圓筒形拉深件毛坯尺寸計(jì)算

本文格式為Word版，下載可任意編輯——圓筒形拉深件毛坯尺寸計(jì)算圓筒形拉深件毛坯尺寸計(jì)算

4.2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì)

圓筒形零件是最典型的拉深件，把握了它的工藝計(jì)算方法后，其它零件的工藝計(jì)算可以借鑒其計(jì)算方法。下面介紹如何計(jì)算圓筒形零件毛坯尺寸、拉深次數(shù)、半成品尺寸，

拉深力和功，以及如何確定模具工作部分的尺寸等。

4.2.1圓筒形拉深件毛坯尺寸計(jì)算1.拉深件毛坯尺寸計(jì)算的原則

（1）面積相等原則

由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對(duì)于不變薄拉深，假設(shè)材料厚度拉深前后不變，拉深毛坯的尺寸按“拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面積〞的原則來(lái)確定(毛坯

尺寸確定還可按等體積，等重量原則)。

（2）形狀相像原則

拉深毛坯的形狀一般與拉深件的橫截面形狀相像。即零件的橫截面是圓形、橢圓形時(shí)，其拉深前毛坯展開(kāi)形狀也基本上是圓形或橢圓形。對(duì)于異形件拉深，其毛坯的周邊輪廓

必需采用光滑曲線連接，應(yīng)無(wú)急劇的轉(zhuǎn)折和尖角。

拉深件毛坯形狀的確定和尺寸計(jì)算是否正確，不僅直接影響生產(chǎn)過(guò)程，而且對(duì)沖壓件生產(chǎn)有很大的經(jīng)濟(jì)意義，由于在沖壓零件的總成本中，材料費(fèi)用一般占到60%以上。由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向異性；模具間隙和摩擦阻力的不一致以及毛坯的定位不確鑿等原因，拉深后零件的口部將出現(xiàn)凸耳(口部不平)。為了得到口部平齊，高度一致的拉深件，需要拉深后增加切邊工序，將不平齊的部分切去。所以在計(jì)算毛坯

之前，應(yīng)先在拉深件上增加切邊余量(表42.1、4.2.2)。

表4.2.1無(wú)凸緣零件切邊余量Δh（mm)

拉深件高度h拉深相對(duì)高度h/d或h/B>0.5～0.8>0.8～1.6>1.6～2.5附圖>2.5～4≤10>10～20>20～50>50～100>100～150>150～200>200～250>250

表4.2.2有凸緣零件切邊余量ΔR（mm)

1.01.22345671.21.62.53.856.37.58.51.522.53.856.37.58.522.5468101112[/img][img=118,139]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!凸緣直徑dt或Bt相對(duì)凸緣直徑dt/d或Bt/B附圖25～50>50～100>100～150>150～200>200～250>2501.82.53.54.35.05.56.01.62.03.03.64.24.65.01.41.82.53.03.53.84.01.21.62.22.52.72.83.0沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img]

2.簡(jiǎn)單形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深零件毛坯尺寸的確定(圖4.2.1)

對(duì)于簡(jiǎn)單形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深零件求其毛坯尺寸時(shí)，一般可將拉深零件分解為若干簡(jiǎn)單的幾何體，分別求出它們的表面積后再相加(含切邊余量在內(nèi))。由于旋轉(zhuǎn)體拉深零件

的毛坯為圓形，根據(jù)面積相等原則，可計(jì)算出拉深零件的毛坯直徑。即：圓筒直壁部分的表面積：[img=103,23]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零

件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img]（4.2.1）

圓角球臺(tái)部分的表面積：[img=172,41]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉

深工藝的設(shè)計(jì).mht!

[/img]（4.2.2）

底部表面積為：[img=111,41]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的

設(shè)計(jì).mht![/img]（4.2.3）

[img=112,199]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!

[/img]

圖4.2.1毛坯尺寸的確定

工件的總面積：[img=176,41]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的

設(shè)計(jì).mht![/img]

則毛坯直徑為：[img=85,47]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的

設(shè)計(jì).mht![/img]（4.2.4）

[img=309,31]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!

