拉深模的典型结构
冲压模具技术
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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
刚性压边装置 带刚性压边装置的拉深模
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拉深模的典型结构
1-压边圈 2-凹模固定板 3-冲孔凹模 4-推件板 5-凸模固定板 6-垫板 7-冲孔凸模 8-拉深凸模 9-限位螺栓 10-螺母 11-垫柱 12-拉深切边凹模 13-切边凸模 14-固定块
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再次拉深、冲孔、 切边复合模
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筒形件的切边原理
压边力的变化曲线
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压边力的变化曲线
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带限位装置的压边圈
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双动压力机用拉深模刚性压边装置 动作原理
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带刚性压边装置拉深模
1-固定板 2-拉深凸模 3-刚性压边圈 4-拉深凹模 5-下模板 6-螺钉
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二、以后各次拉深模
1.无压边装置的以后各次拉深模 2.有压边装置的以后各次拉深摸
无压边装置反拉深摸 3.反拉深摸 压边圈在上模的反拉深摸
压边圈在下模的反拉深摸
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拉深模的典型结构
三、落料拉深复合摸
1. 正装落料拉深复合模
2. 落料、正、反拉深模
3. 后次拉深、冲孔、切边复合模 切边的工作原理
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作业布置：
设计思考与练习题7的落料拉深复合模。
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1-定位板 2-下模板 3 首次拉深模
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１－模柄 ２－上模座 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
拉伸工艺及拉伸模具设计高教课件
专业课件
1
《冲冲 压压工工艺艺与与模模具具设设计计助学》课件
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
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2
《冲冲 压压工工艺艺与与模模具具设设计计助学》课件
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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
《冲冲 压压工工艺艺与与模模具具设设计计助学》课件
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.1.4 拉深成形的障碍及防止措施
1.起皱(如图4.1.8)，影响起皱的因素： (1)凸缘部分材料的相对厚度 凸缘部分的相对料厚，即为 :
(2)切向压应力的大小 t Df d 或t Rf r
拉深时 3 的值决定于变形程度，变形程度越大，需要转移 的剩余材料越多，加工硬化现象越严重，则越 3大，就越容易起 皱。
（或半成品）的直径之比。 （如图4.2.2）
m1 d1 D
m2 d2 d1
.............
mn1 dn1 dn2
mn dn dn1
工件的直径与毛坯直径之比称为总拉深系数，即工件
所需要的拉深系数
m总
dn D
d1d2 ... Dd1 专业课件
d n1d n d n2d n1
m1m2...mn1mn
