沖壓模具及沖模設(shè)計(jì)第五章課件

第五章拉深第一節(jié)拉深的基本原理第二節(jié)旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸的確定第三節(jié)圓筒形件的拉深系數(shù)第四節(jié)圓筒形件的拉深次數(shù)及工序尺寸確定第五章拉深第五節(jié)圓筒形件拉深的壓邊力與拉深力第六節(jié)階梯形零件的拉深方法第七節(jié)盒形件的拉深第八節(jié)軸對(duì)稱曲面形狀零件的拉深第五章拉深第九節(jié)拉深件的工藝性第十節(jié)拉深模第十一節(jié)其他拉深方法本章要求2、學(xué)習(xí)內(nèi)容4、圓筒形件拉深的壓邊力與拉深力；5、階梯形零件的拉伸方法；6、軸對(duì)稱曲面形狀零件的拉深；7、拉深件的工藝性；拉深模；8、其他拉深方法3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求

領(lǐng)會(huì)：拉深的基本原理。綜合運(yùn)用：拉深工藝計(jì)算；拉深模典型結(jié)構(gòu)與拉深模工作零件設(shè)計(jì)。第一節(jié)拉深的基本原理一、拉深變形過(guò)程、特點(diǎn)及拉深分類

拉深俗稱拉延是利用專用模具將平板毛坯制成開(kāi)口空心零件的一種沖壓工藝方法。用拉深方法可以制成筒形、階梯形、錐形、球形和其他不規(guī)則形狀的薄壁零件，如果和其他沖壓成形工藝配合，還可以制造形狀極為復(fù)雜的零件。拉深(D)二次拉深(D)反二次拉深(D)一、拉深變形過(guò)程、特點(diǎn)及拉深分類拉深所用的模具主要由凸模、凹模和壓邊圈三部分組成。一、拉深變形過(guò)程、特點(diǎn)及拉深分類0一、拉深變形過(guò)程、特點(diǎn)及拉深分類直壁口附近厚度增加約18%圓角部分厚度減薄約9%一、拉深變形過(guò)程、特點(diǎn)及拉深分類各種拉深件按變形力學(xué)特點(diǎn)可分為四種基本類型：直壁圓筒形零件軸對(duì)稱的曲面形零件直壁盒形零件非軸對(duì)稱曲面形狀零件直壁類拉深件曲面類拉深件二、拉深過(guò)程中毛坯的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)圖5-4拉深時(shí)毛坯的變形特點(diǎn)ａ)平板毛坯的一部分ｂ)毛坯在拉深過(guò)程中的變形ｃ)拉深成圓筒形件圖5-5拉深時(shí)毛坯內(nèi)各部分的內(nèi)應(yīng)力近似彈性變形區(qū)傳遞拉深力給筒壁側(cè)壁拉應(yīng)力，本身雙向拉應(yīng)力。已變形區(qū)，傳遞力給凸緣，受到徑向拉應(yīng)力。受到徑向拉應(yīng)力和切向壓應(yīng)力。二、拉深過(guò)程中毛坯的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)圖5-6拉深時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)（１）平面凸緣部分（主要變形區(qū)）（２）凸緣圓角部分（過(guò)渡區(qū)）（３）筒壁部分（傳力區(qū)）（４）底部圓角部分（過(guò)渡區(qū)）（５）圓筒件底部σ1ε1徑向應(yīng)力應(yīng)變，σ2ε2軸向應(yīng)力應(yīng)變，σ3ε3切向應(yīng)力應(yīng)變?nèi)⒗顣r(shí)凸緣變形區(qū)的應(yīng)力分布和起皺1.凸緣變形區(qū)的力學(xué)分析圖5-7圓筒形件拉深時(shí)的應(yīng)力分析(5-1)(5-2)(5-3)(5-4)三、拉深時(shí)凸緣變形區(qū)的應(yīng)力分布和起皺2.起皺在拉深過(guò)程中，毛坯凸緣在切向壓應(yīng)力作用下，可能產(chǎn)生塑性失穩(wěn)而拱起的現(xiàn)象稱為起皺，如圖所示。圖5-8凸緣起皺(D)１—凸模２—毛坯３—凹模起皺首先在外緣處開(kāi)始（最大切向壓應(yīng)力σ3max）。增大，提高抗失穩(wěn)能力凸緣寬度縮小到原來(lái)的一半左右。防止起皺：壓邊、拉深筋(D)四、拉深時(shí)筒壁傳力區(qū)的受力情況與拉斷1.拉深時(shí)筒壁傳力區(qū)的受力情況拉深時(shí)，凸緣內(nèi)緣處的徑向拉應(yīng)力為最大值，即σ1max。因此，筒壁所受的拉應(yīng)力主要由σ1max引起。筒壁還存在因壓邊力產(chǎn)生的摩擦阻力、坯料繞過(guò)凹模圓角的摩擦力和彎曲力等，如圖所示。圖5-9拉深時(shí)壓邊力引起的摩擦阻力四、拉深時(shí)筒壁傳力區(qū)的受力情況與拉斷1.拉深時(shí)筒壁傳力區(qū)的受力情況１）由壓邊力Fy所引起摩擦阻力μFy應(yīng)與其所引起的筒壁附加拉力相等，設(shè)摩擦系數(shù)為μ，即2μFy＝πdtσMσM＝２μFyπdt式中Fy——壓邊力（N）；

