拉深工艺与拉深模资料
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拉深工艺与拉深模设计课件
1-定位板 2-下模板 3-拉深凸模 4-拉深凹模
无压边装座 ３－凸模固定板 ４－弹簧 ５－压边圈 ６－定位板 ７－凹模 ８－下模座 ９－卸料螺钉 10－凸模
正装拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
1－上模座 2－推杆 3－推件板 4－锥形凹模 5－限位柱 6－锥形压边圈 7－拉深凸模 8－固定板 9－下模座
有压边装置的后续工序拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
1-顶杆 2-压边圈 3-凸凹模 4-推杆 5-推件板 6-卸料板 7-落料凹模 8-拉深凸模
正装落料拉深复合模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
复习上次课的内容
1.有凸缘圆筒形件的拉深方法？ 2.判断所给阶梯形件能否一次拉深成形的方法？ 3.曲面形状零件的拉深特点？盒形件的拉深特点？
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第六节 拉深件的工艺性
一、拉深件的公差等级
一般：
拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。 拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。
第七节 拉深模的典型结构
二、后续工序拉深模
1.无压边装置的后续工序拉深模 2.有压边装置的后续工序拉深模
无压边装置反拉深模 3.反拉深模 压边圈在上模的反拉深模
压边圈在下模的反拉深模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第七节 拉深模的典型结构
三、落料拉深复合模
正装落料拉深复合模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
模具设计与制造第7章拉深工艺与模具设计
有无明显缺陷。
尺寸测量
使用测量工具对拉深制品的尺 寸进行测量，以检查其是否符 合设计要求。
壁厚测量
使用壁厚测量仪对拉深制品的 壁厚进行测量，以检查其是否 均匀。
强度测试
对拉深制品进行拉伸或压缩试 验，以检测其力学性能是否满
足要求。
提高拉深制品质量的措施
选用优质材料
选用质量稳定、性能良好的材料，以提高拉深制品的基 本质量。
的强度和刚度等因素。
压力过大会导致工件破裂或模 具损坏，而压力过小则会导致
工件起皱或形状不规整。
压力控制需要与速度控制和温 度控制等参数进行协调，以确 保整个拉深过程的稳定性和可
靠性。
拉深工艺的速度控制
速度控制是拉深工艺中的另一 个重要参数，它直接影响到工
件的表面质量和尺寸精度。
速度控制需要考虑到工件的材 质、厚度、润滑条件以及模具
拉深工艺的应用领域
汽车行业
汽车覆盖件、油箱、仪 表盘等部件的制造。
家用电器行业
电子行业
航空航天行业
空调、冰箱、洗衣机等 产品的外壳和内部零件
的制造。
手机、电脑等产品的外 壳和内部结构件的制造。
飞机蒙皮、机身部件等 高精度、高质量要求的
零件的制造。
拉深工艺的发展趋势
高精度、高质量
柔性化、个性化
随着科技的发展，对拉深工艺的精度和 产品质量要求越来越高，高精度、高质 量的模具和加工设备成为发展的趋势。
破裂。
凸模设计
凸模的作用是将材料拉入凹模， 因此需要具有足够的刚性和强度。 凸模的直径应与凹模相匹配，以
保持适当的间隙。
压边圈设计
压边圈的作用是控制材料流动， 防止材料起皱。压边圈的宽度和 重量应适中，以确保压力均匀。
尺寸测量
使用测量工具对拉深制品的尺 寸进行测量，以检查其是否符 合设计要求。
壁厚测量
使用壁厚测量仪对拉深制品的 壁厚进行测量，以检查其是否 均匀。
强度测试
对拉深制品进行拉伸或压缩试 验，以检测其力学性能是否满
足要求。
提高拉深制品质量的措施
选用优质材料
选用质量稳定、性能良好的材料，以提高拉深制品的基 本质量。
的强度和刚度等因素。
压力过大会导致工件破裂或模 具损坏，而压力过小则会导致
工件起皱或形状不规整。
压力控制需要与速度控制和温 度控制等参数进行协调，以确 保整个拉深过程的稳定性和可
靠性。
拉深工艺的速度控制
速度控制是拉深工艺中的另一 个重要参数，它直接影响到工
件的表面质量和尺寸精度。
速度控制需要考虑到工件的材 质、厚度、润滑条件以及模具
拉深工艺的应用领域
汽车行业
汽车覆盖件、油箱、仪 表盘等部件的制造。
家用电器行业
电子行业
航空航天行业
空调、冰箱、洗衣机等 产品的外壳和内部零件
的制造。
手机、电脑等产品的外 壳和内部结构件的制造。
飞机蒙皮、机身部件等 高精度、高质量要求的
零件的制造。
拉深工艺的发展趋势
高精度、高质量
柔性化、个性化
随着科技的发展，对拉深工艺的精度和 产品质量要求越来越高，高精度、高质 量的模具和加工设备成为发展的趋势。
破裂。
凸模设计
凸模的作用是将材料拉入凹模， 因此需要具有足够的刚性和强度。 凸模的直径应与凹模相匹配，以
保持适当的间隙。
压边圈设计
压边圈的作用是控制材料流动， 防止材料起皱。压边圈的宽度和 重量应适中，以确保压力均匀。
拉深工艺与拉深-文档资料
5.1 圆筒件拉深变形过程分析
一、圆筒件拉深变形过程分析 （二）拉深变形过程
2．拉深变形过程
外力
