拉伸模具构造之拉深修边模
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拉深模具的设计拉深模具的分类及典型结构拉深模按其工序顺序可分为首次拉深模和后续各工序拉深模，它们之间的本质区别是压边圈的结构和定位方式上的差异。
按拉伸模使用的冲压设备又可分为单动压力机用拉深模、双动压力机用拉深模及三动压力机用拉深模，它们的本质区别在于压边装置的不同（弹性压边和刚性压边）。
按工序的组合来分，又可分为单工序拉深模、复合模和级进式拉深模。
此外还可按有无压边装置分为无压边装置拉深模和有压边装置拉深模等。
下面将介绍几种常见的拉深模典型结构。
1一凸模；2一定位板；3一凹模；4一下模座图 1 无压边装置的首次拉深模1．首次拉深模（1）无压边装置的首次拉深模（图1）此模具结构简单，常用于板料塑性好，相对厚度时的拉深。
工件以定位板 2 定位，拉深结束后的卸件工作由凹模底部的台阶完成，拉深凸模要深入到凹模下面，所以该模具只适合于浅拉深。
（2）具有弹性压边装置的首次拉深模这是最广泛采用的首次拉深模结构形式（图2）压边力由弹性元件的压缩产生。
这种装置可装在上模部分（即为上压边），也可装在下模部分（即为下压边）。
上压边的特征是由于上模空间位置受到限制，不可能使用很大的弹簧或橡皮，因此上压边装置的压边力小，这种装置主要用在压边力不大的场合。
相反，下压边装置的压边力可以较大，所以拉深模具常采用下压边装置。
（3）落料首次拉深复合模图 3 为在通用压力机上使用的落斜首次拉深复合模。
它一般采用条料为坯料，故需设置导料板与卸料板。
拉深凸模 9 的顶面稍低于落料凹模 10 ，刃面约一个料厚，使落料完毕后才进行拉深。
拉深时由压力机气垫通过顶杆 7 和压边圈 8 进行压边。
拉深完毕后靠顶杆 7 顶件，卸料则由刚性卸料板 2 承担。
1一凸模；2一上模座；3一打料杆；4一推件块；5一凹模；6一定位板；7一压边圈；8一下模座；9一卸料螺钉图 2 有压边装置的首次拉深模（4）双动压力机上使用的首次拉滦模（图4）因双动压力机有两个滑块，其凸模 1 与拉深滑块（内滑块）相连接，而上模座2（上模座上装有压边圈3）与压边滑块（外滑块）相连。
拉深模的典型结构
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无压边装置的以后各次拉深模
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1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆 6-弹簧
有压边装置的以后各次拉深模
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压边圈在上模的正装拉深模
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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
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带锥形压边圈的 倒装拉深模
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弹簧压边装置 a) 橡皮b) 弹簧c) 气垫
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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
落料拉深复合模
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1-凸凹模 2-反拉深凸模 3-拉深凸凹模 4-卸料板 5一导料板 6-压边圈 7-落料凹模
落料、正、反拉深模
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拉深模的典型结构
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一、首次拉深模
1. 无压边装置的简单拉深模
2. 有压边装置的拉深模
(1)正装拉深模
①橡皮压边装置
(2)倒装拉深模
弹性压边装置 ②弹簧压边装置
③气垫式压边装置
压边装置
带限位装置的压边圈
拉深工艺及拉深模具的设计
拉深工艺及拉深模具的设计拉深工艺是一种常见的金属加工方法，用于将平面金属材料加工成具有凹凸形状的器件或零件。
