第6章 拉深工藝與拉深模具2014

1第六章拉深工藝與拉深模具拉深是基本沖壓成形工序之一第一節(jié)拉深工藝及拉深件的工藝性第二節(jié)拉深工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算第三節(jié)拉深模的典型結(jié)構(gòu)第四節(jié)拉深模設(shè)計(jì)第五節(jié)拉深模設(shè)計(jì)舉例第六節(jié)覆蓋件拉深23一.拉深工藝?yán)罡拍?/p>

利用模具將平板毛坯沖壓成各種開口的空心零件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件壓制成其他形狀和尺寸空心件的一種沖壓加工方法。第一節(jié)拉深工藝及拉深件的工藝性4拉深件類型a）軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體拉深件b)盒形件c)不對(duì)稱拉深件5拉深工藝分類

按壁厚變化情況分：

按使用的毛坯的形狀分：

①一般拉深（工件壁厚不變）②變薄拉深（工件壁厚變?。俚谝淮卫睿ㄊ褂闷桨迕鳎谝院蟮母鞔卫睿ㄒ蚤_口空心件為毛坯）6拉深：又稱拉延，是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用下，將平板坯料或空心工序件制成各種開口空心零件的加工方法。拉深工藝特點(diǎn)：拉深時(shí)金屬有較大的流動(dòng)。拉深模特點(diǎn)：與沖裁模比較，凹凸模無(wú)鋒利的刃口，有較大的圓角半徑，較大的間隙。拉深模：拉深所使用的模具。第一節(jié)拉深工藝及拉深件的工藝性7拉深件類型：直壁旋轉(zhuǎn)件圓筒形零件非直壁旋轉(zhuǎn)件各種曲面形零件直壁非旋轉(zhuǎn)件盒形零件非旋轉(zhuǎn)件曲面形狀零件不規(guī)則形狀的零件變形力學(xué)特點(diǎn)不同變形區(qū)的位置，變形特點(diǎn)，受力情況，成形機(jī)理。84.1.2拉深件的工藝性拉深件的工藝性是指拉深件對(duì)拉深工藝的適應(yīng)性，具有良好工藝性的拉深件，能簡(jiǎn)化拉深模的結(jié)構(gòu)，減少拉深的次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。1.拉深件的形狀與尺寸（1）拉深件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)簡(jiǎn)單、對(duì)稱，盡量避免急劇的外形變化；（2）標(biāo)注尺寸時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用要求只標(biāo)注外形尺寸或只標(biāo)注內(nèi)形尺寸；94.1.2拉深件的工藝性（3）拉深件的底部或凸緣上有孔時(shí)，孔邊到側(cè)壁的距離應(yīng)滿足（4）多次拉深件的筒壁和凸緣的內(nèi)、外表面應(yīng)允許出現(xiàn)壓痕；（5）非對(duì)稱的空心件應(yīng)進(jìn)行組合，成對(duì)進(jìn)行拉深，然后將其切成兩個(gè)或多個(gè)零件。104.1.2拉深件的工藝性2.拉深件的高度拉深件的高度對(duì)拉深成形的次數(shù)和成形質(zhì)量有重要的影響，常見零件一次成形的拉深高度為：無(wú)凸緣筒形件帶凸緣筒形件當(dāng)時(shí),（d為拉深件壁厚中徑，dt為拉深件凸緣直徑）113.拉深件的圓角半徑拉深件凸緣與筒壁間的圓角半徑應(yīng)取，通常取，時(shí)，需增加整形工序拉深件底面與筒壁間的圓角半徑應(yīng)取，通常取，時(shí)，需增加整形工序124.拉深件的尺寸精度一般不高于IT11級(jí)，由于材料的各向異性，拉深件的口部和凸緣外緣一般是不整齊的，拉深結(jié)束后需要增加切邊工序。5.拉深件的材料選用材料應(yīng)該具有良好的塑性，較小的屈強(qiáng)比和較大的厚向異性系數(shù)。最適宜拉深的材料：低碳鋼（08、10）、紫銅、黃銅、1Cr18Ni9Ti不銹鋼等。較硬材料拉深時(shí)，需增加工序改變性能：①先退火處理后拉深，最后淬火。②加熱后拉深。13圓筒形件是最典型的拉深件。一、拉深變形過程拉深變形過程1．變形現(xiàn)象平板圓形坯料的凸緣——彎曲繞過凹模圓角，然后拉直——形成豎直筒壁。變形區(qū)——凸緣；已變形區(qū)——筒壁；不變形區(qū)——底部。底部和筒壁為傳力區(qū)。第二節(jié)拉深工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算142．金屬的流動(dòng)過程工藝網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)材料轉(zhuǎn)移：高度、厚度發(fā)生變化。3．拉深變形過程外力凸緣產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力：徑向拉應(yīng)力σ1；切向壓應(yīng)力σ3凸緣塑性變形：徑向伸長(zhǎng)，切向壓縮，形成筒壁直徑為ｄ高度為Ｈ的圓筒形件（H>（D-d）/2）15二、拉深過程中坯料內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)16二、拉深過程中坯料內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)171.凸緣部分2.凹模圓角部分