σM——附加拉應(yīng)力（Mpa）。(5-5)３）凸模處的材料繞過(guò)凹模圓角時(shí)，筒壁部分還有克服彎曲阻力引起的附加拉應(yīng)力σW，如圖所示。四、拉深時(shí)筒壁傳力區(qū)的受力情況與拉斷1.拉深時(shí)筒壁傳力區(qū)的受力情況圖5-11毛坯的彎矩示意圖(5-7)(5-8)有效抗拉強(qiáng)度：(5-12)σp>σk拉深件即產(chǎn)生拉裂。四、拉深時(shí)筒壁傳力區(qū)的受力情況與拉斷2.拉裂圖5-12拉深件拉裂(D)（１）壓邊力的影響（２）相對(duì)圓角半徑的影響（３）潤(rùn)滑的影響（４）凸模和凹模間隙的影響（５）表面粗糙度的影響圓筒形件拉裂的主要因素是拉深變形程度、毛坯與模具的摩擦阻力和筒壁的承載力。防止拉裂：改善材料性能提高筒壁抗拉強(qiáng)度；采用合理的拉深工藝，降低筒壁所受拉應(yīng)力。第二節(jié)旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸的確定計(jì)算法簡(jiǎn)單形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯尺寸圖解法解析法復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯尺寸計(jì)算原則1、最后一次拉深后的尺寸為計(jì)算基礎(chǔ)2、不變薄拉深，拉深件與毛坯表面積相等3、板厚t≥1時(shí)，按工件中線尺寸計(jì)算；板厚t<1時(shí)，按工件內(nèi)形或外形尺寸計(jì)算4、計(jì)算毛坯尺寸時(shí)要加上修邊余量（D）一、計(jì)算法圖5-13圓筒形拉深件毛坯尺寸計(jì)算（5-13）式中A——拉深件的總面積（含修邊余量）；

D0——拉深件的毛坯直徑；

Ai——拉深件各組成部分的面積。（久里金法則）根據(jù)圖求毛坯尺寸，即：任何形狀的母線繞軸線旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體面積，等于該母線的長(zhǎng)度與其形心繞該軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)的乘積。二、解析法圖5-14旋轉(zhuǎn)體表面積計(jì)算圖示（5-14）二、解析法只要知道旋轉(zhuǎn)體母線長(zhǎng)度及其形心的旋轉(zhuǎn)半徑，即可求出毛坯的直徑。圖5-15復(fù)雜拉深件尺寸圖（5-15）第三節(jié)圓筒形件的拉深系數(shù)一、拉深變形程度的表示方法——拉深系數(shù)

拉深系數(shù)是指每次拉深后圓筒形零件的直徑與拉深前毛坯（或前道工序件）的直徑之比，用ｍ表示。即：第一次拉深系數(shù)m1＝第二次拉深系數(shù)m2＝……第n次拉深系數(shù)mn＝式中D0——毛坯直徑；