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）
5.1 圆筒件拉深变形过程分析
二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态
H 76 1 75 2 . 7 d 30 2 28
查表5-2得切边量
坯料直径为
h6 mm
2 2 D d 4 d ( H h ) 1 . 72 dr 0 . 56 r
代已知条件入上式得Ｄ＝98.2ｍｍ
5.2 拉深工艺计算
例（续） （２）确定拉深次数 t 2 100 % 2 . 03 % 2 % 坯料相对厚度为
三、拉深件的起皱与拉裂（续）
1.凸缘变形区的起皱
主要决定于：
一方面是切向压应力σ 3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。
最易起皱的位置：凸缘边缘区域 起皱最强烈的时刻： 在Rt=（0.7～0.9）R0时 防止起皱：
5.2 拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
2．极限拉深系数的确定
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。
m总
m总
＞［m］时，拉深件可一次拉成，否则需要多次拉深。 <[m]时， ＝m1m2……mn，n为拉深次数
m总
5.2 拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
１．拉深次数的确定 推算方法
拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态
拉深工艺及模具设计
图8-8 拉深件的破裂
返回
8.2.4 拉深件的工艺性
拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺 的适应性，这是从拉深加工的角度对拉深产 品设计提出的工艺要求。具有良好工艺性的 拉深件，能简化拉深模的结构，减少拉深的 次数、提高生产效率。拉深件的工艺性主要 从拉深件的结构形状、尺寸、精度及材料选 用等方面提出。
8.2.2 拉深过程中的应力与应变
通过分析板料在拉深过程中的应力与应变，将 有助于拉深工作中工艺问题的解决和保证产品质量。 在拉深过程中，材料在不同的部位具有不同的应力 状态和应变状态。筒形件是最简单、最典型的拉深 件。图8-6是筒形件在有压边圈的首次拉深中某一阶 段的应力与应变情况。图中： ζ1，ε1——径向的应力与应变； ζ2 ， ε2——厚度方向的应力与应变； ζ3 ， ε3——切向的应力与应变。
8.2.3拉深过程中的起皱与破裂
1.起皱 在拉深时，由于凸缘材料存在着切向压缩应力 ζ3 ，当这个压应力大到一定程度时板料切向将因失 稳而拱起，这种在凸缘四周沿切向产生波浪形的连 续弯曲称为起皱，如图8-7(a)所示。当拉深件产生 起皱后，轻者凸缘变形区材料仍能被拉进凹模，但 会使工件口部产生波纹, 如图8-7(b)所示，影响工件 的质量。起皱严重时，由于起皱后的凸缘材料不能 通过凸、凹模间隙而使拉深件拉裂,如图8-7(c)所示。 起皱是拉深中产生废品的主要原因之一。
返回
图8-2圆筒形件拉深
如果不用模具，则只要去掉图8.3中的三 角形阴影部分，再将剩余部分狭条沿直径d的 圆周弯折起来，并加以焊接就可以得到直径 为d，高度为 h (D 2 d ) ，周边带有焊缝，口部 呈波浪的开口筒形件。这说明圆形平板毛坯 在成为筒形件的过程中必须去除“多余材 料”。但圆形平板毛坯在拉深成形过程中并 没有去除多余材料，而拉深获得的工件高度 大于了h，工件的壁厚增加了，因此只能认为 三角形阴影部分材料是多余的材料，在模具 的作用下产生了流动，发生了转移。
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》
第九页，共46页。
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
拉深工艺和拉深模设计
学习目旳： 掌握拉深件旳构造工艺性要求，了解拉深件在
公差、材料上旳要求，掌握拉深件工序安排旳一般 原则。
教学要求： 根据弯曲件旳构造工艺性要求改善拉深件旳结
构设计；能够根据拉深件旳工艺条件，拟定拉深件 圆角半径，拟定带孔拉深件旳孔旳位置。
4.2.1 对拉深件形状尺寸旳要求
1）拉深件形状应尽量简朴、对称，尽量一次拉 深成形。
1）孔位应与主要构造面（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 道工序中完毕。
2）拉深件侧壁上旳冲孔与底边或凸缘边旳距离 h 2d t
3）拉深件凸缘上旳孔距：
D1 (d1 3t 2r2 d )
4）拉深件底部孔距：
d d1 2r1 t
4.2.3 拉深件旳精度等级 主要指其横断面旳尺寸精度；一般在IT13级
2）叠加各段中间层面积，求出制件中间层面积；
3）根据“等面积原则”求出毛坯直径。
D
4S
4
f
式中
S——毛坯面积（涉及修边余量）； f——简朴旋转体拉深件各部分面积； D——毛坯直径。
案例分析： 带凸缘制件
无凸缘制件
将制件分割为： 1）1/4凹球环 2）圆柱
3）1/4凸球环 4）圆板
计算：
1）1/4凹球环
要求：
1）rpg≥t，一般取：rpg≥（35）t 2）rpg＜t，增长整形工序，每整形一次，rpg
可减小1/2。
pg
pg
py
