第四章拉深工艺及拉深模设计
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钣金与成型第4章 拉深
第 4章
拉
深
航空航天工程学部 主讲： 贺平
重点内容： 1.拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2.拉深工艺计算方法； 3.拉深工艺性分析与工艺方案制定。
难点内容： 1.拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2.拉深工艺计算 ； 3.其它形状零件的拉深变形特点 。
4、 1
圆筒件拉深的变形过程
1 、 圆筒件拉深时的应力应变状态
d d d dt dt 2 d sin t 0 2 d d
首次拉深某瞬间毛坯凸
1) 拉深过程法兰区(凸缘区)的应力分布 （图4-6） 设为无压边拉深，忽略厚向应力，即 确定凸缘区的径向应力 求解过程：建立微分平衡方程：
说明：1） 式中 Rw 是变化的，因此厚度的应变分布规律是动态的； 定
t
2）厚度变化分界线 0.607Rw 是近似的，因为其推导中假 0 。
3）圆筒壁和筒底材料的变形：凸缘区材料经过圆角区拉入凹模型腔时， 在凹模圆角处，材料除受径向拉伸外，同时产生塑性弯曲，使板厚减小。进 一步从凹模圆角区拉向筒壁时，又要被校直，即经受反向弯曲。
说明：1）凸缘外区应力状态以压应力为主，内区以拉应力为主。
即为外区增厚，内区减薄。
2）在凹模型腔入口处，径向应力最大，即：
max | a
a
3）凸缘上切向应力恒为负值，
s
说明增大 ， 可减小 。 （图）
特点：
⑴ 径向拉应力在凸缘外边缘处总是零； ⑵ 切向压应力在凸缘外边缘处达最大值， 在筒壁处为最小值； ⑶ 外区切向压应力大于径向拉应力；
2 2 ( R02 H ) ( Rw 2) 2 H R02 2 Rw
拉
深
航空航天工程学部 主讲： 贺平
重点内容： 1.拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2.拉深工艺计算方法； 3.拉深工艺性分析与工艺方案制定。
难点内容： 1.拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2.拉深工艺计算 ； 3.其它形状零件的拉深变形特点 。
4、 1
圆筒件拉深的变形过程
1 、 圆筒件拉深时的应力应变状态
d d d dt dt 2 d sin t 0 2 d d
首次拉深某瞬间毛坯凸
1) 拉深过程法兰区(凸缘区)的应力分布 （图4-6） 设为无压边拉深，忽略厚向应力，即 确定凸缘区的径向应力 求解过程：建立微分平衡方程：
说明：1） 式中 Rw 是变化的，因此厚度的应变分布规律是动态的； 定
t
2）厚度变化分界线 0.607Rw 是近似的，因为其推导中假 0 。
3）圆筒壁和筒底材料的变形：凸缘区材料经过圆角区拉入凹模型腔时， 在凹模圆角处，材料除受径向拉伸外，同时产生塑性弯曲，使板厚减小。进 一步从凹模圆角区拉向筒壁时，又要被校直，即经受反向弯曲。
说明：1）凸缘外区应力状态以压应力为主，内区以拉应力为主。
即为外区增厚，内区减薄。
2）在凹模型腔入口处，径向应力最大，即：
max | a
a
3）凸缘上切向应力恒为负值，
s
说明增大 ， 可减小 。 （图）
特点：
⑴ 径向拉应力在凸缘外边缘处总是零； ⑵ 切向压应力在凸缘外边缘处达最大值， 在筒壁处为最小值； ⑶ 外区切向压应力大于径向拉应力；
2 2 ( R02 H ) ( Rw 2) 2 H R02 2 Rw
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
(4-4)圆筒形件拉深工艺计算汇总
第四章 拉深工艺与拉深模设计
复习上次课的内容
1.拉深件坯料尺寸的计算遵循什么原则？
2.简单旋转体与复杂旋转体的拉深件坯料尺寸的计算方法 与步骤？
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
1.拉深系数的定义
拉深系数m是以拉深后的
直径d与拉深前的坯料D
（工序件dn）直径之比表
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
１．拉深次数的确定 （２）推算方法
1）由表4.2.4或表4.2.5中查得各次的极限拉深系数； 2）依次计算出各次拉深直径，即
ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；…；ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１； 3）当ｄｎ≤ｄ时，计算的次数即为拉深次数。
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
3）材料的表面质量 材料表面光滑，拉深时摩擦力小而容易流动， mmin可减小。
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
２．影响极限拉深系数的因素
