拉深件坯料尺寸确定
习题：第5章拉深
第五章拉深一、填空1．拉深系数m是和的比值，m越小，则变形程度越。
(5-1) 2．拉深过程中，变形区是坯料的，其它部分是。
(5-1)3．拉深中，产生起皱现象是因为该区域内受的作用，导致材料而引起的。
(5-1)4．影响拉深坯料起皱的主要因素有：、和。
(5-1) 5．防止圆筒形件拉深起皱的方法通常是，并采用适当的。
(5-1) 6．利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口件的冲压工序叫做。
(5-1) 7．拉深件的壁厚是不均匀的，下部壁厚略有，上部分却有所。
(5-1) 8．板料的相对厚度t/D越小，则抗失稳能力越，越起皱。
(5-1)9．一般情况下，拉深件的尺寸精度应在级以下，不宜高出级。
(5-2)10．实践证明，拉深件的平均厚度与坯料厚度相差不大，由于塑性变形前后体积不变，因此，可以按原则确定坯料尺寸。
(5-3)11．拉深件的毛坯尺寸确定依据是。
(5-3)12．确定拉深件坯料形状和尺寸的原则是。
(5-3)13．影响极限拉深系数的因素有：材料的、板料的、拉深等。
(5-4)14．有凸缘拉深件多次拉深必须遵循一个原则，即第一次拉深成有凸缘的工序件时，其凸缘的外径应，在以后的拉深工序中仅仅使已拉深成形的工序件的直筒部分参与变形，逐步减少其并增加其，而第一次拉深时已成形的凸缘外径。
即在以后的拉深工序中不再。
(5-4) 15．为了提高工艺稳定性，提高零件质量，必须采用稍大于极限值的。
(5-4) 16．窄凸缘圆筒形状零件的拉深，为了使凸缘容易成形，在拉深窄凸缘圆筒零件的最后两道工序可采用和进行拉深。
(5-4)17．压料力的作用为：(5-5)18．目前采用的压料装置有和装置。
(5-5)19．在拉深过程中，由于板料因塑性变形而产生较大的加工硬化，致使继续变形苦难甚至不可能。
为可后继拉深或其他工序的顺利进行，或消除工件的内应力，必要时进行或的热处理。
(5-7)20．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，而不是的刃口，其间隙一般板料的厚度。
习题答案：第5章拉深
第5章拉深一、填空1．拉深系数m是筒形直径和坯料直径的比值，m越小，则变形程度越大。
(5-1)2．拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分，其它部分是传力区。
(5-1)3．拉深中，产生起皱现象是因为该区域内受较大压应力的作用，导致材料失稳而引起的。
(5-1)4．影响拉深坯料起皱的主要因素有：材料相对厚度，拉深系数和拉深模工作部分的几何形状和尺寸。
(5-1)5．防止圆筒形件拉深起皱的方法通常是采用压料装置，并采用适当的压边力。
(5-1) 6．利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口件的冲压工序叫做拉深。
(5-1)7．拉深件的壁厚是不均匀的，下部壁厚略有变薄，上部分却有所增厚。
(5-1)8．板料的相对厚度t/D越小，则抗失稳能力越小，越容易起皱。
(5-1)9．一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 IT13级以下，不宜高出 IT11 级。
(5-2)10．实践证明，拉深件的平均厚度与坯料厚度相差不大，由于塑性变形前后体积不变，因此，可以按坯料面积等于拉深件表面积原则确定坯料尺寸。
(5-3)11．拉深件的毛坯尺寸确定依据是等面积法。
(5-3)12．确定拉深件坯料形状和尺寸的原则是久里金法则。
(5-3)13．影响极限拉深系数的因素有：材料的组织与力学性能、板料的相对厚度、拉深工作条件等。
(5-4)14．有凸缘拉深件多次拉深必须遵循一个原则，即第一次拉深成有凸缘的工序件时，其凸缘的外径应等于成品零件的尺寸，在以后的拉深工序中仅仅使已拉深成形的工序件的直筒部分参与变形，逐步减少其直径并增加其高度，而第一次拉深时已成形的凸缘外径必须保持不变。
即在以后的拉深工序中不再收缩。
(5-4)15．为了提高工艺稳定性，提高零件质量，必须采用稍大于极限值的拉深系数。
(5-4)16．窄凸缘圆筒形状零件的拉深，为了使凸缘容易成形，在拉深窄凸缘圆筒零件的最后两道工序可采用锥形凹模和锥形压料圈进行拉深。
(5-4)17．压料力的作用为：防止拉深过程中坯料起皱(5-5)18．目前采用的压料装置有弹性压料和刚性压料装置。