3.矩形拉深件壁间圆角半径rpy 矩形拉深件壁间圆角半径rpy：
指矩形拉深件旳四个壁旳转角半径。
要求：rpy≥3t及rpy≥H/5
pg
pg
py
4.2.2 拉深件上旳孔位布置
公差、材料上旳要求，掌握拉深件工序安排旳一般 原则。
教学要求： 根据弯曲件旳构造工艺性要求改善拉深件旳结
构设计；能够根据拉深件旳工艺条件，拟定拉深件 圆角半径，拟定带孔拉深件旳孔旳位置。
4.2.1 对拉深件形状尺寸旳要求
1）拉深件形状应尽量简朴、对称，尽量一次拉 深成形。
1）孔位应与主要构造面（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 道工序中完毕。
2）拉深件侧壁上旳冲孔与底边或凸缘边旳距离 h 2d t
3）拉深件凸缘上旳孔距：
D1 (d1 3t 2r2 d )
4）拉深件底部孔距：
d d1 2r1 t
4.2.3 拉深件旳精度等级 主要指其横断面旳尺寸精度；一般在IT13级
2）叠加各段中间层面积，求出制件中间层面积；
3）根据“等面积原则”求出毛坯直径。
D
4S
4
f
式中
S——毛坯面积（涉及修边余量）； f——简朴旋转体拉深件各部分面积； D——毛坯直径。
案例分析： 带凸缘制件
无凸缘制件
将制件分割为： 1）1/4凹球环 2）圆柱
3）1/4凸球环 4）圆板
计算：
1）1/4凹球环
要求：
1）rpg≥t，一般取：rpg≥（35）t 2）rpg＜t，增长整形工序，每整形一次，rpg
可减小1/2。
pg
pg
py
3.矩形拉深件壁间圆角半径rpy 矩形拉深件壁间圆角半径rpy：
指矩形拉深件旳四个壁旳转角半径。
要求：rpy≥3t及rpy≥H/5
pg
pg
py
4.2.2 拉深件上旳孔位布置
拉伸工艺与拉深模具设计
“起皱”和筒壁传力区的“拉裂”是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。为此，必须了解起 皱和拉裂的原因，在拉深工艺和拉深模设计等方面采取适当的措施，保证拉深工艺的顺利进行，提高拉深件的 质量。
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。
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。
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。
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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 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。
修边余量图
筒形件的修边余量Δh/mm
（4）对复杂形状的旋转体，公式 D 8Rxl 的应用
①将工件厚度中线的轮廓线（包括切边余量）分为 若干段直线和圆弧；
②计算出各直线和圆弧的长度l1、 l2… ln ，并找出每一线 段的形心，算出每一形心到旋转轴的距离R1x 、 R2x… Rnx。直线的形心在直线的中点上，圆弧的形心查表。
③求出各段母线的长度与其旋转半径乘积的代数和：
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； rd ≤ 2t时，需增加整形工序。
总拉深系数m总：工件直径dn与毛坯直径D之比。 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，
① 材料的力学性能 材料的屈服强比s / b小，极限
拉深系数就小。 ② 材料的厚向异性系数γ 材料的γ越大，允许的m越小。
③毛坯的相对厚度t/D t/D大则毛坯的稳定性好，不易 起皱，允许的m值可以小些。
④拉深模的几何参数 主要是凸、凹模的圆角半径。 ⑤ 润滑 良好的润滑条件减小拉深系数。但凸模与工
带凸缘件的修边余量Δd/mm
⑵简单形状拉深件毛坯计算
由于拉深后工件的平均厚度与毛坯厚度相差不 大，可以近似地认为毛坯在拉深过程中厚度不变， 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，mm2；
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 性的基础上又不使工件拉裂，这个使拉深件不拉 裂的最小拉深系数称为极限拉深系数。
（2）影响极限拉深系数的因素
第 n 次拉深后工件直径：
dn mndn1 m1m2m3mnD
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
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
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
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。
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。
Ai —拉深件各部分表面积之和，mm 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 构成的旋转体的表面积，等于该母线长度与该母线 形心绕该轴旋转所得周长的乘积，即
A 2Rxl