（2）模具方面
1）凸模圆角半径和凹模圆角半径
凸模圆角半径过小时，筒壁和底部的过渡区弯曲变形大，使危险断面 的强度受到削弱， mmin应取较大值；
一、拉深系数与极限拉深系数
２．影响极限拉深系数的因素
（1）材料方面
1）材料的力学性能和组织 塑性好、组织均匀、屈强比小，拉深成形性能好，可以采用较小的mmin 。 2）毛坯的相对厚度 t / D
t / D 小时，拉深变形区易起皱。为了防皱增加压料力，又会引起摩 擦阻力增大，变形抗力加大，使mmin提高。t / D 小， mmin可提高；反之， 可选用较小mmin。
D 98.2
按表4.4.4可不用压料圈，但为了保险，首次拉深仍采用压料圈。
复习上次课的内容
1.拉深件坯料尺寸的计算遵循什么原则？
2.简单旋转体与复杂旋转体的拉深件坯料尺寸的计算方法 与步骤？
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
1.拉深系数的定义
拉深系数m是以拉深后的
直径d与拉深前的坯料D
（工序件dn）直径之比表
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
二、拉深次数与工序件尺寸
１．拉深次数的确定 （２）推算方法
1）由表4.2.4或表4.2.5中查得各次的极限拉深系数； 2）依次计算出各次拉深直径，即
ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；…；ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１； 3）当ｄｎ≤ｄ时，计算的次数即为拉深次数。
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
3）材料的表面质量 材料表面光滑，拉深时摩擦力小而容易流动， mmin可减小。
第四节 圆筒形件拉深工艺计算
一、拉深系数与极限拉深系数
２．影响极限拉深系数的因素
（2）模具方面
1）凸模圆角半径和凹模圆角半径
凸模圆角半径过小时，筒壁和底部的过渡区弯曲变形大，使危险断面 的强度受到削弱， mmin应取较大值；
一、拉深系数与极限拉深系数
２．影响极限拉深系数的因素
（1）材料方面
1）材料的力学性能和组织 塑性好、组织均匀、屈强比小，拉深成形性能好，可以采用较小的mmin 。 2）毛坯的相对厚度 t / D
t / D 小时，拉深变形区易起皱。为了防皱增加压料力，又会引起摩 擦阻力增大，变形抗力加大，使mmin提高。t / D 小， mmin可提高；反之， 可选用较小mmin。
D 98.2
按表4.4.4可不用压料圈，但为了保险，首次拉深仍采用压料圈。
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
拉深工艺及拉深模设计
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。
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。
和ζ
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
第四章 拉深工艺及模具设计
24.10.2023
拉深过程中影响起皱的主要因素
板料的相对厚度 t/D
t dt d
t/D 越小，拉深变形区抗失稳的能力越差，越易起皱。
拉深系数 m（切向压应力的大小）
m 越小，拉深变形程度越大，切向压应力的数值越大；另外， 变形区的宽度越大，抗失稳的能力变小，越易起皱。
模具工作部分几何形状
用锥形凹模拉深时，由于毛坯的 过渡形状使拉深变形区有较大的抗失 稳能力，与平端面凹模相比可允许用 相对厚度较小的毛坯而不致起皱。
划分为五个区： I 凸缘部分 II 凹模圆角部分 III 筒壁部分 IV 凸模圆角部分 V 筒底部分
下标1、2、3分别代表 坯料径向、厚向、切 向的应力和应变
坯料各区的应力与应变是很不均匀的。
24.10.2023
IV
24.10.2023
I II
III V
三、拉深变形过程中凸缘变形区的应力分布
拉深至某一瞬时 R t
使
max 1 max
出现在
R t0.7~0.9R 0
即拉深早期。
24.10.2023
四、筒壁传力区的受力分析
（1）压边力Q 引起的摩擦应力
M
2 Q dt
（2）材料流过凹模圆角半径产生弯 曲变形的阻力
W 14b
rd
t t
2
（3）材料流过凹模圆角后又被拉直 成筒壁的反向弯曲力
'WW14b
t rdt
2
24.10.2023
§4-3 直壁旋转体零件的拉深
一、拉深毛坯尺寸的确定
拉深毛坯尺寸的确定原则： 体积不变原则: 若拉深前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后
冲件表面积近似相等，得到坯料尺寸。
拉深过程中影响起皱的主要因素
板料的相对厚度 t/D
t dt d
t/D 越小，拉深变形区抗失稳的能力越差，越易起皱。
拉深系数 m（切向压应力的大小）