无凸缘工序件尺寸确定有拉深系数
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学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计
例4.4.1（续） （３）各次拉深工序件尺寸的确定
经调整后的各次拉深系数为： ｍ1＝0.52，ｍ2＝78，ｍ3＝0.83，ｍ4=0.846
各次工序件直径为 ……
各次工序件底部圆角半径取以下数值： ｒ1＝8ｍｍ，ｒ2＝5ｍｍ，ｒ3＝4ｍｍ
t 2 100% 2.03% 2% 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。
根据ｔ/Ｄ＝2.03％，查表4.4.2得各次极限拉深系数ｍ1＝0.50，ｍ2＝0.75，ｍ3＝ 0.78，ｍ4＝0.80，…。 故 ｄ1＝ｍ1Ｄ＝0.50×98.2ｍｍ＝49.2ｍｍ
ｄ2＝ｍ2ｄ1＝0.75×49.2ｍｍ＝36.9ｍｍ ｄ3＝ｍ3ｄ2＝0.78×36.9ｍｍ＝28.8ｍｍ ｄ4＝ｍ4ｄ3＝0.8×28.8ｍｍ＝23ｍｍ
H 76 1 75 2.7 d 30 2 28
查表4.3.1得切边量
h 6mm
坯料直径为
D d 2 4d(H h) 1.72dr 0.56r 2
代已知条件入上式得Ｄ＝98.2ｍｍ
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学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计
例4.4.1（续）
（２）确定拉深次数 坯料相对厚度为
n的值即拉深次数 3.多次拉深工序件尺寸的确定 （1）工序件直径的确定 ① 拉深系数的调整
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学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计
第四节 圆筒形件的拉深次数及工序件尺寸的确定
a m1′×m2′× m3′×------×mn′= m b m1′<m2′<m3′------<mn ′ ② 计算 最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径：
(4-4)圆筒形件拉深工艺计算汇总
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。
第六章拉深(5—7)
②变形情况：直边流入凹模的速度＞圆角部分
∴直边对圆角的变形有带动作用，因此，可减少圆角的拉应力σL。 ③直边与圆角相互影响程度决定于r/B和H/B r/B↓→ 直边对圆角变形影响↑ H/B↑→ 直边对圆角变形影响↑
（二）盒形件毛坯形状与尺寸的确定 1、一次拉深成形的低盒形件坯料 作图法： （1）直边——按弯曲变形
不能用来作为判断依据
m
d d D 2d
2.三种成形方法
（1）
t 3% D
可不用压料圈，但行程终了要整形，
（2）
t 0.5% ~ 3% 采用压料装置拉深 D t 3% D
采用压料筋或反拉深方法
（3）
1. 带直壁 h (0.1 ~ 0.2)d 或带凸缘球形件 dt d (0.2 ~ 0.3)d 有利于球面成形（防皱） 2. 高度小于 r 的浅球形件 问题----------起皱、坯料偏移、回弹 （1）
di mi d i 1
(i=2,3,4…n)
以后各次拉深系数——其值与凸缘宽度及外形尺寸无关，可 查表5-11，与无凸缘拉深相同。
（二）拉深方法
1．小凸缘圆筒件拉深
前几道按无凸缘拉深→最后两道拉为带锥形凸缘件→再整形成平面凸缘。
2．宽凸缘圆筒件拉深方法
表面质量较差，需最后增加整形 工序，适用于薄、深、中小件 （dt<200mm）
查表5-14
ri——各次拉深后工序件口部圆角半径
（2）相对高度 当 r rd 也可用H/r表示 首次拉深查表5-13
拉深系数m大于表5-12或相对高度H/r小于表5-13可一次拉深成形。
（四）盒形件多工序的拉深方法及工序件尺寸的确定 盒形件多次拉深的变形特点： （与筒形件多次拉深不同；与盒形件首次拉深不同）
第三讲有凸缘件的拉深工艺和拉深力的计算
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四节 拉深力和压边力的计算
一、压边形式和压边力