dn——圓筒形工件的直徑；

d1、d2、…、dn-1——各次拉深后工序件的直徑。d1D0d2d1dn-1dn第三節(jié)圓筒形件的拉深系數(shù)一、拉深變形程度的表示方法——拉深系數(shù)把材料能拉深成形又不被拉斷時(shí)的最小拉深系數(shù)稱為極限拉深系數(shù)。拉深系數(shù)是一個(gè)小于1的數(shù)值，其值愈大表示拉深前后毛坯的直徑變化愈小，即變形程度小。其值愈小則毛坯的直徑變化愈大，即變形程度大。（１）材料力學(xué)性能的影響（２）材料相對(duì)厚度的影響（３）拉深次數(shù)的影響（４）壓邊力的影響（５）模具工作部分圓角半徑及間隙的影響二、影響拉深系數(shù)的因素三、極限拉深系數(shù)的確定圓筒形件的極限拉深系數(shù)（帶壓邊圈）拉深系數(shù)坯料相對(duì)厚度（t／D0）（％）2.0～1.51.5～1.01.0～0.60.6～0.30.3～0.150.15～0.08m10.48～0.500.50～0.530.53～0.550.55～0.580.58～0.600.60～0.63m20.73～0.750.75～0.760.76～0.780.78～0.790.79～0.800.80～0.82m30.76～0.780.78～0.790.79～0.800.80～0.810.81～0.820.82～0.84m40.78～0.800.80～0.810.81～0.820.82～0.830.83～0.850.85～0.86m50.80～0.820.82～0.840.84～0.850.85～0.860.86～0.870.87～0.88(D)第四節(jié)圓筒形件的拉深次數(shù)及工序尺寸確定一、拉深次數(shù)的確定從毛坯拉深到圓筒形件的總拉深系數(shù)m≥m1時(shí)，則可一次拉深成形。若m＜m1，則需多次拉深。下面介紹常用的確定拉深次數(shù)的方法。1.根據(jù)拉深系數(shù)確定拉深次數(shù)2.根據(jù)零件的相對(duì)高度h/d確定拉深次數(shù)確定了圓筒形件的拉深次數(shù)后，各工序件直徑可由各工序的拉深系數(shù)和前道工序的直徑求得。二、不帶凸緣的圓筒形件拉深工序尺寸計(jì)算底部無(wú)圓角圓筒形件第一次拉深高度：第二次拉深高度：······底部有圓角圓筒形件第一次拉深高度：第二次拉深高度：······三、帶凸緣圓筒形件工序尺寸計(jì)算1.帶凸緣圓筒形件的拉深系數(shù)與拉深次數(shù)圖5-17帶凸緣圓筒形件拉深系數(shù):式中dF/d——凸緣的相對(duì)直徑；

h/d——零件的相對(duì)高度；

r/d——零件的相對(duì)圓角半徑。三、帶凸緣圓筒形件工序尺寸計(jì)算1.帶凸緣圓筒形件的拉深系數(shù)與拉深次數(shù)圖5-18帶凸緣零件拉深用計(jì)算曲線F0.6~0.30.3~0.1dF/d<1.1，極限拉深系數(shù)與無(wú)凸緣筒形件基本相同。當(dāng)dF/d逐漸增大，mF逐漸減小，但并不意味著變形程度增大；當(dāng)dF/d=3時(shí)，mF=0.33，此時(shí)變形程度為零（D0=dF）。三、帶凸緣圓筒形件工序尺寸計(jì)算三、帶凸緣圓筒形件工序尺寸計(jì)算2.帶凸緣圓筒形件的拉深方法及工序件尺寸確定（１）窄凸緣圓筒形件（dF/d≤1.4）的拉深方法圖5-19窄凸緣圓筒形件拉深三、帶凸緣圓筒形件工序尺寸計(jì)算2.帶凸緣圓筒形件的拉深方法及工序件尺寸確定（2）寬凸緣圓筒形件（dF/d＞

1.4）的拉深方法第一種采用逐步減小筒體直徑和增加高度方法，在拉深過(guò)程中保持凸模和凹模的圓角半徑Rd、rp不變，如圖所示。圖5-20寬凸緣圓筒形件第一種拉深方法該方法常用于dF<200mm的拉深件。三、帶凸緣圓筒形件工序尺寸計(jì)算2.帶凸緣圓筒形件的拉深方法及工序件尺寸確定（2）寬凸緣圓筒形件（dF/d＞

1.4）的拉深方法第二種方法是，第一次即拉成零件高度，且在以后的拉深中保持不變，只是在各道拉深中減小筒體直徑和圓角半徑，如圖所示。圖5-21寬凸緣圓筒形件第二種拉深方法該方法限于相對(duì)厚度較大的毛坯，并常用于dF>200mm的拉深件。三、帶凸緣圓筒形件工序尺寸計(jì)算3.有凸緣圓筒形件工序尺寸計(jì)算實(shí)例圖5-17帶凸緣圓筒形件試對(duì)圖所示的帶凸緣圓筒形件進(jìn)行工藝計(jì)算，板料的厚度為2mm，材料為08鋼。D第五節(jié)圓筒形件拉深的壓邊力與拉深力一、拉深的起皺與防皺措施一般來(lái)說(shuō)，拉深過(guò)程中的起皺是不允許的，必須采取措施防止或消除起皺缺陷。最常用的防止起皺的方法是采用合適的模具結(jié)構(gòu)，如應(yīng)用錐形凹模、設(shè)置壓邊圈等。圖5-24錐形拉深凹模的拉深過(guò)程一、拉深的起皺與防皺措施用錐形凹模時(shí)，毛坯不起皺的條件：普通的平面凹模拉深時(shí)，毛坯不起皺的條件：(5-23)(5-22)(5-24)(5-25)或或式中d——拉深件直徑；