主要變形區(qū)

徑向拉應(yīng)力、切向壓應(yīng)力、厚度方向由于壓料圈的作用，產(chǎn)生壓應(yīng)力。切向壓縮、徑向伸長(zhǎng)、厚度方向伸長(zhǎng)起皺凸緣和筒壁的過渡區(qū)

切向壓應(yīng)力、徑向拉應(yīng)力、厚度方向壓應(yīng)力。切向壓縮、徑向伸長(zhǎng)，厚度方向壓縮。二、拉深過程中坯料內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)183.筒壁部分4.凸模圓角部分傳力區(qū)已變形區(qū)

單向拉應(yīng)力作用少量的縱向伸長(zhǎng)和厚度變薄。筒壁和筒底的過渡區(qū)材料變薄嚴(yán)重區(qū)與筒壁相切的部位。拉深的“危險(xiǎn)斷面”：切向拉應(yīng)力、徑向拉應(yīng)力、厚度方向壓應(yīng)力。切向伸長(zhǎng)、徑向伸長(zhǎng)，厚度方向壓縮。195.筒底部分

坯料各區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變是很不均勻的拉深成形后制件壁厚和硬度分布不變形區(qū)

徑向和切向雙向拉應(yīng)力作用變形為徑向和切向伸長(zhǎng)、厚度變薄，但變形量很小。在凸緣變形區(qū)，越靠近外緣，變形程度越大，板料增厚也越多。20三、拉深件的起皺與拉裂拉深過程中的質(zhì)量問題：主要是凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂。凸緣區(qū)起皺：傳力區(qū)拉裂：由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲；由于拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度引起板料斷裂。211.凸緣變形區(qū)的起皺主要決定于：一方面是切向壓應(yīng)力的大小，越大越容易失穩(wěn)起皺；另一方面是凸緣區(qū)板料本身的抵抗失穩(wěn)的能力。凸緣寬度越大，厚度越薄，材料彈性模量和硬化模量越小，抵抗失穩(wěn)能力越小。最易起皺的位置：凸緣邊緣區(qū)域防止起皺：壓邊（最常用）

，減小拉深程度、加大毛坯厚度22232.筒壁的拉裂主要取決于：

一方面是筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力；另一方面是筒壁傳力區(qū)的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)筒壁拉應(yīng)力超過筒壁材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，拉深件就會(huì)在底部圓角與筒壁相切處——“危險(xiǎn)斷面”產(chǎn)生破裂。防止拉裂：一方面要通過改善材料的力學(xué)性能，提高筒壁抗拉強(qiáng)度；采用硬化指數(shù)大、屈強(qiáng)比小的材料。

另一方面通過正確制定拉深工藝和設(shè)計(jì)模具，降低筒壁所受拉應(yīng)力。

采用適當(dāng)增大拉深凸、凹模圓角半徑，增加拉深次數(shù)、改善潤(rùn)滑等措施。24第二節(jié)筒形件拉深的工藝計(jì)算體積不變?cè)瓌t:一、旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸的計(jì)算若拉深前后料厚不變，拉深前坯料表面積與拉深后沖件表面積近似相等，得到坯料尺寸。相似原則:拉深前坯料的形狀與沖件斷面形狀相似。即當(dāng)拉深件的截面輪廓是圓形、方形或矩形時(shí)，相應(yīng)坯料的形狀應(yīng)分別為圓形、近似方形或近似矩形。