[/img]（4.2.5）

式中Ｄ為毛坯直徑(mm)；∑Ai為拉深零件各分解部分表面積的代數(shù)和(mm2），對(duì)于各

種簡(jiǎn)單形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深零件毛坯直徑D，可以直接按表4.2.3所列公式計(jì)算。

表4.2.3常用的旋轉(zhuǎn)體拉深零件毛坯直徑D計(jì)算公式

序號(hào)[img=109,81]mhtml:file://F[img=184,26]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!1旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img]或：??[img=207,26]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img]當(dāng)r≠R時(shí)[img=124,112]mhtml:file://[img=342,24]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!2[/img]當(dāng)r=R時(shí)[img=153,26]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁[/img]旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img][img=113,86]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!3[img=128,26]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img][/img][img=104,24]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img][/img]零件形狀坯料直徑D[img=125,90]mhtml:file://F4:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img][img=131,76]mhtml:file://F[img=39,22]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!5或：[img=56,22]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img][img=100,85]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht!6[img=120,26]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img][/img]

其它形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深零件毛坯尺寸的計(jì)算可查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料。

[/img]轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img]留言本帖TOP

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次拉深成形，否則需要屢屢拉深。表4.2.6為拉深相對(duì)高度H/d與拉

深次數(shù)的關(guān)系。

表4.2.6拉深相對(duì)高度H/d與拉深次數(shù)的關(guān)系（無(wú)凸緣圓筒形件）

相對(duì)高度????H/d拉深次數(shù)10.94～0.771.88～1.543.5～2.75.6～4.38.9～6.62～1.5毛坯相對(duì)厚度(t/D)×1001.5～1.01.0～0.60.6～0.30.3～0.150.15～0.060.84～0.651.60～1.322.8～2.24.3～3.56.6～5.10.77～0.571.36～1.12.3～1.83.6～2.95.2～4.10.62～0.651.13～0.941.9～1.52.9～2.44.1～3.30.52～0.450.96～0.831.6～1.32.4～2.03.3～2.70.46～0.380.9～0.71.3～1.12.0～1.52.7～2.02345注：本表適于08、10等軟鋼。4．后續(xù)各次拉深的特點(diǎn)

后續(xù)各次拉深所用的毛坯與首次拉深時(shí)不同，不是平板而是筒形件。

因此，它與首次拉深比，有大量不同之處：

(1)首次拉深時(shí)，平板毛坯的厚度和力學(xué)性能都是均勻的，而后續(xù)各

次拉深時(shí)筒形毛坯的壁厚及力學(xué)性能都不均勻。

（2）首次拉深時(shí)，凸緣變形區(qū)是逐漸縮小的，而后續(xù)各次拉深時(shí)，

其變形區(qū)保持不變，只是在拉深終了以后才逐漸縮小。

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查看寶箱3#大中小發(fā)表于2023-9-813:55只看該無(wú)凸緣圓筒形拉深件的拉深次數(shù)和工序件尺寸的計(jì)算

（3）首次拉深時(shí)，拉深力的變化是變形抗力增加與變形區(qū)減小兩個(gè)相反的因素相互消長(zhǎng)的過(guò)程，因而在開(kāi)始階段較快的達(dá)到最大的拉深力，然后逐漸減小到零。而后續(xù)各次拉深變形區(qū)保持不變，但材料的硬化及厚度增加都是沿筒的高度方向進(jìn)行的，所以其拉深力在整個(gè)拉深過(guò)程中一直都在增加，直到拉深的最終階段才由最大值下降至零

（圖4.2.4）。

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[/img]

1-首次拉深；2-二次拉深

圖4.2.4首次拉深與二次拉深的拉深力

（4）后續(xù)各次拉深時(shí)的危險(xiǎn)斷面與首次拉深時(shí)一樣，都是在凸模的圓角處，但首次拉深的最大拉深立發(fā)生在初始階段，所以破碎也發(fā)生在初始階段，而后續(xù)各次拉深的最大拉深立發(fā)生在拉深的終了階段，

所以破碎往往發(fā)生在結(jié)尾階段。

（5）后續(xù)各次拉深變形區(qū)的外緣有筒壁的剛性支持，所以穩(wěn)定性較首次拉深為好。只是在拉深的最終階段，筒壁邊緣進(jìn)入變形區(qū)以后，

變形區(qū)的外緣失去了剛性支持，這時(shí)才易起皺。

(6)后續(xù)各次拉深時(shí)由于材料已冷作硬化,加上變形繁雜(毛坯的筒壁必需經(jīng)過(guò)兩次彎曲才被凸模拉入凹模內(nèi))，所以它的極限拉深系數(shù)要比首次拉深大得多，而且尋常后一次都大于前一次。4.2.3無(wú)凸緣圓筒形拉深件的拉深次數(shù)和工序件尺寸的計(jì)算