m——拉深系數(shù)；

K——拉深程度(拉深比)，K=1/m。也可用表5-8的條件判斷是否采用壓邊圈。壓邊力能引起毛坯凸緣部分與凹模平面和壓邊圈表面之間的摩擦阻力，該摩擦阻力的大小會(huì)增加危險(xiǎn)斷面的拉應(yīng)力，壓邊力太大會(huì)導(dǎo)致拉裂或嚴(yán)重變薄；而壓邊力太小則會(huì)導(dǎo)致起皺。二、壓邊力的計(jì)算圓筒形件第一次拉深時(shí)壓邊力：圓筒形件以后各次拉深時(shí)壓邊力：（5-26）（5-27）式中rd1,…,rdn——凹模圓角半徑；

p——單位壓邊力，可有表5-9查得；

Fy1,…,Fyn——各次拉深的壓邊力。三、壓邊裝置的種類及其選擇壓邊圈主要有兩種類型：剛性壓邊圈和彈性壓邊圈。圖5-25雙動(dòng)壓力機(jī)用拉深模剛性壓邊原理１—內(nèi)滑塊２—外滑塊３—拉深凸模４—落料凸模兼壓邊圈５—落料凹模６—拉深凹模一般取c=(1.03~1.07)t剛性壓邊圈的防皺是通過(guò)調(diào)整壓邊圈和凹模平面之間的間隙c的大小來(lái)保證的。三、壓邊裝置的種類及其選擇圖5-26剛性壓邊圈結(jié)構(gòu)示意圖ａ）平面剛性壓邊圈ｂ）錐形剛性壓邊圈當(dāng)拉深較薄的板料時(shí)，毛坯的邊緣仍會(huì)出現(xiàn)輕微的起皺。為了克服這個(gè)缺陷，可采用帶錐面的壓邊圈。三、壓邊裝置的種類及其選擇彈性壓邊圈可以利用氣壓、液壓、彈簧或橡膠為壓邊圈提供壓力。橡皮壓邊裝置彈簧壓邊裝置氣墊式壓邊裝置三、壓邊裝置的種類及其選擇圖5-27彈性壓邊圈結(jié)構(gòu)示意圖１—落料凸模兼拉深凹模２—卸料板３—拉深凸模４—落料凹模５—頂桿６—彈簧三、壓邊裝置的種類及其選擇彈簧、橡膠的彈性壓邊圈的壓邊力隨凸模的行程增大而上升，不符合拉深過(guò)程所需要壓邊力變化規(guī)律，對(duì)拉深不利；采用氣壓或液壓作為壓邊力時(shí)，其壓邊力的大小不會(huì)隨凸模行程增大而產(chǎn)生大的變化，不會(huì)造成拉深后期壓邊力徒升，筒壁拉力增大。壓邊力與形成的變化曲線三、壓邊裝置的種類及其選擇有限位裝置的壓邊裝置三、壓邊裝置的種類及其選擇對(duì)于曲面形零件和大型覆蓋件的拉深，需要較大壓邊力。多采用帶拉深筋的壓邊圈，以增加毛坯進(jìn)入凹模的阻力，其防皺的效果明顯。根據(jù)材料厚度的不同，一般壓邊圈與凸模的單面間隙在0.2~0.5mm范圍內(nèi)。拉深薄材料時(shí)，間隙取小值，反之取大值。四、拉深力的計(jì)算采用壓邊圈拉深圓筒形零件所需拉深力首次拉深

F＝πd1tσbK1

（5-28）以后各次拉深

F＝πditσbK2（i＝2，3，…，n）（5-29）不用壓邊圈拉深圓筒形零件所零拉深力首次拉深

F＝125π（D0－d1）tσb）（5-30）以后各次拉深

F＝13π（di-1－di）tσb

（i＝2，3，…，n）(5-31)

式中F——拉深力（N）；

t——毛坯厚度（mm）；

σb——材料抗拉強(qiáng)度（MPa）；

K1、K2——修正系數(shù)，見(jiàn)表5-10。拉深較淺零件，對(duì)壓邊要求不高時(shí)，一般可選用通用型曲柄壓力機(jī)。在模具設(shè)計(jì)時(shí)采用彈性壓邊裝置。對(duì)于拉深零件較深，壓邊要求較高或大型零件拉深時(shí)，應(yīng)選用專用的雙動(dòng)拉深壓力機(jī)或帶氣墊的單動(dòng)曲柄壓力機(jī)。五、拉深壓力機(jī)選用對(duì)于拉深較淺的零件，一般情況下只要實(shí)際拉深力不超過(guò)壓力機(jī)的公稱壓力即可。對(duì)于工作行程較長(zhǎng)的拉深功序，實(shí)際生產(chǎn)中，一般按總的拉深力小于或等于壓力機(jī)公稱壓力的50%~60%來(lái)選用。六、拉深功的計(jì)算拉深功：（5-32）式中W——拉深功（J）；

h——凸模工作行程（mm）；

Fmax——最大拉深力（包含壓料力）（N）；

C——系數(shù)，C=0.6~0.8。拉深成形計(jì)算拉深力外，還要校核壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率。六、拉深功的計(jì)算根據(jù)拉深功Ｗ計(jì)算壓力機(jī)的電機(jī)功率，可以用下式計(jì)算：

