拉深工艺与拉深模

固定式 调节式 后续拉深
有限位装置的压边装置 特点：使压边圈和凹模间始终保持一定距离S，这样 在某种程度上限制了压边力的增大。
（2）刚性压边装置
特点： 压边力不随行程变 化，拉深效果较好，且 模具结构简单。 应用： 双动压力机，凸模
装在压力机的内滑块上，
压边装置装在外滑块上。
1-凸模 2-上模座 3-压边圈
（2）拉深件的形式 筒形、阶梯形、锥形、球形、抛物线形等轴 对称空心件； 矩形、方形或其他不规则形状空心件。 （3）拉深工艺分类 按毛坯形状 第一次拉深（以平板为毛坯） 第一次拉深后的各次拉深（以空心
件为毛坯）
按壁厚变化 一般拉深（工件壁厚不变） 变薄拉深（工件壁厚不变）
⒉拉深件的工艺性
⑴ 拉深件的形状要求 ①拉深件的结构形状应简单、对称，尽量避免急剧
起皱，允许的m值可以小些。
良好的润滑条件减小拉深系数。但凸模与工
件之间的摩擦力有利于提高传力区的承载能力，因
此凸模与工件之间不必进行润滑。
表4.5
⒊ 拉深次数
（1）计算法 当拉深件的直径与毛坯直径之比（总拉深系数）
大于m1 时，说明该工件只需一次拉深即可。如果小
于 m1 ，则需两次或两次以上拉深。拉深次数计算原
理如下：
m1D 第二次拉深后工件直径：d2 m2d1 m1m2D 第三次拉深后工件直径：d3 m3d 2 m1m2m3D
第一次拉深后工件直径：d1
第 n 次拉深后工件直径：
dn mndn1 m1m2m3 mn D
已知拉深件尺寸即可计算出毛坯直径D，参考
表中的极限拉深系数可计算出各次拉深后的工件 直径，直到dn ≤d（d为工件直径），这样n即为拉 深次数。 （2）查表法
②凸模圆角半径rp 分析 圆角半径过小，圆角处弯曲变形程度大，
“危险断面”受拉力大，工件易产生局部变薄；
因此可以根据工件表面积等于毛坯表面积这一原则
来计算毛坯尺寸，即
D
4A
4 Ai
式中： D —毛坯直径，mm； A —包括修边余量在内的拉深件表面积， 2； mm
mm A —拉深件各部分表面积之和，
i
2
⑶复杂形状的旋转体毛坯尺寸计算 复杂形状旋转体毛坯尺寸计算可采用久里金法 则，其原理是：任何形状的母线绕某轴旋转一周所
件表面划伤或断裂；
圆角半径过大，由于悬空面积增大，使压边 面积减小，易起内皱。
凹模圆角半径计算：
首次拉深： 以后各次拉深：
式中
rd1 0.80 ( D d )t
rd n (0.6 ~ 0.8)rd n1
rd1 ——首次拉深凹模圆角半径，mm；
D ——毛坯直径，mm； d ——凹模内径，mm； t ——工件料厚，mm；
圆弧长度和形心到旋转轴的距离计算公式
⒉ 拉深系数
⑴ 拉深系数m
①定义：
拉深后工件直径与拉深前工件（或毛 坯）直径之比。 ②示例
圆筒件多次拉深
第1次拉深：第2次拉深： 第3次拉深： 第n次拉深： m2 =d2 / d1 m3=d3 / d2 mn=dn / dn-1 m1 =d1 /D
总拉深系数m总：工件直径dn与毛坯直径D之比。
第八讲
拉深工艺与拉深模
拉深工艺及拉深件的工艺性
拉深工艺设计
拉深模具结构
拉深模设计
其他形状零件的拉深
一、拉深工艺及拉深
件的工艺性
⒈ 拉深工艺概述
（1）拉深工艺定义 拉深是指利用模具 将平板毛坯冲压成开口
空心零件或将开口空心
零件进一步改变形状和 尺寸的工艺。
圆筒件拉深 1-凸模 2-压边圈 3-凹模 4-毛坯 5-拉深件
m总= dn / D =m1• m2 • m3• • • mn
即，总拉深系数为各次拉深系数的乘积 注意：生产实际中，有时用拉深比kn表示拉 深变形程度。 kn =1/mn
③意义 a）拉深系数是拉深变形工艺中的重要参数，是拉深 工艺计算的基础；
b）拉深系数是拉深变形程度的标志。拉深系数大，
即拉深变形程度小，材料塑性未被充分利用，拉 深次数增加，模具数量增加，成本提高；拉深系 数小，拉深前后工件直径变化就大，即拉深变形 程度大，拉深就可能无法进行。 c）实际生产中选用拉深系数时应在充分利用材料塑
落料拉深复合模 采用条料作
为坯料，工件坯
料落下后在模具
中自动定位，模
具生产效率高， 操作方便，工件 质量易保证，经 常采用。 1-导料板 2-卸料板 3-打料杆 4-凸凹模 5-上模座 6-下模座 7-顶杆 8-压边圈 9- 拉深凸模 10-落料凹模
双动压力机上使用的首次拉深模
外滑块与1连，
内滑块与2、3连， 拉深时，1后下行； 结束时，1先回复。 双动压力机外
的外形变化。