試確定圖4.2.5所示零件(材料08鋼，材料厚度t=2mm)的拉深次數(shù)和各拉深工序尺寸。

計(jì)算步驟如下：

1.確定切邊余量Δh

根據(jù)h＝200，h/d＝200/88=2.28，查表4.2.1，并?。害＝7（mm）。?2.按表4.2.3序號(hào)1的公式計(jì)算毛坯直徑

D＝[img=207,26]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝的設(shè)計(jì).mht![/img]?≈283(mm)

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3.確定拉深次數(shù)

?判斷能否一次拉出??判斷零件能否一次拉出，僅需比較實(shí)際??圖4.2.5零件圖所需的總拉深系數(shù)m總和第一次允許的極限拉深系數(shù)m1的大小即可。當(dāng)m總＞m1，說(shuō)明拉深該工件的實(shí)際變形程度比第一次容許的極限變形程度要小，工件可以一次拉成。若當(dāng)m總＜m1，則需要屢屢拉深才能夠成形零件。對(duì)于圖4.2.5的零件，由毛

坯的相對(duì)厚度：t/D×100=0.7

從表4.2.4中查出各次的拉深系數(shù)：m1=0.54，m2=0.77，m3=0.80，m4=0.82。則該零件的總拉深系數(shù)m總=d/D=88/283=0.31。即：m

總＜m1，故該零件需經(jīng)屢屢拉深才能夠達(dá)到所需尺寸。?計(jì)算拉深次數(shù)??計(jì)算拉深次數(shù)n的方法有多種，生產(chǎn)上經(jīng)

常用推算法輔以查表法進(jìn)行計(jì)算。就是把毛坯直徑或中間工序毛坯尺寸依次乘以查出的極限拉深系數(shù)m1，m2，m3?，mn，得各次半成品的直徑。直到計(jì)算出的直徑dn小于或等于工件直徑d為止。則直徑

dn的下角標(biāo)n即表示拉深次數(shù)。例如由：

[img=249,96]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工

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可知該零件要拉深四次才行。計(jì)算結(jié)果是否正確可用表4.2.6校核一下。零件的相對(duì)高度H/d＝207/88=2.36，相對(duì)厚度為0.7，從表中可知拉深次數(shù)在3～4之間，和推算法得出的結(jié)果相符，這樣零

件的拉深次數(shù)就確定為4次。

2.半成品尺寸的確定

包括半成品的直徑dn、筒底圓角半徑rn和筒壁高度hn。(1)半成品的直徑dn???拉深次數(shù)確定后，再根據(jù)計(jì)算直徑dn應(yīng)等于工件直徑d的原則，對(duì)各次拉深系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使實(shí)際采用的拉

深系數(shù)大于推算拉深次數(shù)時(shí)所用的極限拉深系數(shù)。

設(shè)實(shí)際采用的拉深系數(shù)為m1′，m2′，m3′?，mn′，應(yīng)使各次拉

深系數(shù)依次增加，即：

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[/img]

且m1－m1′≈m2－m2′≈m3－m3′≈?≈mn－mn′。據(jù)此，圖4.2.5所示零件實(shí)際所需拉深系數(shù)應(yīng)調(diào)整為：m1=0.57，m2=0.79，m3=0.82，m4=0.85。調(diào)整好拉深系數(shù)后，重新計(jì)算各次拉深的圓筒直徑即得半

成品直徑。圖4.2.5所示零件的各次半成品尺寸為：

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(2)半成品高度的確定各次拉深直徑確定后，緊接著是計(jì)算各次拉深后零件的高度。計(jì)算高度前，應(yīng)先定出各次半成品底部的圓角半徑，現(xiàn)取r1=12，r2=8，r3=5(見(jiàn)4.6.2節(jié))。計(jì)算各次半成品的高度可

由求毛坯直徑的公式推出。即：

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[/img]（4.2.8）

式中：

d1,d2,d3為各次拉深的直徑(中線值)；r1，r2，r3為各次半成品底部的圓角半徑(中線值)；d10,d20,d30為各次半成品底部平板部分的直徑；h1，h2，h3為各次半成品底部圓角半徑圓心以上的筒壁高度；

D為毛坯直徑。

將圖4.2.5所示零件的以上各項(xiàng)具體數(shù)值代人上述公式，即求出

各次高度為：

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各次半成品的總高度為：

[/img]

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拉深后得到的各次半成品如圖4.2.6所示。第四次拉深即為零件的實(shí)