m 越小，拉深变形程度越大，切向压应力的数值越大；另外， 变形区的宽度越大，抗失稳的能力变小，越易起皱。
模具工作部分几何形状
用锥形凹模拉深时，由于毛坯的 过渡形状使拉深变形区有较大的抗失 稳能力，与平端面凹模相比可允许用 相对厚度较小的毛坯而不致起皱。
划分为五个区： I 凸缘部分 II 凹模圆角部分 III 筒壁部分 IV 凸模圆角部分 V 筒底部分
下标1、2、3分别代表 坯料径向、厚向、切 向的应力和应变
坯料各区的应力与应变是很不均匀的。
24.10.2023
IV
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I II
III V
三、拉深变形过程中凸缘变形区的应力分布
拉深至某一瞬时 R t
使
max 1 max
出现在
R t0.7~0.9R 0
即拉深早期。
24.10.2023
四、筒壁传力区的受力分析
（1）压边力Q 引起的摩擦应力
M
2 Q dt
（2）材料流过凹模圆角半径产生弯 曲变形的阻力
W 14b
rd
t t
2
（3）材料流过凹模圆角后又被拉直 成筒壁的反向弯曲力
'WW14b
t rdt
2
24.10.2023
§4-3 直壁旋转体零件的拉深
一、拉深毛坯尺寸的确定
拉深毛坯尺寸的确定原则： 体积不变原则: 若拉深前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后
冲件表面积近似相等，得到坯料尺寸。
第四章 拉深工艺及拉深模具设计 复习题答案.
第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案一、填空题1.拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。
2.拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。
3.拉深系数m是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值，m越小，则变形程度越大。
4.拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。
坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。
5.对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：（１）变形区为凸缘部分；（２）坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向的伸长，即一向受压、一向收拉的变形；（３）极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。
6.拉深时，凸缘变形区的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。
7.拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用，导致材料失稳_而引起。
8.拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。
9.拉深件的壁厚不均匀。
下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。
10.在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的。
即使在凸缘变形区也是这样，愈靠近外缘，变形程度愈大，板料增厚也愈大。
11.板料的相对厚度t/D越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。
12.因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是经过多次拉深的拉深件，起口部质量更差。
因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。
13.拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度。
14.正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆形。
15.用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件，通常是先做好拉深模，以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复试模，直到得到符合要求的冲件时，在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。
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压痕
压痕
压痕现象
⑤除在结构上有特殊的要求，一般应尽量避免异常复 杂及非对称形状的拉深件。