形狀復(fù)雜的拉深件：需多次試壓，反復(fù)修改，才能最終確定坯料形狀。但坯料的周邊必須是光滑的曲線連接。（一）確定毛坯形狀與尺寸的依據(jù)2526切邊工序：

拉深件的模具設(shè)計(jì)順序：先設(shè)計(jì)拉深模，坯料形狀尺寸確定后再設(shè)計(jì)沖裁模。拉深件口部不整齊，需留切邊余量。切邊余量可參考P119表4.1和表4.2。27281．將拉深件劃分為若干個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體；2．分別求出各簡(jiǎn)單幾何體的表面積；3．把各簡(jiǎn)單幾何體面積相加即為零件總面積；4．根據(jù)表面積相等原則，求出坯料直徑。

(二)簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定在計(jì)算中，零件尺寸均按厚度中線計(jì)算；但當(dāng)板料厚度小于1ｍｍ時(shí)，也可以按外形或內(nèi)形尺寸計(jì)算。29按圖得：

故整理后可得坯料直徑為:

無(wú)凸緣筒形件的毛坯直徑計(jì)算30按圖得：

故整理后可得坯料直徑為:

帶凸緣筒形件的毛坯直徑計(jì)算31久里金法則求其表面積：任何形狀的母線繞軸旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體面積，等于該母線的長(zhǎng)度與其重心繞該軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)的乘積。如右圖所示，旋轉(zhuǎn)體表面積為

（三）復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件因拉深前后面積相等，故坯料直徑D：

32拉深系數(shù)m是以拉深后的直徑d與拉深前的坯料D（工序件dn）直徑之比表示。二、拉深系數(shù)（一）拉深系數(shù)m的概念第一次拉深系數(shù)：第二次拉深系數(shù)：第n次拉深系數(shù)：3334拉深系數(shù)m表示拉深前后坯料（工序件）直徑的變化率。m愈小，說(shuō)明拉深變形程度愈大，相反，變形程度愈小。

拉深件的總拉深系數(shù)等于各次拉深系數(shù)的乘積，即

如果m取得過小，會(huì)使拉深件起皺、斷裂或嚴(yán)重變薄超差。從工藝的角度來(lái)看，mmin越小越有利于減少工序數(shù)。

因此拉深系數(shù)減小有一個(gè)客觀的界限極限拉深系數(shù)mmin351.材料的力學(xué)性能（二）影響極限拉深系數(shù)的因素

2.板料的相對(duì)厚度mmin屈強(qiáng)比

s/b越小減小拉深系數(shù)越大減小拉深系數(shù)材料板厚方向系數(shù)r越大減小拉深系數(shù)361）模具的幾何參數(shù)r凸太小，增大了板料繞凸模彎曲的拉應(yīng)力，降低了危險(xiǎn)斷面的抗拉強(qiáng)度，極限拉深系數(shù)應(yīng)取大值；r凹過小，拉深過程中由于繞凹模圓角彎曲和校直，增大了筒壁的拉應(yīng)力，極限拉深系數(shù)應(yīng)增大。3.拉深工作條件凸、凹模間隙太小，板料受到太大的擠壓作用和摩擦阻力，增大拉深力；太大會(huì)影響拉深件的精度，拉深件錐度和回彈較大。圓角半徑過大會(huì)減小板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓料圈的壓料面積，板料懸空面積增大，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺；372）摩擦潤(rùn)滑3）壓料圈的壓料力4.拉深方法、拉深次數(shù)、拉深速度、拉深件的形狀等

凹模和壓料圈與板料接觸的表面潤(rùn)滑條件好，可以減少摩擦阻力和筒壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力。極限拉深系數(shù)可取小些。凸模表面不宜太光滑，也不宜潤(rùn)滑，以減小由于凸模與材料的相對(duì)滑動(dòng)而使危險(xiǎn)斷面變薄破裂的危險(xiǎn)。

壓料力增大了筒壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力，壓料力太大，可能導(dǎo)致拉裂。必須正確調(diào)整壓料力，即應(yīng)在保證不起皺的前堤下，盡量減少壓料力，提高工藝的穩(wěn)定性。38p123表4.3和表4.4是圓筒形件在不同條件下各次拉深的極限拉深系數(shù)。（三）極限拉深系數(shù)的確定