②尺寸标注时，应根据使用要求只标注外形或内形 尺寸；筒壁和底面连接处的圆角半径只能标注在
内形；材料厚度不宜标注在筒壁或凸缘上。
③多次拉深的筒壁和凸缘的内、外表面应允许出
现压痕。
④非对称的空心件应组合成对进行拉深，然后将其
切成两个或多个零件。
⑵ 拉深件的高度 常见零件一次成形的拉深高度为： 无凸缘筒形件：h≤（0.5～０.７）ｄ （ｄ为拉深件壁厚中经） 带凸缘筒形件：dt /d ≤1.5时， h ≤ （0.4～０.6）ｄ （ dt为拉深件凸缘直经） ⑶ 拉深件的圆角半径 拉深件的凸缘与筒壁间的圆角半径应取 rd ≥2t； 为便于拉深顺利进行，通常取rd ≥（4~8）t；
线可知，橡胶与弹簧压边力正好与所需相反，随拉
深程度的增加而增加，因此，橡胶与弹簧结构只用 于浅拉深；气垫压边力可认为不随行程变化，压边 效果好，但其结构相对复杂，制造维修不易，且需 压缩空气，限制了其应用。 为克服弹簧和橡胶压边的缺点，可采用带限 位装置（定位销、柱销或螺栓）的压边装置。
固定式 第一次拉深
rd ≤ 2t时，需增加整形工序。
拉深件底与筒壁的圆角半径应取rp ≥2t； 为
便于拉深顺利进行，通常rp ≥（3~5）t； 当零件
要求rp <t时， 需增加整形工序。
⑷ 拉深件的尺寸精度
拉深件的径向尺寸精度一般不高于IT11级，
如高于IT11，则需增加校形工序。
二、拉深工艺设计
拉深工艺设计包括毛坯尺寸的计算、拉深次数 的确定、半成品尺寸的计算等。 ⒈ 毛坯尺寸计算 ⑴ 修边余量的确定 由于板料存在着各向异性，实际生产中毛坯和 凸、凹模的中心也不可能完全重合，因此拉深件口
按有无压边装置
有压边装置拉深模
无压边装置拉深模
2.典型结构
（1）首次拉深模
无压边装置的首次拉深模 带压边装置的首次拉深模 落料拉深复合模 双动压力机上使用的首次拉深模
（2）以后各次工序拉深模 无压边装置的以后各次工序拉深模 带压边装置的以后各次工序拉深模
无压边装置的首次拉深模 工作过程：安装时由 校模圈完成凸、凹模 对中，工作时移走； 工件由凹模底部台阶
（1）对于圆筒形件，采用压边装置时拉深力的计算式：
第一次拉深： F
1
d1 t b k1
n
以后各次拉深：F
dn t b k 2
d 式中Байду номын сангаас 1…dn—各次拉深后工件直径，mm。
k1、k2—系数，查下页表
（2）矩形等非圆形拉深件，拉深力的计算式：
F=Ltσbk
式中： L —拉深件截面周长
式中 hn 、dn—分别为第n次拉深后工件的高度和直径，mm； D —毛坯直径，mm； rpn—第次拉深时凸模的圆角半径，mm。
三、拉深模具结构
1.类型
按工艺顺序 首次拉深模 以后各次工序拉深模 单动压力机用拉深模 双动压力机用拉深模 三动压力机用拉深模 单工序拉深模 复合模 连续模
按使用的设备
按工序组合
滑块提供压边力恒
定，压边效果好。
用于变形量大、质
量要求高、生产批 量大的工件拉深。
1-凸模 2-上模座 3-压边圈
4-凹模 5-下模座 6-顶件块
无压边装置的以后各次工序拉深模 以后各次
拉深毛坯不再
是平板，其定 位与压边与首 次拉深模不同。 适 用 于
变形较小的
拉深或整形。
1-上模座 2-垫板 3-凸模固定板
4. 各次拉深后半成品尺寸的计算
⑴ 半成品直径尺寸的计算
第一次：d 1
第n 次：d n
m1 D mn d n 1
第二次： 2 d
m2 d 1
⑵ 半成品高度尺寸的计算
r pn D2 hn 0.25 ( d n ) 0.43 (d n 0.32 r pn ) dn dn
气垫压边装置
弹簧压边装置
气垫压边装置 1-弹簧 2-橡胶 3-凹模 4-压边圈 5-下模板 6-凸模 7-压力机 8-气缸 橡胶压边装置
1-气垫压边装置 2-弹簧压边装置 3-橡胶压边装置
压边力的变化曲线
特点分析： 随拉深程度的增加，需要压边的凸缘部分不断
减少，所需的压边力也逐渐减少，由压边力变化曲
4-凹模 5-下模座 6-顶件块
3.凸、凹模工件部分尺寸设计


凸、凹模的圆角半径
凸、凹模间隙


凸、凹模工作部分的尺寸及公差
凸、凹模工作部分形状

拉深件的工艺计算方法与过程举例
（1）凸、凹模的圆角半径 确定方法：经验数据法、经验公式法和作图计算法 ①凹模的圆角半径rd 分析 圆角半径过小，毛坯经凹模圆角进入凹模时， 受弯曲和摩擦作用，因径向拉力较大，易使拉深
部不可能很整齐，通常都要有修边工序，以切去不
整齐部分。为此，在计算毛坯时应预先留有修边余 量Δh，筒形件和凸缘件的修边余量值可查下表。