Ｎ＝式中Ｎ——電機(jī)功率（kW）；Ｋ——不平衡系數(shù)，Ｋ＝1.52～1.4；

η1——壓力機(jī)效率，η1＝0.6～0.8；

η2——電機(jī)效率，η2＝0.9～0.95；n——壓力機(jī)每分鐘行程數(shù)。KWn60×1000η1η2１）可通過(guò)求出工件的總高與最小直徑之比值H/dn，即相對(duì)高度，若不超過(guò)不帶凸緣圓筒形件第一次拉深的相對(duì)高度值，則可一次拉深成形，否則應(yīng)多次拉深。第六節(jié)階梯形零件的拉深方法一、拉深次數(shù)的判斷圖5-28階梯形圓筒件一、拉深次數(shù)的判斷圖5-28階梯形圓筒件２）對(duì)于高度較大、階梯數(shù)較多的工件，可用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)判斷。（5-34）若計(jì)算出的m值大于按毛坯相對(duì)厚度t/D0查得的圓筒形件的極限拉深系數(shù)，則可一次拉深成形，否則，需要多次拉深。二、階梯形零件多次拉深的方法當(dāng)大、小階梯的直徑差別大時(shí)（dn/dn-1小于相應(yīng)極限拉深系數(shù)），應(yīng)按帶凸緣圓筒形件的拉深方法，如圖b)所示。反之，大于筒形件的極限拉深系數(shù)是，有大到小每次拉深一個(gè)階梯，如圖a)所示。圖5-29階梯形件拉深方法第七節(jié)盒形件的拉深一、盒形件拉深變形特點(diǎn)盒形件是由圓角和直邊兩部分組成，可以把它劃分為四個(gè)長(zhǎng)度為A－2r和B－2r的直邊部分和四個(gè)半徑為r的圓角部分。圖5-30盒形件拉深變形特點(diǎn)如果把直邊和圓角部分分開(kāi)變形，則可看成盒形件是由直邊的彎曲和圓角部分的拉深組成。但實(shí)際上絕不是簡(jiǎn)單的彎曲和拉深。一、盒形件拉深變形特點(diǎn)圖5-30盒形件拉深變形特點(diǎn)直邊部分對(duì)圓角部分的影響程度，取決于圓角半徑r與寬度B的比值r/B和相對(duì)高度H/B。r/B越小影響越顯著即圓角部分的拉深變形與相應(yīng)圓筒形件的變形差別越大。H/B越大影響越顯著r/B=0.5變成圓筒形件二、盒形件拉深毛坯形狀和尺寸的確定圖5-31盒形件盒形件毛坯的形狀和尺寸盒形件的拉深高度H相對(duì)圓角半徑r/B相對(duì)高度H/B一次拉深的低盒形件一次拉深的高盒形件多次拉深的小圓角高盒形件多次拉深的高盒形件二、盒形件拉深毛坯形狀和尺寸的確定圖5-32盒形件毛坯的初步作圖法彎曲部分的展開(kāi)長(zhǎng)度為：式中H——盒形件高度（包括修邊余量）；

rp——盒形件底部圓角半徑。圓角拉深部分展開(kāi)后的毛坯圓角半徑R為：H/B>0.6~0.7一般需要多次拉深二、盒形件拉深毛坯形狀和尺寸的確定圖5-33正方形盒多次拉深毛坯圖5-34矩形件多次拉深形狀和尺寸三、盒形件拉深變形程度盒形件圓角部分的拉深系數(shù)為

m＝式中Ry——毛坯圓角的假想半徑，

Ry＝Rb－0.7（B－2r）；

r——拉深件口部的圓角半徑；m——首次拉深系數(shù)。rRｙ

盒形件的變形程度拉深系數(shù)m相對(duì)高度H/r相對(duì)厚度t/D0(t/B)相對(duì)圓角半徑r/B三、盒形件拉深變形程度盒形件多次拉深時(shí)以后各次拉深系數(shù)按下式計(jì)算：