由于影響極限拉深系數(shù)的因素很多，目前仍難采用理論計(jì)算方法準(zhǔn)確確定極限拉深系數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實(shí)驗(yàn)方法得出的。在實(shí)際生產(chǎn)中，并不是在所有情況下都采用極限拉深系數(shù)。為了提高工藝穩(wěn)定性和零件質(zhì)量，適宜采用稍大于極限拉深系數(shù)mmin的值。3940１．拉深次數(shù)的確定方法三、拉深次數(shù)的確定當(dāng)m總＞mmin時(shí)，拉深件可一次拉成，否則需要多次拉深。其拉深次數(shù)的確定有以下幾種方法：（1）計(jì)算法假設(shè)材料首次拉深系數(shù)為m1，以后各次拉深系數(shù)為mn。411）由表4.3或表4.4中查得各次的極限拉深系數(shù)；2）依次計(jì)算出各次拉深直徑，即

d1=m1D；d2=m2d1；…；dn=mndn-13）當(dāng)dn≤d時(shí)，計(jì)算的次數(shù)即為拉深次數(shù)。（２）推算法（3）查表法表4.5

根據(jù)毛坯相對(duì)厚度t/D與零件的相對(duì)高度h/d查取拉深次數(shù)。42431.各次半成品的直徑確定

確定拉深次數(shù)以后，由表查得各次拉深的極限拉深系數(shù)，適當(dāng)放大，并加以調(diào)整，其原則是：２)使四、筒形件各次拉深件的半成品尺寸計(jì)算１)保證最后按調(diào)整后的拉深系數(shù)計(jì)算各次工序件直徑：

d1=m1Dd2=m2ｄ1…dｎ=mnｄn-１44

根據(jù)拉深后工序件表面積與坯料表面積相等的原則，可得到2.各次半成品的高度計(jì)算無(wú)凸緣圓筒形件拉深工序計(jì)算流程45例求圖所示筒形件的毛坯直徑、拉深次數(shù)及半成品尺寸。材料為08鋼，料厚ｔ＝1ｍｍ。解：因ｔ＝1ｍｍ，故按板厚中徑尺寸計(jì)算。（１）確定修邊余量h（2）計(jì)算毛坯直徑D由表4.1查得：46（3）確定拉深次數(shù)先判斷能否一次拉出

計(jì)算總拉深系數(shù)查表4.3?。簃1=0.50m2=0.75由于m總<<m1,，所以一次拉不出。計(jì)算法：取n=4查表法：由表4.5查得n=4推算法：由表4.3查得m1=0.5m2=0.75m3=0.78m4=0.8m5=0.82由于d4<d,，所以4次可以拉出。47（4）確定各次拉深半成品尺寸經(jīng)調(diào)整后的各次拉深系數(shù)為：

m1=0.53，m2=0.76，m3=0.79，m4=0.82各次半成品直徑為各次半成品底部圓角半徑?。海?＝5ｍｍ，ｒ2＝4.5ｍｍ，ｒ3＝4ｍｍｒ4＝3.5ｍｍ各次半成品高度為48（5）工序件草圖4950一、拉深力計(jì)算第四節(jié)拉深力與壓邊力的計(jì)算采用壓料圈拉深時(shí)首次拉深用K1，以后各次拉深用K2K值查p127表4.8F——首次和第n次拉深時(shí)的拉深力，N；d——首次和第n次拉深后的工件直徑，mm；t——材料厚度，mm；σb——材料的抗拉強(qiáng)度，MPa5152圓筒形件不用壓邊裝置時(shí)，其拉深力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：一.拉深力的計(jì)算首次拉深：以后各次拉深：53第四節(jié)拉深力與壓邊力的計(jì)算二、壓邊力計(jì)算

為了解決拉深過程中的起皺問題，生產(chǎn)實(shí)際中的主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置。常用的壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種。

是否采用壓料裝置主要看拉深過程中是否可能發(fā)生起皺，在實(shí)際生產(chǎn)中可按表4.6來(lái)判斷拉深過程中是否起皺和采用壓料裝置。54壓料裝置產(chǎn)生的壓料力ＦQ大小應(yīng)適當(dāng)：在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選用小的壓料力。理想的壓料力是隨起皺可能性變化而變化。任何形狀的拉深件：ＦQ＝Aq圓筒形件首次拉深圓筒形件以后各次拉深（ｉ＝2、3、…、ｎ）