（一）采用压边的条件 材料不起皱的条件： 锥形凹模
t t D 0.03(1 m) m 1) t t
普通平面凹模
D D 0.045(1 m) 0.045( 1 m 1)
首次拉深
以后各次拉深
D
0.03( 1
第四章 拉深工艺与拉深模设计
（二）窄凸缘圆筒形件的拉深 窄凸缘筒形件： d t / d 1.1 ~ 1.4 可作为一般无凸缘圆筒形件拉深，逐次拉出凸缘或锥形 凸缘，最后 校正压平成 水平凸缘。
拉深工艺计 算可参照无 凸缘圆筒形 件的计算过 程。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
（三）宽凸缘圆筒形件的拉深 宽凸缘筒形件：d t / d 1.4
若不满足条件，则增加压边装置或查表4-18判断材料 是否起皱，是否需要压边圈。源自第四章 拉深工艺与拉深模设计
（二）压边力计算
FQ Ap
Ａ―压料圈下坯料的投影面积；
ｐ―单位面积压料力，查表4-19；
圆筒形件首次拉深 2
FQ
D 4
( d1 2rA1 ) 2 p
圆筒形件以后各次拉深 FQ d 2 i 1 ( d i 2rAi ) 2 p 4 （ｉ＝2、3、…、ｎ）
拉深原则：
零件 m mc 与 h d h1 d 可一次拉深成形。
1
h 零件 m mc 或 h d 1 d
需多次拉深成形。
1
多次拉深的方法：
按表4-9的相对拉深高度或表4-10的第一次极限
拉深系数拉深成凸缘直径等于零件外缘直径dt的中
间过渡形状，以后各次拉深保持dt不变（此需严格 控制凸模进入凹模的深度），按下述方法继续拉深。
拉深复习题及答案
拉深习题及答案一、填空题1 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。
2 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。
3 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。
4 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。
5 拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。
6 拉深件的壁厚不均匀。
下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。
7 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。
8 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。
9 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。
10 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。
11 影响极限拉深系数的因素有：材料的力学性能、板料的相对厚度、拉深条件等。
12 一般地说，材料组织均匀、屈强比小、塑性好、板平面方向性小、板厚方向系数大、硬化指数大的板料，极限拉深系数较小。
13 拉深凸模、凹模的间隙应适当，太小会不利于坯料在拉深时的塑性流动，增大拉深力，而间隙太大，则会影响拉深件的精度，回弹也大。
二、选择题（将正确的答案序号填到题目的空格处）1 、拉深前的扇形单元，拉深后变为________ B _ ____ 。
A 、圆形单元B 、矩形单元C 、环形单元2 、拉深后坯料的径向尺寸_______ A _____ ，切向尺寸___ _ A _ ______ 。
A、增大减小B、增大增大C、减小增大D、减小减小3、拉深过程中，坯料的凸缘部分为___ __B _______ 。
第四章-拉深工艺及拉深模具设计--复习题答案1
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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ie & Mould
D
模 具
59
拉深件坯料尺寸的确定
陕西宝光真空电器股份有限公司 （宝鸡 721006） 乔春慧
1. 坯料尺寸
拉深件在进行工艺方案确定之前，必须先确定坯料尺寸。
