也可以按外形或内形尺寸计算。
常用旋转体零件坯料直径计算公式见表4.3.3。
4才对比较准确该类拉深零件的坯料尺寸，可用久里金法则求出其表面积，即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。
如图4.3.2所示，旋转体表面积为 A。
图4.3.2 旋转体表面积计算图１．拉深系数的定义图4.4.1 圆筒形件的多次拉深在制定拉深工艺时，如拉深系数取得过小，就会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。
因此拉深系数减小有一个客观的界限，这个界限就称为极限拉深系数。
极限拉深系数与材料性能和拉深条件有关。
拉伸工艺与拉深模具设计
1.凸缘变形区的起皱 拉深过程中，凸缘区变形区的材料在切向压应力 σ 的作用下，可能会产生失稳起皱，如图 4.2.6 所示。 凸缘区会不会起皱，主要决定于两个方面：一方面是切向压应力 σ 的大小，越大越容易失稳起皱；另一方面 是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 能力越小。这类似于材料力学中的压杆稳定问题。压杆是否稳定不仅 取决于压力而且取决于压杆的粗细。在 拉深过程中 是随着拉深的进行而增加的，但凸缘变形区的相对厚度 也在增大。这说明拉深过程中失稳起皱的 因素在增加而抗失稳起皱的能力也在增加。
图 4.2.4
在厚度方向，由于压料圈的作用，产生压应力 ，通常 和 的绝对值比 大得多。厚度方向上材料的的变形 情况取决于径向拉应力 和切向压应力 之间比例关系，一般在材料产生切向压缩和径向伸长的同时，厚度有所 增厚，越接近于外缘，板料增厚越多。如果不压料（ =0），或压料力较小（ 小），这时板料增厚比较大。当 拉深变形程度较大，板料又比较薄时，则在坯料的凸缘部分，特别是外缘部分，在切向压应力 作用下可能失 稳而拱起，产生起皱现象。
此外，影响极限拉深系数的因素还有拉深方法、拉深次数、拉深速度、拉深件的形状等。 采用反拉深、软模拉深等可以降低极限拉深系数；首次拉深极限拉深系数比后次拉深极限拉深 系数小；拉深速度慢，有利于拉深工作的正常进行，盒形件角部拉深系数比相应的圆筒形件的
拉深系数小。 ３．极限拉深系数的确定 由于影响极限拉深系数的因素很多，目前仍难采用理论计算方法准确确定极限拉深系数。
五金拉伸模具设计培训教材
2.变形的不均匀:
拉深时材料各部分厚度都发生变化,而且变化是不均匀的. 凸缘外边缘材料厚度变化最大,拉深件成形后,拉深件 的坯口材料最厚,往里逐渐减薄,而材料底部由于磨擦作用(拉深凸模与底部材料间)阻止材料的伸长变形而使底部材 料变薄较小,而底部圆角部分材料拉深中始终受凸模圆角的顶力及弯曲作用,在整个拉深中一直受到拉应力作用,造 成此处变薄最大. 所以拉深中厚度变薄主要集中于底部圆角部分及圆筒侧壁部分,我们把这一变薄最严重的部位称作危险断面. 拉深过程中,圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘的作用,当传力区的径向拉应力超出材料 极限,便出现拉破现象.
二.各种拉深现象
由于拉深时各部分的应力（受力情况）和变形情况不一样，使拉深工艺出现了一些特有的现象：
1.起皱：
A.拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力，凸缘部分材料会失稳而发生隆起现象，这种现象称 起皱.起皱首先在切向压应力最大的外边缘发生,起皱严重时会引起拉度. B.起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一,正常的拉深工艺中是不允许的.常采用压力圈的压力压住凸缘部分材 料来防止起皱. C.起皱的影响因素: a）. 相对厚度:t/D 其中t----毛坯厚度,D----毛坯直径 判断是否起皱的条件:D-d<=2Zt, d ----工件直径. b). 拉深变形程度的大小 但是在拉深变形过程中,切向压应力及凸缘的抗失稳能力都是随着拉深进行,切向压应力是不断增大,变形区变 小,厚度相对增加,变形失稳抗力增加,两种作用的相互抵消,使凸缘最易起皱的时刻发生于拉深变形的中间阶段,即 凸缘宽度大约缩至一半左右时较易发生起皱现象.