FQ——壓邊力；A——在壓邊圈上毛坯的投影面積；q——單位壓邊力，可按p126表4.7查取。5556二.壓邊裝置及壓邊力壓邊裝置的設(shè)計(jì)

常用壓邊裝置：彈性壓邊裝置和剛性壓邊裝置。彈性壓邊裝置:57二.壓邊裝置及壓邊力三種彈性壓邊裝置的壓邊力變化曲線：

隨著拉深深度的增加（即行程的增大），需要壓邊的凸緣部分逐漸減小，因而所需壓邊力也應(yīng)逐漸減小。實(shí)際情況：橡膠和彈簧的壓邊力變化正好與所需要的相反，只用于淺拉深。氣墊效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造維修不易，且需要壓縮空氣，因而限制了其應(yīng)用。壓邊力要求：58二.壓邊裝置及壓邊力橡膠和彈簧壓邊裝置的糾正措施59二.壓邊裝置及壓邊力剛性壓邊裝置:特點(diǎn)：壓邊力不隨行程變化，拉深效果較好，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。適用范圍：雙動(dòng)壓力機(jī)用拉深模。60單動(dòng)壓力機(jī)，其公稱壓力應(yīng)大于工藝總壓力Fz。工藝總壓力為注意：當(dāng)拉深行程較大，尤其落料拉深復(fù)合時(shí)，應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用壓力曲線之下。淺拉深深拉深在實(shí)際生產(chǎn)中，可以按下式來(lái)確定壓力機(jī)的公稱壓力F壓：三、拉深時(shí)壓力機(jī)噸位選擇61

深度拉深件或落料拉深復(fù)合模：

應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用壓力曲線之下，還需對(duì)壓力機(jī)的電機(jī)功率進(jìn)行校核62三.壓力機(jī)的選擇

深度拉深件或落料拉深復(fù)合模：①計(jì)算拉深功A首次拉深：以后各次拉深：式中：A1、An——首次和第n次所需的拉深功；

F1、Fn——首次和第n次拉深的最大拉深力；

h1、hn——首次和第n次的拉深高度；

λ1、λn——平均變形力與最大最大變形力的比值。

63三.壓力機(jī)的選擇②計(jì)算所需壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率式中：N——所需壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率；

A——拉深功；

ξ——不均衡系數(shù)。（取ξ＝1.2～1.4）

n——壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)；

η1——壓力機(jī)效率；（取η1＝0.6～0.8）

η2——電動(dòng)機(jī)效率。（取η2＝0.9～0.95）64三.壓力機(jī)的選擇③校核

若計(jì)算的所需功率N值＜電動(dòng)機(jī)功率，可行。若計(jì)算的所需功率N值≥電動(dòng)機(jī)功率，則應(yīng)另選電機(jī)功率較大的壓力機(jī)。

壓力機(jī)的行程：

拉深時(shí)，為安放毛坯和取出制件，壓力機(jī)行程一般取制件高度的2.5倍。65第五節(jié)拉深模工作部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定p1411.凹模圓角半徑R凹的確定首次拉深凹模圓角半徑可按下式計(jì)算：一、拉深凹模和凸模的圓角半徑以后各次拉深凹模圓角半徑應(yīng)逐漸減小，一般按下式確定：以上計(jì)算所得凹模圓角半徑一般應(yīng)符合R凹≥2ｔ的要求。

大的R凹能降低極限拉深系數(shù)，還可以提高拉深件的質(zhì)量，但會(huì)削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺。662.凸模圓角半徑的確定首次拉深可?。?/p>

最后一次R凸等于零件圓角半徑ｒ，但零件圓角半徑如果小于拉深工藝性要求時(shí)，則凸模圓角半徑應(yīng)按工藝性的要求確定（即R凸≥ｔ），然后通過整形工序得到零件要求的圓角半徑。

過小的R凸會(huì)降低筒壁傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面的有效抗拉強(qiáng)度，但過大會(huì)使在拉深初始階段不與模具表面接觸的毛坯寬度加大，使之容易起皺。中間各次拉深可?。鹤詈笠淮卫钔鼓A角半徑應(yīng)與工件的圓角半徑相等。但對(duì)于厚度<6mm的材料，其數(shù)值不得小于（2-3）t；對(duì)于厚度>6mm的材料，其數(shù)值不得小于（1.5-2）t；67

拉深模的凸、凹模之間間隙對(duì)拉深力、零件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。.

