第4章拉深工艺及拉深模设计
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1 d n1 kn mn dn
2、极限拉深系数 在保证侧壁不破坏的情况下所能得到的最小拉深系数称 为极限拉深系数（可查表）。拉深时，要保证拉深顺利 进行，每次拉深系数应大于极限拉深系数。
影响极限拉深系数的因素：
1）材料的内部组织和力学性能：
塑性好，组织均匀，晶粒大小适当；屈强比小，塑性应变比大，板 料的拉深性能好，极限拉深系数就小。
max
Rw 1.1 s ln ( r) r
max
1.1 s
( Rw )
筒壁传力区的受力分析 凸模的压力通过筒壁传递至法兰的内边缘，将变形区的 材料拉入凹模，筒壁区所受的拉应力由以下各部分组成 ①使变形区产生塑性变形所必须的拉应力 ②克服变形区上下两个表面的摩擦阻力所必须的力 ③克服毛坯沿凹模圆角运动必须克服的弯曲阻力
2 、拉裂
拉深时筒壁总拉应力超过筒壁最薄弱处的材料强度 时，拉深件产生破裂。
原因：
1）由于法兰起皱，坯料不能通过凸凹模间隙，使筒 壁拉应力增大 2）压边力过大，使径向拉应力增大 3）变形程度太大
防止拉裂的措施:
1）采用适当的拉深比和压边力 2）增加凸模的表面粗糙度，改善凸缘部分变形材 料的润滑条件 3）合理设计模具工作部分的形状 4）选用拉深性能好的材料.
4.2.1 对拉深件形状尺寸的要求 1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉 深成形。 2）尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设 计成对称（组合）的拉深，然后剖开；
3）在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形 尺寸，不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉 深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为 基准。
pg
pg
py
2.底部圆角半径rpg 底部圆角半径rpg：指壁与底面的转角半径。 要求： 1）rpg≥t，一般取：rpg≥（35）t 2）rpg＜t，增加整形工序，每整形一次，rpg 可减小1/2。
第四章第1、2、3、4、5节N
第四章 拉深
特点： 1.反拉深时变形集中在rd区，与rd区包角为1800，摩擦阻力比正 拉深时大，不易起皱，常可不用压边。 2．折弯要减少一半。材料硬化程度要比正拉深时低些。 3．反拉深允许变形程度可大些。 4．拉深系数不能太大。影响凹模壁厚。
结束
第四章 拉深
三、凹模圆角区摩擦对 的影响 将板料流经、区视为皮带绕带轮旋转，便可用欧拉张力公式 进行估算。
第四章 拉深
四、材料硬化对 的影响 当考虑材料硬化对筒壁处拉应力的影响时， 应为瞬时的屈服流动应力。 便不是常数，
缩颈点处断面收缩率 材料，硬化也越强烈，
，越大的
应力的最大值一般出现在板料包满凸模和凹模 圆角时，而这时材料已高度硬化，屈服流动应 力已远远超过其初始值。
第四章 拉深
第三节 影响径向拉应力的因素
一、压边对 的影晌 凸缘区板料在流入凹模过程中将受到压边圈与凹模端面的双重 摩擦阻力作用，使筒壁处拉应力增大
为筒壁截面积的近似值。
第四章 拉深
二、凹模圆角区弯矩对 的影响 处在位置1是平直的，进入rd区被弯曲，中心面曲率半径为R。位 置3，又被反弯拉直。凸缘区板料中被反复两次弯曲。
第四章 拉深
第四章拉深
在压力机上使用模具将平板毛坯制成带底的圆筒形件或矩形件的 成形方法称为拉深。杯形件，盒形件。是冲压的基本工序之一。 以拉深件代替铸造壳体形件是发展趋势
第四章 拉深
第四章 拉深
第一节圆筒形件拉深变形分析
一、拉深变形过程及变形特点 无压边的拉深过程，有压边的拉深。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深
变形特点：变形区主要 集中在凸缘区，即D与d 之间的环形部分。变形 区任一点在径向受到了 拉伸，而切向受到了压 缩。同一圆周上的各点 的切向压缩变形是相等 的。径向变形不具有均 匀性，越靠近凸缘边缘， 径向拉伸变形与切 拉深
《冲压工艺与模具设计》图文课件ppt 第4章
4.5 带凸缘圆筒形件的拉深
4.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉深
当 r凸 = r凹 = r 时，宽凸缘圆筒形件毛坯直径 D 为： 根据拉深系数的定义，宽凸缘圆筒形件的拉深系数为：
目录
4.5 带凸缘圆筒形件的拉深
4.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉深
宽凸缘圆筒形件的尺寸
目录
4.5 带凸缘圆筒形件的拉深
4.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉深பைடு நூலகம்
拉深系数
拉深系数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。
目录
基本概念
极限拉深系数
在实际生产中，拉深系数的减少有个限度，这个限度称为 极限拉深系数 。
拉深模的间隙
凸、凹模之间的间隙，简称为拉深间隙。
修边余量
由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向异性，所以拉深后工件 的口部或凸缘周边不齐，必须进行修边，以达到工件的要求。修 边的值称为修边余量。