拉深是一个塑性变形过程，材料变形后必然发生加 工硬化，使其硬度和强度增加，塑性下降。
加工硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材 料，但塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难。
专业课件
23
《冲冲 压压工工艺艺与与模模具具设设计计助学》课件
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
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...
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。
6拉深模
方法一：铣削加工：毛坯加工后，划线，铣型孔，最后钳 工修圆角，淬火后研磨、抛光 方法二：插削加工：毛坯加工后，划线，插型孔，最后钳 工修锉圆角，淬火后研磨、抛光 盒形冲件 方法三：线切割：毛坯加工后，划线，加工安装孔，淬火 后磨安装面等，最后切割型孔。抛光 方法四：电火花：毛坯加工后，划线，加工安装孔，淬火 后磨基面，最后电火花加工型腔，抛光 方法一：仿形铣：毛坯加工后，划线，仿形铣型腔，精修 后淬火、研磨、抛光 方法二：铣削或插削：毛坯加工后，划线， 铣或插型孔，修锉圆角后淬火，研磨抛光 旋转体曲面形冲件 方法三：线切割：毛坯加工后，划线，加工安装孔，淬火 后磨基面，线切割型孔，抛光 方法四：电火花：毛坯加工后，划线，加工安装孔，淬火 后磨基面，用电火花加工型腔。抛光
拉深凹模圆角半径
拉深凸模圆角半径
2、凸、凹模的间隙
拉深模间隙是指单边间隙，即凹模和凸模直径之差 的一半。拉深时凸、凹模之间的间隙对拉深力、工 件质量、模具寿命等都有影响。间隙过大，容易起 皱，工件有锥度，精度差；间隙过小，摩擦加剧， 导致工件变薄严重，甚至拉裂。因此，正确地确定 凸模和凹模之间的间隙是很重要的。
拉深模结构设计注意事项：
1、拉深件高度 拉深中间工序的高度不能算得很准，故模具结构要 考虑安全“留量”，以便工件稍高时仍能适应 2、气 孔 拉深模应有气孔，以便卸下工件 3、限位装置 弹性压边圈要有限位装置，防止被压材料过分变薄 4、控制材料流动 对于矩形或异形拉深件，可利用不等的凹模圆角、 设置拉深筋等方法控制材料流动以达到拉深件质量 要求
2．破裂 随着变形程度的提高，变形力也相应地提高，当变 形力大于传力区(筒形件的壁部)的承载能力时拉深 件则被拉破，筒形件的破裂都发生在壁部凸模圆角 切点稍上一点的位置 。
拉深模
Dd Dmax 0.75 0 ，Dp Dmax 0.75 Z
d 0
p
当冲压件内形尺寸有要求时，以凸模为基准件，考虑到工件 的回弹及凸模几乎不磨损，可取：
拉深后工序件的高度可按下面公式计算：
D2 r1 h1 0.25 d d1 0.43 d d1 0.32r1 1 1 D2 r2 h2 0.25 d 2 0.43 d 2 0.32r2 d2 d2 ... D2 rn hn 0.25 d dn 0.43 d d n 0.32rn n n
采用适当的拉深系数
三、圆筒形件的拉深
1 圆筒形件板料尺寸的确定方法 拉深件板料尺寸一般是以拉深件尺寸为基础，按 体积不变原则和相似原则进行计算。
按面积相等原则计算 若板料厚度t≥1时，按中线尺寸计算 计算板料直径时，需加修边余量，表4—11
三、圆筒形件的拉深
圆筒形件展开后的板料直径D的计算公式为：
二、拉深件的主要质量问题
2 拉裂 拉深过程中，凸缘部分材料逐渐转移到筒 壁。在凸模圆角与筒壁交界处，由于该处所需材 料少，故该处材料变形小，材料强度较低，变薄 最严重，易拉断。
产生原因：凸模圆角小，阻力大。
二、拉深件的主要质量问题
2 拉裂 防止拉裂的措施： 加大凸模圆角，加润滑剂
通过试模，调整间隙
2
拉深模的间隙
拉深模的间隙是指双面间隙 ，即 Z 2 ( Dd DP ) 2 拉深模的凸模、凹模间的间隙的作用是为了减小材 料与凹模之间的摩擦，从而得到表面光滑的制件。 间隙过大易使制件起皱，精度也不易控制；间隙过 小又会使筒壁变薄，甚至拉裂。在制造时，一般应 边试模边合理的间隙值，直到修整合适后，再淬硬 凸、凹模。
拉深模的基本原理(四)
拉深模的基本原理（四）八、拉深的模具结构１．首次拉深模：（１）模具结构简单，使用方便，制造容易。
（２）压边圈即起压边作用，又起卸料作用和板料的定位作用。
（３）凸模上开有气孔，以防止拉深件紧吸附于凸模上而造成困难。
（４）模具采用倒装式，以便在下部空间较大的位置安装和调节压边装置。