間隙小，拉深力大、模具磨損大，過小的間隙會(huì)使零件嚴(yán)重變薄甚至拉裂；但間隙小，沖件回彈小，精度高。間隙過大，坯料容易起皺，沖件錐度大，精度差。生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)板料厚度及公差、拉深過程板料的增厚情況、拉深次數(shù)、零件的形狀及精度要求等，正確確定拉深模間隙。二、拉深模間隙Z681.無(wú)壓料圈的拉深模2.有壓料圈的拉深模3.精度要求較高的拉深件間隙值按表4.13選取6970對(duì)于最后一道工序的拉深模三、凸、凹模工作部分尺寸及公差當(dāng)零件尺寸標(biāo)注在外形時(shí)以凹模為基準(zhǔn)，工作部分尺寸為：71當(dāng)零件尺寸標(biāo)注在內(nèi)形時(shí)，對(duì)于多次拉深，中間各工序的凸、凹模尺寸可按下式計(jì)算：

以凸模為基準(zhǔn)，工作部分尺寸為：

當(dāng)尺寸標(biāo)注在外形時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件72四.凸、凹模工作部分的尺寸設(shè)計(jì)中間各工序的凸、凹模尺寸，當(dāng)尺寸標(biāo)注在內(nèi)形時(shí)：應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件凹模：凸模：731.不用壓邊圈的拉深模凸和凹模四、拉深凸、凹模的結(jié)構(gòu)a）圓弧形b)錐形c）漸開線形d）等切面形錐形凹模和等切面曲線形狀凹模對(duì)抗失穩(wěn)起皺有利，摩擦阻力和彎曲變形應(yīng)力小，因此可選較小的拉深系數(shù)。

無(wú)壓料一次拉深成形的凹模結(jié)構(gòu)(淺拉深)74無(wú)壓料多次拉深的凸、凹模結(jié)構(gòu)（深拉深）752.有壓料的拉深模凸、凹模結(jié)構(gòu)d≤100mmd＞100mm76最后拉深工序凸模底部的設(shè)計(jì)77拉深凸模中間必須鉆出氣孔，以免卸料時(shí)形成真空難卸料。78第六節(jié)拉深模的典型結(jié)構(gòu)拉深模結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單。根據(jù)拉深模使用的壓力機(jī)類型不同，拉深?？煞譃閱蝿?dòng)壓力機(jī)用拉深模和雙動(dòng)壓力機(jī)用拉深模；根據(jù)拉深順序可分為首次拉深模和以后各次拉深模；根據(jù)工序組合可分為單工序拉深模、復(fù)合工序拉深模和連續(xù)工序拉深模；根據(jù)壓料情況可分為有壓邊裝置和無(wú)壓邊裝置拉深模。791.無(wú)壓邊裝置的簡(jiǎn)單拉深模一、首次拉深模2.有壓邊裝置的拉深模(1)正裝拉深模(2)倒裝拉深模壓邊裝置彈性壓邊裝置①橡皮壓邊裝置②彈簧壓邊裝置③氣墊式壓邊裝置帶限位裝置的壓邊圈剛性壓邊裝置帶剛性壓邊裝置的拉深模801.無(wú)壓邊裝置的以后各次拉深模2.有壓邊裝置的以后各次拉深模二、以后各次拉深模3.反拉深摸無(wú)壓邊裝置反拉深摸壓邊圈在上模的反拉深摸壓邊圈在下模的反拉深摸811.正裝落料拉深復(fù)合模2.落料、正、反拉深模三、落料拉深復(fù)合摸3.再次拉深、沖孔、切邊復(fù)合模切邊的工作原理82思考題1.為什么有些拉深件要用二次、三次或多次拉深成形？2.圓筒形件直徑為d，高為h，若忽略底部圓角半徑r不計(jì)，設(shè)拉深中材料厚度不變，當(dāng)極限拉深系數(shù)m=0.5時(shí)，求容許的零件最大相對(duì)高度h/d為多少？3.拉深工序中的起皺、拉裂是如何產(chǎn)生的，如何防止它？4.拉深件坯料尺寸的計(jì)算遵循什么原則？5.如圖所示為手推車軸碗，材料10鋼，料厚3mm，試計(jì)算拉深模工作部分尺寸。第七節(jié)其它形狀零件的拉深特點(diǎn)一、帶凸緣筒形件的拉深變形特點(diǎn)：