⑥拉深件口部应允许稍有回弹，但必须保证装配一端 在公差范围之内。
4.3.2 拉深件圆角半径的要求
（1）凸缘圆角半径rdΦ rdØ≥2t，一般取rdØ=(5～8)t。 当rdØ＜0.5mm时，应增加整形工序。
（2）底部圆角半径rpg rpg≥t，一般取rpg≥(3～5)t。 当rpg＜t时，应增加整形工序，每整形一次，rpg可减
种形状的开口空心件，或以开口空心件为毛坯通过拉深 进一步使空心件改变形状和尺寸的一种冷冲压加工方法。
不变薄拉深
变薄拉深
拉深件三大类： ①旋转体零件：如搪瓷杯、车灯壳、喇叭等； ②盒形件：如饭盒、汽车油箱、电器外壳等； ③形状复杂件：如汽车上的覆盖件等。
4.1 典型案例
（1）机壳 材料为08F，属于大批量生产。
（2）凸模圆角半径的确定 首次拉深，凸模圆角半径
rp1=（0.7~1.0）rd1 最后一次拉深，凸模圆角半径
r—零件圆角半径。
rpn=r
如果r<t时，则rpn≥t，然后整形。
中间各次拉深，凸模圆角半径
rpi-1=0.5（di-1-di-2t）
式中 di-1，di—各工序的外径（mm）。
4.4.2 拉深模间隙 （1）无压边圈的拉深模 其单边间隙为：
4.3.5 拉深件废品情况及原因 （1）起皱
起皱是指在拉深过程中毛坯边缘形成沿切向高低不 平的皱纹。
为防止起皱，通常采用压边圈，通过压边力的作 用，使毛坯不易拱起(起皱) 。
压边圈
凸模
a
D
毛坯
d1
凹模
带压边圈的拉深模
总的压边力按下式确定
Q=Sq
式中 S—在开始拉深瞬间，不考虑凹模圆角时的压边圈面积。
电容器 外壳
制件形状简单、对称，属无凸缘拉深件，对壁厚均匀性及表面压痕 无特殊要求，底部圆角半径rpg=1.2mm=t，制件无精度要求，材 料为软铝。
微电机 外壳
制件筒体形状对称，是一阶梯形属带凸缘拉深件，但凸缘形状较复 杂，对壁厚均匀性及表面压痕无特殊要求；凸缘圆角半径 rdØ=1mm＜2t，底部圆角半径rpg1=1.2mm=t，底部圆角半径 rpg2=0.4mm＜t；制件精度相当于IT8级，精度要求过高；材料为 软钢。
小1/2。
有凸缘拉深件
h
（3）矩形拉深件壁间圆角半径rpy 应取rpy≥3t。 为使拉深工序次数减少，应尽量取rpy≥h/5，以便
能一次拉深完成。
rpg
rpy
矩形拉深件
4.3.3 拉深件的精度等级 拉深件的精度等级主要指其横断面的尺寸精度，
一般在IT13级以下，高于IT13级的应增加整形工序。
4.3.4 拉深件的材料 ①具有较大的硬化指数； ②具有较低的径向比例应力σr/σb峰值 ③具有较小的屈强比σs/σb； ④具有较大的厚向异性指数r。
?R03.3.5
1
?1.5
4
?15
4.2 拉深模设计程序
审图 拉深工艺性分析 拉深工艺方案制定
毛坯尺寸计算 拉深次数确定 冲压力及压力中心计算 冲压设备选择 凸、凹模结构设计 总体结构设计 冲压模装配图绘制 非标零件图绘制
4.3 拉深工艺性分析
4.3.1 对拉深件形状的要求 ①在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形尺寸，
罩壳
制件筒体形状对称，是一阶梯形属带凸缘拉深件，但凸缘带有弯曲 成形，对壁厚均匀性及表面压痕无特殊要求；凸缘圆角半径 rdØ=0.6mm=2t，底部圆角半径rpg1=0.6mm＞t，底部圆角半径 rpg2=0.3mm=t；制件无精度要求，材料为软铝。
4.4 拉深形式及模具结构设计
4.4.1 凸、凹模圆角半径
（1）凹模圆角半径的确定 首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径
rd10.8Ddt
式中 rd1—首次拉深凹模圆角半径（mm）； D—坯料直径（mm）； d—凹模内径（mm）； t—材料厚度（mm）。
首次拉深凹模圆角半径rd1的大小，也可查表选取。
以后各次拉深凹模圆角半径
rdi=(0.6~0.8)rdi-1 （i=2，3，……，n） 凹模圆角半径一般应符合rd≥2t的要求。
不能同时标注内外形尺寸；
d
d
h h
尺寸标注
②半敞开及非对称的空心件，应考虑设计成对称（组合） 的拉深件，然后将其剖切成两个或更多个零件。
余量
余量
组合零件
③一般拉深件允许壁厚变化范围为0.6t～1.2t，若不
允许存在壁厚不均现象，应注明。
壁厚变化现象
④需多次拉深成形的工件（h＞0.5d），其内外壁上或带 凸缘拉深件的凸缘表面，应允许存在拉深过程中产生 的压痕。
6.5 +0.05 0
0.5 R1
R2
B
?44
R0.4
+ ? 3 7 0.05 0
57
+ ? 1 2 0.07 0
10
2-R7 54
2.2
53 +0.1 0 60 +0.2 0
K向 3~4
B 2-R4
2 7
（4）罩壳零件 材料为铝，大批量生产。
23 19
R0.3
R0.6 R0.3
R0.6
0.3
?9
±1
+0.2 0
±2
.2
0 材料一般为铝（如1200），属于大批量生产。
1.2 ?20
R1.2
28
.06
（3）微电机外壳 要求具有通用性和互换性，其材料一般为普通碳
素钢（如Q215），属于大批量生产。
48 ±0.2 K
R1
2-R5
2-?