拉深件的工艺性
拉深件的工艺性是指工件拉深的难易程度。
变薄拉深
变薄拉深主要是在拉深过程中改变拉深件筒壁厚度，而毛坯的直 径变化很小的拉深方法 。
目录
拉深件类型
目录
4.1 拉深变形过程分析
4.1.1 拉深变形的过程及特点
1—凸模； 2—压边圈； 3—凹模； 4—制件
目录
4.1 拉深变形过程分析
4.1.2 拉深过程中板料的应力应变状态
4.2.1 起皱及其控制
（1）采用压边圈。
控
制
（2）采用锥形凹模
起
皱
的 措
（3）采用拉深筋
施
：
（4）采用反拉深
目录
4.2 拉深件的质量控制
4.2.1 起皱及其控制
拉伸工艺和拉深模具设计培训教材
《冲压工艺与模具设计》
第二页，共46页。
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
《冲压工艺与模具设计》
第三页，共46页。
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.1 拉深变形过程的分析
板料拉深变形过程及其特点(tèdiǎn)
在毛坯上画作出距离为a的等距离的同心圆与
相同弧度b辐射线组成的网格(如图) ，然后将带
（1）半成品直径
拉深次数确定(quèdìng)后，再根据计算直径 应等于
则对
dn
d工
各次拉深系数进行调整，使实际采用的拉深系数大于推算拉
深次数时所用的极限拉深系数。
《冲压工艺与模具设计》
第二十七页，共46页。
的原
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
零件实际需拉深系数(xìshù)应调整为：
m1 0.57, m2 0.79, m3 0.82, m4 0.85 调整好拉深系数(xìshù)后，重新计算各次拉深的圆筒直径即得 半成品直径。零件的各次半成品尺寸为 ：
(qíngkuàng)()
主要变形区
过渡区
传力区
过渡区
《冲压工艺小与变模形具区设计》
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
图 4.1.5 拉深中毛坯(máopī)的应力应变 情况
《冲压工艺与模具设计》
第十页，共46页。
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.1.3 拉深成形的障碍及防止措施
第一次 第二次 第三次 第四次
d1 160mm m1' 160 283 0.57 d2 126mm m2' 126 160 0.79 d3 104mm m3' 104 126 0.82 d4 88mm m4' 88 104 0.85
17809-冲压工艺与模具设计-电子教案-模块4
盒形件拉深时的应力分布
项目一 拉深工艺
低盒形件拉深件的毛坯
项目一 拉深工艺
高盒形件拉深件的毛坯
项目一 拉深工艺
任务八 其他拉深方法 变薄拉深件图
项目一 拉深工艺
液体凸模拉深的变形过程
项目一 拉深工艺
聚氨酯橡胶拉深模 强制润滑拉深
项目一 拉深工艺
变薄拉深
项目一 拉深工艺
项目二 拉深模具结构及工作原理
任务一 首次拉深模具的结构及工作原理
1. 无压边首次拉深模具
2. 有压边的首次拉深模具
项目二 拉深模具结构及工作原理
无压边装置的首次拉深模具 工作时，毛坯在定位圈3中 定位，拉深结束后，工件由 凹模底部的台阶完成脱模， 并由下模座底孔落下。由于 模具没有采用导向机构，故 模具安装时由校模圈2完成 凸、凹模的对中，保证间隙 均匀，工作时将校模圈移走。 该模具结构简单，制造方便， 通常用于材料塑性好、相对 厚度较大的零件拉深。由于 其凸模要深入凹模，所以只 适用于浅拉深。
项目二 拉深模具结构及工作原理
任务一 首次拉深模具的结构及工 作原理 任务二 再次拉深模具的结构及工 作原理
模块小结
项目一 拉深工艺
任务一 拉深概念及分类 典型拉深件
项目一 拉深工艺
拉深件的分类
项目一 拉深工艺
不变薄拉深
项目一 拉深工艺
变薄拉深
项目一 拉深工艺
任务二 直壁圆筒形件拉深的变形过程及特点 圆筒形拉深件
项目二 拉深模具结构及工作原理
无压边圈的再次拉深模具
项目二 拉深模具结构及工作原理
带弹性压边圈的再次拉深模具
项目二 拉深模具结构及工作原理
拉深工艺及拉深模设计
拉深工艺及拉深模设计本章内容简介：本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。
涉及拉深变形过程分析、拉深件质量分析、圆筒形件的工艺计算、其它形状零件的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案确定、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、拉深辅助工序等。
学习目的与要求：1．了解拉深变形规律、掌握拉深变形程度的表示；2．掌握影响拉深件质量的因素；3．掌握拉深工艺性分析。
重点：1. 拉深变形特点及拉深变形程度的表示；2．影响拉深件质量的因素；3．拉深工艺性分析。
难点：1．拉深变形规律及拉深变形特点；2．拉深件质量分析；3．拉深件工艺分析。
拉深：利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口空心件的冲压工序。
拉深工艺可以在普通的单动压力机上进行，也可在专用的双动、三动拉深压力机或液压机上进行。
拉深件的种类很多，按变形力学特点可以分为四种基本类型，如图5-1所示。