２．再次拉深模：再次拉深模，半成品毛坯套在压边圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中，使半成品直径减小，主要区别：是压边圈与首次拉深的压边圈不同。
３．复合拉深模：拉深的凹模又起到落料凸模的作用。
九、拉深模工作部分尺寸的确定其工作部分主要是指拉深凸模、凹模和压边圈。
这些工作部件的结构尺寸对拉深件的变形和拉深件的质量有很大的影响。
１．拉深间隙拉深间隙对拉深件筒形直壁部分有校正作用：间隙大，则校正作用减小，效果不明显，形成口大底小的锥形；间隙减小，则拉深力增大，易造成拉破的现象，而且模具的磨损快。
考虑到拉深中外缘的变厚，除最后一次拉深间隙取等于或略小于板料厚度以外（以保证工件精度），其余拉深都应把间隙取为稍大于材料厚度。
对于不用压边圈的拉深，Z=(1～1.1)Zmax，未次拉深用小值，中间拉深用大值。
２．凸凹模圆角半径凹模圆角半径对拉深件影响更大，凹模圆角不能小，但太大，易造成压边面积小而起皱，而且拉深过程中，凸缘较早离开压边圈，亦会引起起起皱现象。
凸模圆角小，圆角材料变薄严重，易拉裂：r an=(0.6～0.9)t an-1r t=(0.6～1)r a最后工序rt=r工件>(1 ～２)t３．凸凹模工作部分尺寸计算拉深件尺寸精度主要取决于最后一道工序，拉深凸凹模尺寸，与中间工序尺寸无关，所以中间工序可直接取工序尺寸作为模具工作部分尺寸，而最后一道工序则要根据工件内（外）形尺寸要求和磨损方向来确定凸凹模工作尺寸及公差。
按尺寸标注方式：标外形：Ｄa=(D-0.75t)+ δn dt=(D-0.75-2Z)- δt按内形标注：Da=(d+0.4t+2Z)+ δa dt=(d+0.4t) δt其中δa和δt按ＩＴ８～９级精度。
拉深模的典型结构
1-定位板 2-下模板 3-拉深凸模 4-拉深凹模
无压边装置的 首次拉深模
拉深工艺与拉深模设计
１－模柄 ２－上模座 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
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
拉深工艺与拉深模设计
拉深模的典型结构
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
(2)倒装拉深模
①橡皮压边装置
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
刚性压边装置 带刚性压边装置的拉深模
拉深工艺与拉深模设计
拉深模的典型结构
二、以后各次拉深模
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
拉深工艺与拉深模设计
1-压边圈 2-凹模固定板
3-冲孔凹模 4-推件板 5-凸模固定板 6-垫板 7-冲孔凸模 8-拉深凸模 9-限位螺栓 10-螺母 11-垫柱 12-拉深切边凹 模 13-切边凸 模 14-固定块
拉深工艺与拉深模设计
无压边装置的以后各次拉深模
拉深工艺与拉深模设计
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
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
落料拉深复合模
拉深模的结构形式与设计
拉深模的结构形式与设计拉深模是把坯料拉压成空心体，或者把空心体拉压成外形更小而板厚没有明显变化的空心体的冲模。
拉深模结构形式1.第一次拉深工序的模具（表1）2.后续拉深工序的模具（表2）表1 第一次拉深工序的模具分类简单拉深模落料拉深复合模双动压力机用拉深模简图1-凸模 2-压料圈 3-推件板4-凹模1-拉深凸模 2-凸凹模3-推件板 4-落料凹模1-顶棒 2-拉延筋 3、4-导板5-凸模固定座 6-凸模 7-出气管8-压料圈 9-凹模10-凹模座特点凸模装于下模，坯料由压料圈定位，推料板推下拉深件首先落料出拉深坯料，再由拉深凸模和凸凹模将坯料拉深根据拉深工艺使用双动压力机。
凸模通过固定座安装在双动压力机的内滑块上，压料圈安装在双动压力机的外滑块上，凹模安装在双动压力机的下台面上，凸模与压料圈之间有导板导向表2 后续拉深工序的模具分类简图特点在单动压力机上的拉深模1-定位圈定位圈使工序件定位。
而该定位圈又是压料圈在双动压力机上的拉深模1-压料圈 2-凹模 3-凸模压料圈将坯料压紧，凸模下降进行拉深3.反拉深模将工序件按前工序相反方向进行拉深，称为反拉深。
反拉深把工序件内壁外翻，工序件与凹模接触面大，材料流动阻力也大，因而可不用压料圈。