本節(jié)在掌握?qǐng)A筒形件拉深成形的基礎(chǔ)之上，分析其它形狀零件的拉深，從中掌握方法。

該類零件的拉深過程，其變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)與無(wú)凸緣圓筒形件是相同的。但坯料凸緣部分不是全部進(jìn)入凹?？诓?，當(dāng)拉深進(jìn)行到凸緣外徑等于零件凸緣直徑（包括切邊量）時(shí)，拉深工作就停止。因此，拉深成形過程和工藝計(jì)算與無(wú)凸緣圓筒形件的差別主要在首次拉深。1.帶凸緣筒形件的拉深變形程度及拉深次數(shù)

有凸緣圓筒形件的拉深系數(shù)取決于有關(guān)尺寸的三個(gè)相對(duì)比值：dt/ｄ（凸緣的相對(duì)直徑）、ｈ/ｄ（零件的相對(duì)高度）、Ｒ/ｄ（相對(duì)圓角半徑）。帶凸緣筒形件的拉深系數(shù)為當(dāng)r=R時(shí)，坯料直徑為

根據(jù)拉深系數(shù)或零件相對(duì)高度，判斷拉深次數(shù)。

其中以dt/ｄ影響最大、ｈ/ｄ次之、Ｒ/ｄ影響最小。

dt/ｄ和ｈ/ｄ越大，表示拉深時(shí)毛坯變形區(qū)的寬度大，拉深成形的難度也大，當(dāng)dt/ｄ和ｈ/ｄ超過一定值時(shí)，便不能一次拉深。表4－9是一次拉深可能達(dá)到的極限相對(duì)高度。2.帶凸緣筒形件的拉深方法（１）窄凸緣圓筒形件的拉深窄凸緣筒形件：

可以將窄凸緣圓筒形件當(dāng)作無(wú)凸緣圓筒形件進(jìn)行拉深，在最后兩道工序中將工序件拉成具有錐形的凸緣，最后通過整形壓成平面凸緣。（2）寬凸緣圓筒形件的拉深寬凸緣筒形件：

一種是中小型、料薄的零件，采用逐步縮小筒形部分直徑以增加其高度的方法。(凸凹模圓角半徑不變)

用這種方法制成的零件，表面質(zhì)量較差，其直壁和凸緣上保留著圓角彎曲和局部變薄的痕跡，需要在最后增加整形工序。通常有兩種工藝方法如果根據(jù)極限拉深系數(shù)或相對(duì)高度判斷，拉深件不能一次拉深成形時(shí)，則需進(jìn)行多次拉深。3．工藝計(jì)算流程

另一種方法常用在>２00mm較大零件，零件的高度在第一次拉深就基本形成。在以后各次拉深中，高度保持不變，逐步減少圓角半徑和筒形部分直徑而達(dá)到最終尺寸要求。

用這種方法拉深的零件，表面質(zhì)量較高，厚度均勻，不存在上述的圓角彎曲和局部變薄的痕跡。但是第一次拉深時(shí)容易起皺。適用于坯料的相對(duì)厚度較大，采用大圓角過渡不易起皺的情況。

階梯形件的拉深與圓筒形件的拉深基本相同,也就是說(shuō)每一階梯相當(dāng)于相應(yīng)圓筒形件的拉深。二、階梯形件的拉深1.判斷能否一次拉深成形根據(jù)零件高度ｈ與最小直徑ｄｎ之比來(lái)判斷。變形特點(diǎn)：決定該階梯形件是一次拉成，還是需要多次才能拉成。主要問題:2.階梯形件多次拉深的方法（1）當(dāng)任意兩相鄰階梯直徑之比（dn/dn-1）都不小于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)。（2）若相鄰兩階梯直徑之比（dn/dn-1）小于相應(yīng)圓筒形件的極限拉深系數(shù)。拉深方法：由大階梯到小階梯依次拉出拉深次數(shù)＝階梯數(shù)目拉深方法：按凸緣件的拉深方法進(jìn)行拉深，先拉小直徑dn，再拉大直徑dn-1