拉深模的基本原理（一） 拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。 拉深工艺可制成的制品形状有：圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规 则的开口空心零件。 拉深工艺与其它冲压工艺结合，可制造形状复杂的零件，如落料工艺与拉深工艺 组合在一起的落料拉深复合模。 日常生活中常见的拉深制品有： 旋转体零件：如搪瓷脸盆，铝锅。 方形零件：如饭盒，汽车油箱 复杂零件：如汽车覆盖件。 圆形拉深的基本原理 一、 拉深的变形过程 用座标网格试验法分析。 拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，强迫位于压边圈下的材料（凸缘部 分）产生塑性变形而流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。 观察拉深后的网格发现：底部网格基本保持不变，筒壁部分发生较大变化。 1．原间格相等的同心圆成了长度相等，间距增大的圆周线，越接近筒口，间距增 大。 2．原分度相等的辐射线变成垂直的平行线，而且间距相等。 3.凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。 总结：拉深材料的变形主要发生在凸缘部分，拉深变形的过程实质上是凸缘处的 材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生塑性变形，凸缘不断收缩而转化为筒壁 的过程，这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。
proe作业2-拉伸
拉伸工具练习一、建立新的零件文件并设置文件名1.新建文件：单击工具栏的切换类型为“零件”给定文件名为lianxi2 把缺省版去掉选择模板里边的mmns_part_solid类型单击“确定按钮”。
二、打开拉伸工具，并指定绘图面与参考面1.打开拉伸工具：单击右方工具栏的单击下方工具栏的“放置”“定义”，以制定草绘平面与定向参考面。
3.选取TOP基准平面作为草绘面选择RIGHT基准平面作为向右定向参考面单击“草绘”按钮单击出参照对话框里边的“关闭”按钮，以进入草绘模式。
三、绘制截面1.绘制圆形：单击右方工具栏的绘制两个圆形，如图：2.建立与两园弧相切的直线：单击右方工具栏的绘制图形如图：3.进行动态裁减：单击右方工具栏点选不要的线段，将其删除掉，如图：生成的效果如图：4.完成截面绘制：单击右方工具栏的。
四、设置拉伸深度1.更改拉伸深度：改变深度上的数字，将其修改为50，如图：生成的图形如下：2.完成特征的建立：单击下方工具栏的五、打开拉伸工具，指定绘图面与参考面并绘制截面1.打开拉伸工具：单击右方工具栏的单击下方工具栏的“放置”“定义”，以制定草绘平面与定向参考面。
3.选取刚刚建立的特征表面作为草绘面选择RIGHT基准平面作为向右定向参考面单击“草绘”按钮单击参照对话框里边的“关闭”按钮，以进入草绘模式。
4.建立已存在圆弧的同心圆：单击右方工具栏的按钮，绘制如图的同心圆：5.建立偏移线段：单击右方工具栏的按钮（此工具可以产生线段，这些线段由现有线段偏移而得）。
6.决定线段选取方式：切换成“链”（选取两段之间的所有线段）如图：7.选取先前所建立的两条公切线，此时两线段之间的所有线段会以顺时针方式全被选取，如图：8.改变选取方向：执行“下一个”命令此时改成以逆时针方向选取线段，请执行“接受”命令，以完成线段的选取，如图：9.在下方工具栏输入偏移距离为-10（负号代表向箭头方向的反方向偏移），然后按ENTER键，结果如图：10.建立一条垂直线：单击右方工具栏的按钮分别在现存线段上点一下（顺序任意）调整线段长度为75，如图：11.动态删除线段：单击右方工具栏的点选不要的线段，将其删除掉，如图：修剪后的效果如下：完成后，单击右方工具栏的按钮，以结束截面绘制。
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拉深高度
凹模Ｒ 间隙
压边力 拉深力 冲床力
M4
拉深因数 凸模直径 直径调整 拉深高度
M5
拉深因数 凸模直径 直径调整 拉深高度
凹模Ｒ 间隙
压边力 拉深力 冲床力
凹模Ｒ 间隙
压边力 拉深力 冲床力
有凸缘圆筒拉深件数据
Xd
43.00mm
d
42.00mm
h
20.00mm
r
3.00mm
t
1.00mm
毛坯直径 相对直径 相对厚度 拉深因数 修边余量
69.11mm 1.02mm 1.45mm 0.61mm 2.5mm
材料
牌号 抗剪强度
普通钢
SPCC
拉深次数:
M1 拉深因数
0.57
380 τ/MPa
1次
M２ 拉深因数
凸模直径 39.24mm 凸模直径
抗拉强度
440 σ/MPa
伸长率
3 δ/MPa
屈服强度
240 σ/Mห้องสมุดไป่ตู้a
M３ 拉深因数
凸模直径
直径调整 42.00mm 直径调整
直径调整
拉深高度
凹模Ｒ 间隙
压边力 拉深力 冲床力
20.75mm
3.00mm 1.1 5吨 44吨 63吨
拉深高度
凹模Ｒ 间隙