图5-1 拉深件示意图5.1 拉深变形过程分析5.1.1 拉深变形过程及特点图5-2所示为圆筒形件的拉深过程。
直径为D、厚度为t的圆形毛坯经过拉深模拉深，得到具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。
图5-2 圆筒形件的拉深1．在拉深过程中，坯料的中心部分成为筒形件的底部，基本不变形，是不变形区，坯料的凸缘部分（即D-d的环形部分）是主要变形区。
拉深过程实质上就是将坯料的凸缘部分材料逐渐转移到筒壁的过程。
2．在转移过程中，凸缘部分材料由于拉深力的作用，径向产生拉应力，切向产生压应力。
在和的共同作用下，凸缘部分金属材料产生塑性变形，其“多余的三角形”材料沿径向伸长，切向压缩，且不断被拉入凹模中变为筒壁，成为圆筒形开口空心件。
3．圆筒形件拉深的变形程度，通常以筒形件直径d与坯料直径D的比值来表示，即m=d/D（5-1）其中m称为拉深系数，m越小，拉深变形程度越大；相反，m越大，拉深变形程度就越小。
5.1.2 拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程是一个复杂的塑性变形过程，其变形区比较大，金属流动大，拉深过程中容易发生凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂而使工件报废。
第4章 拉深
学习目的与要求
1．了解拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2．掌握拉深工艺计算方法； 3．掌握拉深工艺性分析与工艺设计方法； 4．认识拉深模典型结构及特点，掌握拉深模工 作零件设计方法； 5．掌握拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。
概述
拉深又称拉延，是利用拉深模在压 力机的压力作用下，将平板坯料或空心 工序件制成开口空心零件的加工方法。 它是冲压基本工序之一。可以加工旋转 体零件，还可加工盒形零件及其它形状 复杂的薄壁零件。
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3max
的变化规律
3）筒壁部分受力分析
筒形件的拉深系数与拉深次数
在拉深工艺设计时，必须判断制件是否能一次拉 深成形，或需要几道工序才能拉成。正确解决这个问 题直接关系到拉深生产的经济性和拉深件的质量。
1.拉深系数
每次拉深后的筒形件直径与拉深前坯料（或工序 件/半成品）的直径之比。
m1 d1 D m2 d 2 d1 .......... ... mn 1 d n 1 d n 2
拉深变形过程
拉深过程中金属的流动（网格分析）
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）
通过拉深网格分析我们发现，工件底部的 网格变化很小，而侧壁上的网格变化则很大， 以前的等距同心圆，变成了与工件底部平行的 不等距的水平线，并且愈是靠近工件口部，水 平线之间的距离愈大，同时以前夹角相等的半 径线在拉深后在侧壁上变成了间距相等的平行 垂线，以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩 形网格。
（1）不用压边圈时
Z=(1.0~1.1)tmax （2）用压边圈时 2次拉深： 第1次 第2次 3次拉深： 第1次 第2次 第3次 1.1t (1.0~1.05)t 1.2t 1.1t (1.0~1.05)t
拉深工艺与拉深模设计
（1）由直线和圆弧相连接的形状
（2）曲线连接的形状
测验题
填空 1、不变薄拉深简单旋转体毛坯尺寸的计算常采用 。
课后思考
1、拉深件坯料尺寸的计算遵循什么原则？ 2、简单旋转体拉深件的毛坯
学习目标： 了解拉深系数的概念，能够计算圆筒形件的
拉深次数及各次拉深的工序件尺寸；计算圆筒形 件的拉深力。
1）孔位应与主要结构面（凸缘面）在同一平面， 或孔壁垂直该平面，便于冲孔与修边在同一 道工序中完成。
2）拉深件侧壁上的冲孔与底边或凸缘边的距离
h2dt
3）拉深件凸缘上的孔距：
D 1(d13t2r2d)
4）拉深件底部孔距：
dd12r1t
4.2.3 拉深件的精度等级 主要指其横断面的尺寸精度；一般在IT13级
2）工序件底部圆角半径 合理选配各次拉深工序件的底部圆角半径
3）高度
无凸缘圆筒形件拉深工序计算流程
4.4.3 有凸缘圆筒形的拉深计算 1.判断能否一次拉深成形 （1）利用极限相对高度进行判断（查表）
如果工件的相对高度h/d小于或等于表中 对应的极限相对高度[h1/d1]值时，则可以一次 拉深成形；否则需多次拉深。
2）尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设 计成对称（组合）的拉深，然后剖开；
3）在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形 尺寸，不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉 深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为 基准。
4）拉深件口部尺寸公差应适当。
5）一般拉深件允许壁厚变化范围0.6t1.2t,若 不允许存在壁厚不均现象，应注明；
上表只适合08及10号钢的拉深件
2.拉深件工序件尺寸
1）直径 确定拉深次数后，应调整拉深系数，使首