mi＝

（i＝2，…，n）式中ri、ri-1——以后各次拉深工序口部的圓角徑；

mi——以后各次拉深工序圓角處的拉深系數(shù)。riri-1HBrBtB板料性能四、盒形件的多工序拉深方法及工序尺寸確定盒形件多次拉深時(shí)的變形是直壁進(jìn)一步收縮，高度進(jìn)一步增大的過(guò)程，如圖所示。圖5-35盒形件多次拉深過(guò)程傳力區(qū)：進(jìn)入凹模深度h2沖模底部待變形區(qū)：直壁部分h1四、盒形件的多工序拉深方法及工序尺寸確定1.方形盒多工序拉深方法圖5-36方盒形件多工序拉深的工序件形狀與尺寸采用直徑D0的圓形毛坯，各中間工序?yàn)閳A筒形，最后一道拉成方盒形。n-1道工序件的直徑:（5-44）式中Dn-1——第n-1次拉深工序件內(nèi)徑；B——放盒形件邊長(zhǎng)（內(nèi)形尺寸）；r——放盒形件角部的內(nèi)圓角半徑；δ——n-1次工序件內(nèi)表面到零件角部?jī)?nèi)表面的間距，簡(jiǎn)稱為角部壁間距離。四、盒形件的多工序拉深方法及工序尺寸確定2.矩形盒多工序拉深方法圖5-37矩形件多工序拉深半成品的形狀和尺寸矩形件過(guò)渡工件為橢圓形，最后再拉深成為矩形零件。為使最后一道工序能順利拉成盒形件，應(yīng)將n-1道工序件拉深成具有和零件相同的平底形狀，并以30°~45°斜角和大的圓角半徑將其與側(cè)壁連接起來(lái)。五、盒形件拉深力的計(jì)算拉深力可按下式計(jì)算：

Ｐ＝KLtσb式中Ｌ——盒形件周長(zhǎng)；

σb——材料的抗拉強(qiáng)度；

ｔ——材料的厚度；

Ｋ——系數(shù)，Ｋ＝0.5～0.8。第八節(jié)軸對(duì)稱曲面形狀零件的拉深一、軸對(duì)稱曲面形狀零件拉深的特點(diǎn)1.軸對(duì)稱曲面零件的成形過(guò)程圖5-38曲面形零件的拉深過(guò)程如圖所示，在變形前的平板毛坯上的某點(diǎn)Ｄ，假如毛坯的厚度不發(fā)生變化，由于成形前后毛坯的面積相等，Ｄ點(diǎn)應(yīng)該于D1點(diǎn)貼模。由于曲面形零件的形狀及所用模具結(jié)構(gòu)的不同，故曲面形零件拉深時(shí)脹形區(qū)的大小及其在整個(gè)變形區(qū)中的比例大小也有較大的差別。在脹形變形區(qū)的邊緣至凹模圓角處之間的毛坯處于不與凸模接觸的懸空部分，這部分毛坯的抗失穩(wěn)能力差，在切向壓應(yīng)力的作用下很容易起皺。一、軸對(duì)稱曲面形狀零件拉深的特點(diǎn)2.軸對(duì)稱曲面零件的變形特點(diǎn)一、軸對(duì)稱曲面形狀零件拉深的特點(diǎn)3.提高軸對(duì)稱曲面形零件成形質(zhì)量的措施曲面形零件拉深時(shí)要解決的質(zhì)量問(wèn)題主要是防止起皺，包括凸緣變形區(qū)起皺和中間懸空部分起皺等。通常采用的措施是：加大毛坯直徑、增加壓邊力和采用帶拉深筋結(jié)構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)等。一、軸對(duì)稱曲面形狀零件拉深的特點(diǎn)3.提高軸對(duì)稱曲面形零件成形質(zhì)量的措施圖5-39拉深筋結(jié)構(gòu)１—壓邊圈２—凹模３—凸模二、球形件的拉深方法圖5-40典型球面形零件ａ）半球形ｂ）帶直邊ｃ）帶凸緣ｄ）淺球形半球形件的拉深系數(shù)，對(duì)于任何直徑的拉深件均為定值。二、球形件的拉深方法圖5-41不帶壓邊裝置的球形件拉深模當(dāng)毛坯相對(duì)厚度×100＞3時(shí)，采用無(wú)壓邊圈拉深模，如圖所示。D0t二、球形件的拉深方法當(dāng)毛坯相對(duì)厚度×100<0.5時(shí)，不僅需要使用壓邊圈，還應(yīng)采用帶拉深筋的拉深模或用反向拉深法，如圖所示。D0t圖5-42半球形拉深模三、拋物線形件的拉深方法拋物線形件的深度h較大，頂端圓角半徑R1較小，如圖所示，因此其成形較球形零件困難。圖5-43拋物線形件三、拋物線形件的拉深方法圖5-44拋物線形件多次拉深成形四、錐形件拉深圖5-45各種錐形件ａ)低錐形件ｂ)中等深度錐形件ｃ)高錐形件第九節(jié)拉深件的工藝性一、拉深件的公差拉深件的公差包括直徑方向的尺寸精度和高度方向的尺寸精度。拉深件的公差大小與毛坯厚度、拉深模的結(jié)構(gòu)和拉深方法等有著密切的關(guān)系。其值按GB／T13914—1992選用，對(duì)于拉深件的尺寸精度要求較高的，可在拉深以后增加整形工序。二、拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性1.拉深件的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體拉深件在凸緣變形區(qū)的變形是均勻的，模具加工工藝性最好。圖5-51成雙拉深非軸對(duì)稱的拉深件，應(yīng)盡量避免急劇的輪廓變化。非軸對(duì)稱的半敞開(kāi)零件，設(shè)計(jì)拉深工藝時(shí)，可將兩個(gè)件成雙拉深，然后再剖切成兩件。二、拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性2.拉深件各部分尺寸的比例要合適圖5-52上下部分成形后連接如圖ｂ所示的零件上下部分的尺寸相差太大，給拉深帶來(lái)了困難?？蓪⑸舷聝刹糠址謩e成形，然后再連接起來(lái)c。寬大凸緣（dF>3d）和較大深度（h≥2d）的拉深件，需要多道拉深工序才能完成，應(yīng)盡可能避免。二、拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性3.拉深件圓角半徑圖5-53拉深件的圓角半徑拉深件的底部與壁部、凸緣與壁部及矩形件的四壁間圓角半徑應(yīng)滿足r1≥t，r2≥2t，r3≥3t。否則應(yīng)增加一道整形工序。拉深件的圓角半徑大，有利于成形和減少拉深次數(shù)。二、拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性4.拉深件上的孔位拉深件上的孔位應(yīng)設(shè)置在與主要結(jié)構(gòu)面（凸緣）同一平面上，或使孔壁垂直于該平面，以便沖孔和修邊在同一工序中完成。圖5-54拉深件側(cè)壁上的孔（D）圖5-55拉深件上孔位的合理布置鉆孔第十節(jié)拉深模一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)拉深件大小大型覆蓋件拉深模中小型件的拉深模沖壓設(shè)備單動(dòng)壓力機(jī)拉深模雙動(dòng)壓力機(jī)拉深模(D1)(D2)第十節(jié)拉深模一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)