它通常涉及到将金属板材通过拉伸的方式使其变形，以达到所需的形状和尺寸。
而拉深模具则是用于支撑和引导金属板材在拉深过程中发生变形的工具。
拉深工艺的设计需要考虑多个因素，包括材料的性质、板材的厚度和尺寸、拉深的形状和深度等。
首先，根据所需拉深的形状设计模具的结构和形状，并确定所需的深度和尺寸。
其次，需要选择合适的材料和工艺参数，以确保金属材料在拉深过程中能够保持良好的塑性变形能力，并且不会发生过度拉伸、断裂或破裂。
此外，还需要考虑到加工效率和成本等因素，以优化拉深工艺的设计。
拉深模具的设计是实现拉深工艺的关键。
它通常由多个部分组成，包括上模板、下模板、导柱、导套、导向装置、弹簧等。
上模板和下模板是用于支撑金属板材并施加压力的主要部分，它们的形状和结构决定了拉深的形状和深度。
导柱和导套用于引导上模板的移动，以确保拉深的精度和稳定性。
导向装置用于确保上模板和下模板的对位精度，避免偏移和倾斜。
而弹簧则用于提供足够的弹性力，以使上模板在拉深过程中能够平稳地移动。
在拉深模具的设计过程中，需要考虑到多个因素。
首先，需要进行模具的结构和形状设计，确保其能够满足所需拉深的形状和深度。
其次，需要选择合适的材料，以确保模具具有足够的强度和硬度。
同时，还需要进行模具的冷却设计，以提高模具的寿命和加工效率。
此外，需要进行模具的装配和调试，确保其能够正常使用并满足要求的加工精度和质量。
总之，拉深工艺及拉深模具的设计需要考虑到多个因素，包括材料的性质、工艺参数、加工效率和成本等。
通过合理的设计和优化可以实现高效、精确和稳定的拉深加工。
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。
模具第四章拉深模设计-48页文档资料
• 极限拉深系数，在危险断面不被拉破的 条件下所能采用的最小拉深系数。
• 拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数， 是拉深工艺计算和模具设计的重要依据。
• 实际生产中，为减少拉深次数，M一般取 最小值。
二、 无凸缘筒形件拉深的工艺 计算
• 底部 • 凸缘处 • 对于盒形件 • 并尽可能
rd (3 ~ 5 )t rp (4 ~ 8)t rd 3t rd 0 .2 H
§4-3圆筒形拉深件毛坯尺寸计算 （P118）（P54）
• 根据面积相等的原则，筒 形拉深件的毛坯尺寸为：
F1 d ( H R )
F2
4
rp(0.7~1.0)rd
7）确定各次拉深半成品的高度：
h10.2(5 D d1 2d1)0.4d r 3 1 1(d10.3r1 2 ) h20.2(5 D d2 2d2)0.4d r3 2 2(d20.3r2 2 )
hn0.2(5 D dn 2dn)0.4d r3 n n(dn0.3rn 2 )
变形总体分析
• 筒底：变形前后基本保持 不变
• 环形区：阴影部分被挤压 入了直角方形区，周向受 压，材料变厚，且最外端 厚度增加最大，径向受拉 伸长
§4-2拉深件设计的基本要求
1、拉深件的形状应简单、对称，并 尽量避免急剧的轮廓变化。
2、拉深件直径尺寸应明确标注，不 得同时标注内、外部直径。
3、拉深件的圆角半径
2、防止起皱的措施
3） 采 用 反 拉 深
2、防止起皱的措施
4） 采 用 软 模 拉 深
二、破裂
1、原因：危险断面变薄并被拉断。 2、影响因素
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
拉伸工艺与拉伸模具设计概述
4.1 拉深变形过程的分析
4.1.1板料拉深变形过程及其特点 (如图4.1.1)
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4.1.2) ，然后将带有网格的毛坯进行 拉深。
在拉深过程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸缘毛坯的
径向产生拉伸应力 3，切向产生压缩应力 1 。在它们的共同
2.宽凸缘圆筒件拉深工艺计算要点 （1）毛坯尺寸计算 毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行，参考无圆凸缘筒形
零件毛坯的计算方法计算。 （2）判别能否一次拉成 这只需比较工件实际所需的总拉深系数和 h / d 与凸缘件第
一次拉深的极限拉深系数和极限拉深相对高度即可 （3）半成品尺寸计算 宽凸缘件的拉深次数仍可用推算法求出。 根据表中的拉深系数值进行计算，即第n次拉深后的直径为：