确定拉深件坯料尺寸通常依据以下几点进行：（1）计算坯料之前，需考虑到由于板料具有方向性和凸凹模间隙不均匀等原因，拉深后的零件顶端一般都不平齐，通常都需要修边工序，即将不平齐的地方切去。
因此，在计算坯料之前，要在拉深件高度方向上加一修边余量。
（2）在不变薄拉深中，因为在拉深后工件的平均厚度与拉深坯料厚度变化不大，故厚度方向变化可以忽略不计。
（3）拉深前后的材料密度不变，即拉深前坯料的重量与体积等于拉深后的重量和体积。
通过对车间多种冲压件的修边余量进行统计，显示其实际数据普遍大于计算坯料时预留的余量，也就是说，按上述原则计算出的坯料尺寸大于实际需要的坯料尺寸，不仅增加了材料费用，也增加了修边工序的工作量。
2. 原因分析
在拉深的概念中，有变薄拉深和不变薄拉深两种形式。
在不变薄拉深中，我们是忽略了拉深后工件厚度的变化来计算坯料尺寸的。
图1所示为圆筒形工件的拉深，随着凸模的下压，迫使材料进入凹模，拉深变形主
要集中在凸缘部分的材料上，凸模的压力作用于筒底，通过逐渐形成的筒壁将压力传递到凸缘部分，使之逐渐收缩转化为筒壁，由拉深前直径为D 的毛坯拉成直径为d 1的制件。
拉深过程中，凸缘部分处于径向拉伸与切向压缩状态，径向拉伸使凸缘材料变薄，切向压缩使凸缘厚度增加，越靠近凸缘外侧，径向拉应力越小，切向压应力越大，使凸缘外侧厚度增加。
凹模圆角部分为过渡区，材料变形较为复杂，除切向受压、径向受拉外，还承受到凹模圆角的压力和弯曲作用而产生压应力，材料通过凹模圆角后，受到单向拉应力作用，料厚变薄，但由于凸缘上材料在流动时增厚，所以筒壁上部材料变厚而下端变薄。
在凸模圆角稍上处，材料变薄最多。
凸模底部材料受到双向拉深，变形也为双向拉深，但受到凸模摩擦力的阻止，故变薄较小。
其他复杂形状的拉深件，变形区的位置、变形的性质与分布、材料变薄的位置与程度等与圆筒形件相比均有差异且更为复杂。
实际上，板料只要经过拉深变形，壁厚总是要发生变化，有变薄现象的。
所谓不变薄拉深，只是种理想状态。
由于拉深后的体积与坯料的体积未变化，毛坯与拉深件的表面积分别为
S =V /t S 1=V /t 1
式中，S 为毛坯表面积；t 为毛坯厚度；v 为坯料何种；S 1为拉深件表面积；t 1为拉深件壁厚。
当壁厚变薄时拉深件的表面积大于毛坯的表面积，从而导致修边余量大于其理想状态时的修边余
量。
这也就是我们修边余量的实际数据大于计算坯料时预留余量的原因。
因此，为使毛坯余量计算精
图 1
1.凸模
2.压料圈
3.凹模
ie & Mould
D
模 具
冷加工
钢珠保持架铆合模设计
陕西渭河工模具总厂 （宝鸡 722405） 赵 凯
1. 产品介绍
小保持架是某研究所研制的新型微型传动机构的轴承，如图1所示是将直径为1.5mm 的小钢球铆合在保持架内径为12mm 的孔内。
钢珠铆合在孔内的铆合尺寸直接影响到保持架的质量，零件的具体要求如下：①将钢球放入孔内，将孔口铆合后，保持架不得有压伤、划痕及变形。
②铆痕与圆孔同轴，铆合方向均匀，铆接深度一致。
③铆接牢固并保证钢球在孔内转动灵活，不得有局部卡珠掉珠现象。
④零件尺寸小、批量大，一致性精度要求高。
⑤对铆合模具要求是便于生产操作，模具便于拆卸，维修方便。
图1 12mm 保持架产品图
确，必须考虑材料厚度变薄的因素。
3. 影响材料厚度变薄的因素
毛坯在拉深过程中，影响壁厚变化的因素很多。
通过对我车间生产的冲压件的余量进行统计，结果显示材料变薄与引深凹模圆角半径、凸模圆角半径、模具间隙及材料塑性等多种因素有关。
其中，适度增大模具圆角半径、增大模具间隙，可减小变薄程度；而材料塑性性能较好的无氧铜板在相同模具条件下，与不锈钢材料相比，其变薄程度较大。
4. 经验公式
通过对车间首次拉深的简单形状（见图2）和复杂形状（见图3）的冲压件的余量的统计汇总，
（a ）圆筒形 （b ）凸缘形
图2 简单形状
得出下面的经验公式
D =α·β·D 0
D 为坯料直径；D 0为按料厚不变原则计算出的坯料直径；α为形状系数，α=0.985～1，简单形状取大值，复杂形状取小值；β为修正系数，β=0.975～1。
材料厚度（1～3m m ）取大值时，β取小值，模具圆角半径取小值、模具间隙取小值时，β取小值，反之，取大值；材料的塑性大时，β取小值。
由于拉深件在拉深过程中壁厚的变薄情况不仅与零件的形状有关，而且与材料的冲压性能、材料的厚度、模具圆角及模具间隙等多种因素相关，在计算毛坯尺寸时除参考经验公式外，还要综合考虑
各个因素，力求毛坯尺寸准确可靠。
（收稿日期：20121025）
（a ） （b ）
图3 复杂形状。