4.5 +0.05 0
30°
2-?
拉深工艺与拉深模具设计
4.1 典型案例 4.2 拉深工艺与模具的设计程序 4.3 拉深工艺性分析 4.4 拉深形式及模具结构设计 4.5 拉深工艺参数计算 4.6 其它旋转体件的拉深 4.7 其它拉深方法 4.8 拉深压力计算 4.9 拉深件成形模总体设计 4.10拉深辅助工序
拉深是指将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压成各
在生产中也可以按压边力为拉深力的1/4选取，
即：
Q=0.25F1
式中 F1—第一道拉深的拉深力。
（2）破裂 破裂是拉深工作中的主要问题。可以通过两种途
径来解决，即一方面降低凸缘变形区变形抗力的值，另 一方面提高危险断面的抗拉强度。
4.3.6 案例分析
案例
工艺性分析
机壳
制件形状简单、对称，属无凸缘拉深件，对壁厚均匀性及表面压 痕无特殊要求，底部圆角半径rpg=6mm＞t，制件精度相当于IT15 级，冲孔精度为IT12级，材料为软钢。
压痕
压痕现象
⑤除在结构上有特殊的要求，一般应尽量避免异常复 杂及非对称形状的拉深件。
⑥拉深件口部应允许稍有回弹，但必须保证装配一端 在公差范围之内。
4.3.2 拉深件圆角半径的要求
（1）凸缘圆角半径rdΦ rdØ≥2t，一般取rdØ=(5～8)t。 当rdØ＜0.5mm时，应增加整形工序。
（2）底部圆角半径rpg rpg≥t，一般取rpg≥(3～5)t。 当rpg＜t时，应增加整形工序，每整形一次，rpg可减
种形状的开口空心件，或以开口空心件为毛坯通过拉深 进一步使空心件改变形状和尺寸的一种冷冲压加工方法。
不变薄拉深
变薄拉深
拉深件三大类： ①旋转体零件：如搪瓷杯、车灯壳、喇叭等； ②盒形件：如饭盒、汽车油箱、电器外壳等； ③形状复杂件：如汽车上的覆盖件等。
4.1 典型案例
（1）机壳 材料为08F，属于大批量生产。
（2）凸模圆角半径的确定 首次拉深，凸模圆角半径
rp1=（0.7~1.0）rd1 最后一次拉深，凸模圆角半径
r—零件圆角半径。
rpn=r
如果r<t时，则rpn≥t，然后整形。
中间各次拉深，凸模圆角半径
rpi-1=0.5（di-1-di-2t）
式中 di-1，di—各工序的外径（mm）。
4.4.2 拉深模间隙 （1）无压边圈的拉深模 其单边间隙为：
4.3.5 拉深件废品情况及原因 （1）起皱
起皱是指在拉深过程中毛坯边缘形成沿切向高低不 平的皱纹。
为防止起皱，通常采用压边圈，通过压边力的作 用，使毛坯不易拱起(起皱) 。
压边圈
凸模
a
D
毛坯
d1
凹模
带压边圈的拉深模
总的压边力按下式确定
Q=Sq
式中 S—在开始拉深瞬间，不考虑凹模圆角时的压边圈面积。
电容器 外壳
制件形状简单、对称，属无凸缘拉深件，对壁厚均匀性及表面压痕 无特殊要求，底部圆角半径rpg=1.2mm=t，制件无精度要求，材 料为软铝。
微电机 外壳
制件筒体形状对称，是一阶梯形属带凸缘拉深件，但凸缘形状较复 杂，对壁厚均匀性及表面压痕无特殊要求；凸缘圆角半径 rdØ=1mm＜2t，底部圆角半径rpg1=1.2mm=t，底部圆角半径 rpg2=0.4mm＜t；制件精度相当于IT8级，精度要求过高；材料为 软钢。
小1/2。
有凸缘拉深件
h
（3）矩形拉深件壁间圆角半径rpy 应取rpy≥3t。 为使拉深工序次数减少，应尽量取rpy≥h/5，以便
能一次拉深完成。
rpg
rpy
矩形拉深件
4.3.3 拉深件的精度等级 拉深件的精度等级主要指其横断面的尺寸精度，
一般在IT13级以下，高于IT13级的应增加整形工序。