1.拉深的基本概念 拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种
开口的空心件，或将已制成的开口空心件加工成其他形状 空心件的一种冲压加工方法。(如图4.0.1)
2.典型的拉深件(如图4.0.2)
3.拉深模具的特点 结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的
圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。
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
（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
塑性成形工艺第四章拉深工艺与模具设计
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拉深工艺分类
根据拉深件形状和变形特点，拉 深工艺可分为圆筒形件拉深、盒 形件拉深、复杂形状件拉深等。
拉深工艺特点及应用
拉深工艺特点
拉深工艺具有生产效率高、材料利用 率高、产品尺寸精度高等优点。但同 时也存在拉裂、起皱等缺陷，需要合 理设计模具结构和控制工艺参数。
拉深工艺应用
拉深工艺广泛应用于汽车、航空航天 、家电、仪器仪表等领域，用于生产 各种形状和尺寸的拉深件，如汽车覆 盖件、飞机蒙皮、家电外壳等。
尺寸要求。通过合理的模具设计和工艺参数设置，可以实现高质量的覆
盖件生产。
02
模具设计
针对汽车覆盖件的形状和尺寸要求，设计合理的拉深模具结构，包括凸
模、凹模、压边圈等关键部件。同时，需要考虑材料的流动性和成形性
能，以确保产品的质量和生产效率。
03
实例分析
以某型号汽车引擎盖为例，详细介绍其拉深工艺及模具设计过程。通过
模具设计流程与规范
设计流程
拉深模具设计流程包括确定拉深工艺方案、设计模具结构、绘制模具图纸、制定加工工艺和装配调试等步骤。
设计规范
在设计过程中，需遵循一定的设计规范，如保证模具结构合理性、提高模具使用寿命和降低制造成本等。同时， 还需注意标准化、通用化和系列化等原则，以便于模具的制造、使用和维修。
定位、导向和卸料装置设计策略
定位装置设计
为确保拉深件的精度和稳定性，模具中需设置定位装置。设计时需考虑定位方式、定位元 件的形状及尺寸等因素，以确保坯料在模具中的准确定位。
导向装置设计
导向装置用于保证凸模与凹模在拉深过程中的相对位置精度。设计时需选择合适的导向方 式（如导柱导套导向、滚动导向等），并考虑导向元件的耐磨性和精度保持性。
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拉伸模具构造之拉深修边模
进行拉深加工时材料因异向性而产生变形，例如对圆形坯料进行圆形拉深时，凸缘不是圆形的，而是接近于四方形。
无凸缘的拉深形状则会产生折皱，边缘出现起皱，对这些形状不整齐的制件进行再次裁切，以获得理想的形状，这就是“修边”。
【图10】为代表性的修边模具结构。
采用倒装构造。
制件利用内径进行定位。
凸模、凹模间的间隙及刃口形状，保持常规拉深加工的条件。
利用上模凹模进行修边，制件进入上模内。
凹模内的制件在当上模上升至上死点附近时被顶出，从凹模排出。
【图1】中顶出装置接触拉深底部，凸缘较大的制件在顶出时可能会导致凸缘翘曲，对于凸缘较大的制件，应根据拉深直径对顶出装置进行避让，利用凸缘部分进行排出。
【图2】为无凸缘制件的修边方法之一，称为“紧压修边”，紧压修边在凹模接近制件的凸缘R部位置设置R角，凸缘刃口尖锐，间隙采用零间隙或接近零间隙的状态，将制件压入凹模，进行修边。
基本上不会在外周形成台阶（如带有间隙则会形成与间隙相当的台阶）。
在制件的内侧会残留R角。
希望获得光整的切口时，可利用斜楔等进行水平裁切，但模具构造会变得复杂。
修边废料呈环状，残留在凸模外周，保持这种状态时无法从模具上清理下来。
废料切割装置用于解决这一问题。
V形部分接触废料。
不断进行加工时，废料被压下来，此时V形部分将废料切断，使其从凸模脱离。
废料切割装置至少要2个，如果制件形状较大，则应增加数量，将废料切成多个部分，以便于进行处理。
拉深修边模，在日常的生产应用中是比较常见的。
不过相信也有不是工件，是用的旋切模，不过由于这种模具的制作难度，和生产时的不好修理，所以实际生产中，还是有很多地方使用的是拉深修边模，特别是一些产品，由于产品外形特殊，而只能用到修边模的，这在大型的覆盖件上，有很多的案例。