图1是反拉深示例。
图2示反拉深模，凹模的外径小于工序件的内径，因此反拉深的拉深系数不能太大，太大则凹模壁厚过薄，强度不足。
图1 反拉深示例图2 反拉深模1-凹模4.变薄拉深模变薄拉深与一般拉深不同，变薄拉深时工件直径变化很小，工件底部厚度基本上没有变化，但是工件侧面壁厚在拉深中加以变薄，工件高度相应增加。
变薄拉深凹模的形式见表3。
变薄拉深凸模的形式见表4。
图3示变薄拉深模，凸模下冲时，经过凹模（两件），对坯件进行二次变薄拉深，凸模上升时，卸料圈拼块把拉深件从凸模上卸下。
表3 变薄拉深凹模的形式简图参数凹模的锥角工作带高度α=7°～10°α1=2αD=10～20mm时h=1mmD=20～30mm时h=1.5～2mm表4 变薄拉深凸模的形式简图参数β=1°，L＞工件长度（加上修边留量）图3 变薄拉深模1-凸模 2-定位圈 3、4-凹模 5-卸料圈拼块。
模具第四章拉深模
3)拉深后工件在各个部分的厚 度是不同的如图4－6所示。
2)在底部圆角与直壁相 接部分工件最薄，最易发生 拉裂，如图4－7所示。
拉深使材料发生塑性变形，所以必然伴随着 加工硬化，如果工件需多次拉深才能成形， 或工件是硬化效应强的金属，则应合理安排 退火工序以恢复材料的塑性，降低其硬度和 强度。
为A2，由于拉深时厚度变
而毛坯（D－d）的环形区的金属在
化很小，可认为拉深前后
凸模压力的作用下，要受到拉应力和
面积相等，即A1= A2，所 以，H> （D－d）/2。
压应力的作用，径向伸长、切向缩短， 依次流入凸、凹模的间隙里成为筒壁， 最后，使平板毛坯完全
在多次拉深时，根据验算： m总=m1、m2、m3、……mn。
即零件制品的总拉深因数等于各拉深系数 的乘积，只要算出m总，然后在表4－1、4－2中 查得各次拉深因数，通过估算可求得所需的拉 深次数。
需注意的事，在实际生产中应取的极限拉深因 数稍大于表中的值，以保证工件的质量。
三、拉深工件毛坯尺寸的确定
⑴首先计算拉深件坯料尺寸和相对厚度（t/D）×100。 ⑵计算总拉深因数M总： M总＝d/D d:零件直径； D：坯料直径； t：材料厚度。
⑶根据相对厚度t/D×100值，从表4－1、4－2中查得 各次拉深因数，若查得第一次拉深系数m1<m总时，则 制品零件可一次拉深成形。若m1>m总时，则需进行多 次拉深。
材料的相对厚度愈大，拉深就愈不易起皱。
⑷工件的形状：
工件的几何形状不同，拉深变形过程中就会有各自 不同的特点，极限拉深因数也不同。
一般来说，当一个拉深工件的形状、尺寸、材料确定 之后，主要应考虑相对厚度t/D，其次要考虑凹模圆角 半径，另外，还要注意润滑，使极限拉深因数减小， 以减小拉深工件的拉深次数，提高经济效益。
第8章拉深模具设计
双动压力机拉深模(凸模导向)
确定压边圈与凸 模的相对位置。
双动压力机拉深模(压边圈导向)
8.1.1 凹模圆角半径
对拉深成形的影响 ① 拉深件的质量
凹模圆角半径一般应
rA≥2ｔ。
—②—拉凹深模力圆角半径过小时，
坯③—料模—易具凹被寿模刮命圆伤角或半拉径裂小。时， ——弯——曲凹凹变模模形圆阻圆角力角半增半径大径过，小大凹时时模，， 拉材圆深料角初对对期凹板毛模料坯施的没加压有的力与厚增模向加具压，表 面摩力接擦加触力大的增，宽大引度起，加摩磨大擦损，力加容增剧易加，起。 皱使。模具的寿命降低。
拉深模工作部分的尺寸
8.1.1 凹模圆角半径
凹模圆角半径 ① 计算法
第i次拉深毛坯直径 第i次拉深工序件直径
② 查表法
表7-21 首次拉深凹模的圆角半径
后序拉深
8.1.2 凸模圆角半径
凸模圆角半径 ① 计算法
② 计算法 首次拉深 Rp1 (0.7 ~ 1)Rd1
后序拉深
Rpi Rdi (较大的拉深系数)
材料加工模具设计 2011年6月
第8章 拉深模具设计
8.1 拉深模工作零件的结构和尺寸 8.2 拉深模的典型结构 8.3 筒形制件拉深模设计实例
8.1 拉深模工作零件的结构和尺寸
8.1.1 凹模圆角半径 8.1.2 凸模圆角半径 8.1.3 凸、凹模之间的间隙 8.1.4 凸、凹模的结构形式 8.1.5 凸、凹模工作尺寸及公差
倒装拉深模
1杆锥、凹上料；形坯定上装模，3凹位料模、置模固并由座推。；定设固；件5在有2、板定、上刚挡；挡推模性4料、座打销 粒边模下锥坯从深销圈；模凸上边可产系料型而8；；座以模，装生、数67；进压可由固并置，、、固。行边适弹定设，也锥拉定预装当形深板簧在可有其变置 降压 凸；或下以压弹形可 低9橡模由边性、对 拉，皮座气力压
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。