4.3.4 拉深件的材料 ①具有较大的硬化指数； ②具有较低的径向比例应力σr/σb峰值 ③具有较小的屈强比σs/σb； ④具有较大的厚向异性指数r。
?R03.3.5
1
?1.5
4
?15
4.2 拉深模设计程序
审图 拉深工艺性分析 拉深工艺方案制定
毛坯尺寸计算 拉深次数确定 冲压力及压力中心计算 冲压设备选择 凸、凹模结构设计 总体结构设计 冲压模装配图绘制 非标零件图绘制
4.3 拉深工艺性分析
4.3.1 对拉深件形状的要求 ①在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形尺寸，
罩壳
制件筒体形状对称，是一阶梯形属带凸缘拉深件，但凸缘带有弯曲 成形，对壁厚均匀性及表面压痕无特殊要求；凸缘圆角半径 rdØ=0.6mm=2t，底部圆角半径rpg1=0.6mm＞t，底部圆角半径 rpg2=0.3mm=t；制件无精度要求，材料为软铝。
4.4 拉深形式及模具结构设计
4.4.1 凸、凹模圆角半径
（1）凹模圆角半径的确定 首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径
rd10.8Ddt
式中 rd1—首次拉深凹模圆角半径（mm）； D—坯料直径（mm）； d—凹模内径（mm）； t—材料厚度（mm）。
首次拉深凹模圆角半径rd1的大小，也可查表选取。
以后各次拉深凹模圆角半径
rdi=(0.6~0.8)rdi-1 （i=2，3，……，n） 凹模圆角半径一般应符合rd≥2t的要求。
不能同时标注内外形尺寸；
d
d
h h
尺寸标注
②半敞开及非对称的空心件，应考虑设计成对称（组合） 的拉深件，然后将其剖切成两个或更多个零件。
余量
余量
组合零件
③一般拉深件允许壁厚变化范围为0.6t～1.2t，若不
允许存在壁厚不均现象，应注明。
壁厚变化现象
④需多次拉深成形的工件（h＞0.5d），其内外壁上或带 凸缘拉深件的凸缘表面，应允许存在拉深过程中产生 的压痕。
6.5 +0.05 0
0.5 R1
R2
B
?44
R0.4
+ ? 3 7 0.05 0
57
+ ? 1 2 0.07 0
10
2-R7 54
2.2
53 +0.1 0 60 +0.2 0
K向 3~4
B 2-R4
2 7
（4）罩壳零件 材料为铝，大批量生产。
23 19
R0.3
R0.6 R0.3
R0.6
0.3
?9
±1
+0.2 0
±2
.2
0 材料一般为铝（如1200），属于大批量生产。
1.2 ?20
R1.2
28
.06
（3）微电机外壳 要求具有通用性和互换性，其材料一般为普通碳
素钢（如Q215），属于大批量生产。
48 ±0.2 K
R1
2-R5
2-?
4.5 +0.05 0
30°
2-?
拉深工艺与拉深模具设计
4.1 典型案例 4.2 拉深工艺与模具的设计程序 4.3 拉深工艺性分析 4.4 拉深形式及模具结构设计 4.5 拉深工艺参数计算 4.6 其它旋转体件的拉深 4.7 其它拉深方法 4.8 拉深压力计算 4.9 拉深件成形模总体设计 4.10拉深辅助工序
拉深是指将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压成各
在生产中也可以按压边力为拉深力的1/4选取，
即：
Q=0.25F1
式中 F1—第一道拉深的拉深力。
（2）破裂 破裂是拉深工作中的主要问题。可以通过两种途
径来解决，即一方面降低凸缘变形区变形抗力的值，另 一方面提高危险断面的抗拉强度。
4.3.6 案例分析
案例
工艺性分析
机壳
制件形状简单、对称，属无凸缘拉深件，对壁厚均匀性及表面压 痕无特殊要求，底部圆角半径rpg=6mm＞t，制件精度相当于IT15 级，冲孔精度为IT12级，材料为软钢。