根据面积相等原理推得： D 8Rxl
式中： Rx—母线形心至旋转轴的距离（旋转半径），mm； l—母线长，mm。
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
圆筒件拉深
零件进一步改变形状和 1-凸模 2-压边圈 3-凹模
尺寸的工艺。
lR l1Rx1 l2 Rx2 lnRxn
④求毛坯直径：
D 8 lR 8(l1Rx1 l2 Rx2 lnRxn )
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： m1 =d1 /D m2 =d2 / d1 m3=d3 / d2 mn=dn / dn-1
4-毛坯 5-拉深件
（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）
一般拉深（工件壁厚不变） 按壁厚变化
变薄拉深（工件壁厚不变）
⒉拉深件的工艺性
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：
第一次拉深后工件直径：d1 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 m3d2 m1m2m3D
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 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。
修边余量图
筒形件的修边余量Δh/mm
（4）对复杂形状的旋转体，公式 D 8Rxl 的应用
①将工件厚度中线的轮廓线（包括切边余量）分为 若干段直线和圆弧；
②计算出各直线和圆弧的长度l1、 l2… ln ，并找出每一线 段的形心，算出每一形心到旋转轴的距离R1x 、 R2x… Rnx。直线的形心在直线的中点上，圆弧的形心查表。
③求出各段母线的长度与其旋转半径乘积的代数和：
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； rd ≤ 2t时，需增加整形工序。
总拉深系数m总：工件直径dn与毛坯直径D之比。 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，
① 材料的力学性能 材料的屈服强比s / b小，极限
拉深系数就小。 ② 材料的厚向异性系数γ 材料的γ越大，允许的m越小。
③毛坯的相对厚度t/D t/D大则毛坯的稳定性好，不易 起皱，允许的m值可以小些。
④拉深模的几何参数 主要是凸、凹模的圆角半径。 ⑤ 润滑 良好的润滑条件减小拉深系数。但凸模与工
带凸缘件的修边余量Δd/mm
⑵简单形状拉深件毛坯计算
由于拉深后工件的平均厚度与毛坯厚度相差不 大，可以近似地认为毛坯在拉深过程中厚度不变， 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，mm2；
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 性的基础上又不使工件拉裂，这个使拉深件不拉 裂的最小拉深系数称为极限拉深系数。
（2）影响极限拉深系数的因素
第 n 次拉深后工件直径：
dn mndn1 m1m2m3mnD
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
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
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
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。
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。
Ai —拉深件各部分表面积之和，mm 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 构成的旋转体的表面积，等于该母线长度与该母线 形心绕该轴旋转所得周长的乘积，即
A 2Rxl
根据面积相等原理推得： D 8Rxl
式中： Rx—母线形心至旋转轴的距离（旋转半径），mm； l—母线长，mm。
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
圆筒件拉深
零件进一步改变形状和 1-凸模 2-压边圈 3-凹模
尺寸的工艺。
lR l1Rx1 l2 Rx2 lnRxn
④求毛坯直径：
D 8 lR 8(l1Rx1 l2 Rx2 lnRxn )
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： m1 =d1 /D m2 =d2 / d1 m3=d3 / d2 mn=dn / dn-1
4-毛坯 5-拉深件
（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）
一般拉深（工件壁厚不变） 按壁厚变化
变薄拉深（工件壁厚不变）
⒉拉深件的工艺性
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：
第一次拉深后工件直径：d1 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 m3d2 m1m2m3D