拉深變形特點(diǎn)三、曲面形狀零件的拉深

球面、錐面、拋物面形狀沖件拉深成形共同特點(diǎn)是由拉深和脹形兩種變形方式的復(fù)合。

曲面形狀零件主要是指球面、錐面、拋物面形狀沖件以及諸如汽車覆蓋件一類沖件。其變形區(qū)、受力情況及變形特點(diǎn)并不是單一的，而是屬于復(fù)合類沖壓成形工序。質(zhì)量問題：起皺

曲面形狀零件在開始拉深成形時(shí),中間部分坯料幾乎不與模具表面接觸，處于“懸空”狀態(tài)。隨著拉深過程的進(jìn)行，懸空材料逐漸減少，但仍比圓筒形件拉深時(shí)大得多。坯料處于這種懸空狀態(tài)，抗失穩(wěn)能力較差，在切向壓應(yīng)力作用下很容易起皺。所以起皺成為曲面零件拉深要解決的主要問題。采用壓邊裝置、加大凸緣尺寸、帶壓料筋的拉深模、反拉深。措施：但是這些措施雖然減小了起皺的可能性，卻增大了凸模頂部接觸的中心部位坯料的徑向拉應(yīng)力，使之容易變薄而破裂。在實(shí)際生產(chǎn)中必須處理好兩者關(guān)系，做到既不起皺又不破裂。1．球形件的拉深拉深系數(shù)為常數(shù)，不能作為工藝設(shè)計(jì)的根據(jù)。實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)坯料的相對(duì)厚度（t/D）選定拉深方法。1）t/D>3％，不用壓邊即可拉成。不過應(yīng)注意的是：盡管坯料的相對(duì)厚度大，仍然易起小皺，因此必須采用帶校正作用的凹模，以便對(duì)沖件起校正作用。拉深這種沖件最好采用摩擦壓力機(jī)。2）t/D=0.5％～3％時(shí)，需采用帶壓邊圈的拉深模。3）t/D<0.5％時(shí)，則采用具有拉深筋的凹?；蚍蠢睢?．拋物面零件的拉深與半球面件差不多，因此拉深方法與半球面沖件相似。淺拋物面零件（h/d<0.5～0.6）拉深特點(diǎn)

為了使坯料中間部分緊密貼模而又不起皺，必須加大徑向拉應(yīng)力。但這一措施往往受到坯料頂部承載能力的限制，所以在這種情況下應(yīng)該采用多工序逐漸成形的辦法。深拋物面沖件（h/d>0.5～0.6）是采用正拉深或反拉深的方法，在逐漸地增加深度的同時(shí)減小頂部的圓角半徑。為了保證沖件的尺寸精度和表面質(zhì)量，在最后一道工序里應(yīng)保證一定的脹形成分。應(yīng)使最后一道工序所用的中間毛坯的表面積稍小于成品沖件的表面積。多工序逐漸成形的主要要點(diǎn)3.錐面零件的拉深拉深特點(diǎn)與球面形狀零件一樣，具有拉深、脹形兩種機(jī)理。

盒形件是非旋轉(zhuǎn)體零件，拉深變形時(shí)，圓角部分相當(dāng)于圓筒形件拉深，而直邊部分相當(dāng)于彎曲變形。

沿周邊應(yīng)力應(yīng)變分布不均勻。四、盒形件的拉深工藝計(jì)算復(fù)雜，準(zhǔn)確性不高，必要時(shí)需要工藝試驗(yàn)。模具間隙、圓角半徑沿周邊分布不均勻。盒形件拉深時(shí)的金屬流動(dòng)

99END100拉深模結(jié)構(gòu)圖１-模柄２-上模座３-凸模固定板４-彈簧５-壓邊圈６-定位板７-凹模８-下模座９-卸料螺釘10-凸模101拉深變形過程扇形oab變?yōu)橐韵氯糠滞驳撞糠謔ef筒壁部分cdfe凸緣部分a’b’dc

102拉深的網(wǎng)格試驗(yàn)拉深前后小單元的面積不變A