覆蓋件主要指覆蓋汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)、構(gòu)成駕駛室及構(gòu)成車身的一些零件，如轎車的擋泥板、頂蓋、車門外板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、水箱蓋、行李箱蓋、骨架等。覆蓋件與一般沖壓件的區(qū)別：材料薄、形狀復(fù)雜（多為立體曲面），結(jié)構(gòu)尺寸大，尺寸精度高，因此沖壓工藝編制、沖模設(shè)計(jì)、沖模制造工藝都有一些特殊的要求，沖壓設(shè)計(jì)中常把他作為一種特殊類型研究。一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)覆蓋件拉深示意圖a)坯料放入；b)壓邊；c)板料與凸模接觸；d)材料拉入；e)壓型；f)下止點(diǎn)；g)卸載一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)(D1)一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模圖5-56不用壓邊圈的拉深模１—凸模２—校模定位圈３—凹模４—緊固圈５—定位板６—凹模套圈７—墊板

適用于底部平整、拉深變形程度不大、相對(duì)厚度(t/D)較大和拉深高度較小的零件。

一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模圖5-57帶彈性壓邊圈的首次拉深模１—彈簧２—卸料螺釘３—凸模４—凸模氣孔５—壓邊圈６—限位螺釘７—定位板８—凹模限位螺釘6可以防止壓邊力過(guò)大。為了減小拉深件的凹模直壁的摩擦，一般精度的拉深件，凹模直壁部分的高度為8~13mm為宜。一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模平板毛坯放在凹模上，并由擋料銷定位，上模下行，凹模將板料毛坯壓在壓邊圈上，凸模使其拉入凹模內(nèi)。上模上行，通過(guò)壓邊圈將制件從凸模上推出。(有彈性壓邊裝置的正裝式拉深模)一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模(有彈性壓邊裝置的倒裝式拉深模)凹模固定在上模座上，并設(shè)有剛性打料裝置。坯料由固定擋料銷定位，凸模固定在下模座上，并設(shè)有彈性壓邊裝置，其壓邊力可以由彈簧或橡皮產(chǎn)生，也可以由氣墊產(chǎn)生。

一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模凸緣件拉深模(定距墊塊)帶凸緣零件的拉深模結(jié)構(gòu)，毛坯用定位板定位，在下模座上安裝了定距墊塊，用來(lái)控制拉深深度，以保證制件的拉深高度和凸緣直徑。一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模凸緣件拉深模(打料塊定距)毛坯用固定擋料銷定位，打料塊同時(shí)起定距墊塊的作用，同時(shí)是控制拉深高度和凸緣直徑。

一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模（無(wú)壓邊圈的后次拉深模）無(wú)壓邊圈的后次拉深模如圖所示。圖中毛坯是經(jīng)過(guò)前道工序拉深成為一定尺寸的半成品筒形件，置入模具的定位板中定位后進(jìn)行拉深。

（D1）

（D2）一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模（無(wú)壓邊圈的反向后次拉深模）無(wú)壓邊圈的反向后次拉深模,多用于較薄材料的后次拉深和錐形、半球形及拋物線形等旋轉(zhuǎn)體形狀零件的后次拉深。

將經(jīng)過(guò)前次拉深的半成品制件套在凹模上，制件的內(nèi)壁經(jīng)拉深后翻轉(zhuǎn)到外邊，使材料的內(nèi)外表面互相轉(zhuǎn)換，材料要繞凹模流動(dòng)180度才能成形。(D1)一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模（有壓邊圈的反向后次拉深模）有彈性壓邊圈的反向后次拉深模如圖所示。與上圖相比，增加了彈性壓邊力，可以減小起皺趨勢(shì)。但同時(shí)也增大了毛坯變形時(shí)的摩擦阻力，使毛坯的拉裂傾向增加。

(D1)

(D2)一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模（帶凸緣制件落料拉深復(fù)合模）帶凸緣零件的落料拉深復(fù)合模如圖所示。這類模具要注意設(shè)計(jì)成先落料后拉深，因此拉深凸模低于落料凹模。

(D)一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模（落料拉深沖孔復(fù)合模）深深一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)（落料、正反拉深、沖孔、翻邊復(fù)合模）深深深1.單動(dòng)壓力機(jī)用拉深模一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)2.雙動(dòng)壓力機(jī)用拉深模圖5-58帶拉深筋的雙動(dòng)壓力機(jī)拉深模１—凸模固定座２—壓邊圈固定座３—壓邊圈４—球形凸模５—帶拉深筋凹模６—凹模座７—定位圈壓邊力的大小可通過(guò)調(diào)節(jié)壓力機(jī)外滑塊閉合高度來(lái)實(shí)現(xiàn)。(D)一、拉深模分類及典型拉深模結(jié)構(gòu)2.雙動(dòng)壓力機(jī)用拉深模雙動(dòng)壓力機(jī)大型零件拉深模(凸模導(dǎo)向)拉深模工作部分零件主要包括：凸模、凹模和壓邊圈等，它們的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)，對(duì)拉深系數(shù)、拉深力、拉深件的尺寸精度和粗糙度值都有很大的影響。二、拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)二、拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)1.凹模圓角半徑rd

rd與毛坯厚度、零件的形狀尺寸及拉深方法等因素有關(guān)，首次拉深rd1可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

rd1＝0.8

（D0－dd）t式中rd1——凹模圓角半徑；

D0——毛坯直徑；dd——凹模內(nèi)徑；

t——板料厚度?！踢m用于二、拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)1.凹模圓角半徑rd當(dāng)工件直徑d>20mm時(shí)，rd可按下式計(jì)算：第一次拉深的rd1也可以查表得到（表5-17）。二、拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)1.凹模圓角半徑rd以后各次拉深，rd可由下式?jīng)Q定：

rd2＝（0.6～0.8）rd1rn＝（0.7～0.9）rdn-1式中rd2——第二次拉深凹模圓角半徑；

rdn——第n次拉深凹模圓角半徑。二、拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)2.凸模圓角半徑rp在一般情況下，凸模圓角半徑可與凹模圓角半徑取得相等或略小，即rp＝（0.7～1.0）rd。各道拉深凸模圓角半徑rp應(yīng)逐次縮小。最后一道拉深時(shí)，rp與圓筒形件的圓角半徑相同。如果零件的圓角半徑小于板厚t，最后一道拉深的凸模圓角半徑一般取t，通過(guò)增加一道整形來(lái)獲得零件要求的圓角。二、拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)2.凸模圓角半徑rp圖5-59無(wú)壓邊圈的多次拉深模結(jié)構(gòu)ａ＝５～10ｍｍｂ＝２～５ｍｍ二、拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)圖5-60有壓邊圈的多次拉深模結(jié)構(gòu)ａ）圓角的結(jié)構(gòu)形式(多用于拉深直徑d≤100mm）ｂ）斜角的結(jié)構(gòu)形式（多用于拉深直徑d>100mm）2.凸模圓角半徑rp工序件下次拉深容易定位，提高零件側(cè)壁的質(zhì)量。二、拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)3.凸模和凹模單邊間隙Ｚ不用壓邊圈拉深時(shí)，

Z＝（1