際尺寸，不必計(jì)算。

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圖4.2.6所示零件各次拉深的半成品尺寸

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4.2.4帶有凸緣圓筒形件的拉深

4.2.4帶有凸緣圓筒形件的拉深有凸緣筒形件的拉深變形原理與

一般圓筒形件是一致的，但由于帶有凸緣(圖4.2.7)，其拉深方法及

計(jì)算方法與一般圓筒形件有一定的區(qū)別。1.有凸緣圓筒形件一次成形拉深極限

有凸緣圓筒形件的拉深過(guò)程和無(wú)凸緣圓筒形件相比，其區(qū)別僅在于前者將毛坯拉深至某一時(shí)刻，達(dá)到了零件所要求的凸緣直徑dt時(shí)拉深終止；而不是將凸緣變形區(qū)的材料全部拉入凹模內(nèi)。所以，從變形區(qū)

的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)看兩者是一致的

。[img=178,189]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉

深工藝的設(shè)計(jì).mht!

[/img]???????????

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圖4.2.7有凸緣圓形件與坯料圖?????????????圖4.2.8拉深時(shí)凸緣

尺寸的變化

在拉深有凸緣筒形件時(shí)，在同樣大小的首次拉深系數(shù)m1＝d／Ｄ的狀況下，采用一致的毛坯直徑D和一致的零件直徑d時(shí)，可以拉深出不同凸緣直徑dt1、dt2和不同高度h1、h2的制件(圖4.2.8)。從圖示中可知，其dt值愈小，h值愈高，拉深變形程度也愈大。因此m１＝d／Ｄ并不能表達(dá)在拉深有凸緣零件時(shí)的各種不同的dt和h的實(shí)際變

形程度。

根據(jù)凸緣的相對(duì)直徑dt/d比值的不同，帶有凸緣筒形件可分為窄凸緣筒形件(dt/d=1.1～1.4)和寬凸緣筒形件(dt/d>1.4)（）。窄凸緣件拉深時(shí)的工藝計(jì)算完全按一般圓筒形零件的計(jì)算方法，若h/d大于一次拉深的許用值時(shí)，只在倒數(shù)其次道才拉出凸緣或者拉成錐形凸緣，最終校正成水平凸緣，如圖4.2.9所示。若h/d較小，則第一

次可拉成錐形凸緣，后校正成水平凸緣。

[img=348,177]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工

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[/img]

圖4.2.9窄凸緣件拉深

?下面著重對(duì)寬凸緣件的拉深進(jìn)行分析，主要介紹其與直壁圓筒

形件的不同點(diǎn)。

當(dāng)R=r時(shí)(圖4.2.7)，寬凸緣件毛坯直徑的計(jì)算公式為(表4.2.3)：[img=163,31]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工

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[/img](4.2.9)

?根據(jù)拉深系數(shù)的定義，寬凸緣件總的拉深系數(shù)仍可表示為：[img=252,52]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工

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[/img]4.2.10)

式中：

D——毛坯直徑（mm）

dt——凸緣直徑（包括修邊余量）(mm)；

d——筒部直徑(中徑)(mm)；

r——底部和凸緣部的圓角半徑(當(dāng)料厚大于1mm時(shí)，r值按中線尺

寸計(jì)算)。

從式4.2.10知，凸緣件總的拉深系數(shù)m，決定三個(gè)比值。其中dt／d的影響最大，其次是h／d，由于拉深件的圓角半徑r較小，所以r／d的影響小。當(dāng)dt／d和h／d的值愈大，表示拉深時(shí)毛坯變形區(qū)的寬度愈大，拉深成形的難度也大。當(dāng)兩者的值超過(guò)一定值時(shí)，便不能一次拉深成形，必需增加拉深次數(shù)。表4.2.6是帶凸緣圓筒形件第

一次拉深成形可能達(dá)到的最大相對(duì)高度h／d值。

表4.2.6帶凸緣筒形件第一次拉深的最大相對(duì)高度h/d

凸緣相對(duì)直徑dt/d≤1.10.90～0.75≤2～1.5毛坯的相對(duì)厚度t/D×100＜1.5～1.0＜1.0～0.6＜0.3～0.15＜0.6～0.30.82～0.70～0.61～0.500.52～＞1.1～0.80～0.650.570.72～0.60～0.53～0.450.48～0.400.39～0.340.34～0.290.29～0.250.23～0.200.18～.150.450.47～0.400.42～0.350.35～0.290.30～0.250.26～0.220.21～0.170.16～0.131.30.65＞1.3～0.70～0.560.500.63～0.53～1.50.58＞1.5～0.58～0.500.450.53～0.44～1.80.48＞1.8～0.51～0.420.370.46～0.38～2.00.42＞2.0～0.45～0.360.320.40～0.33～2.20.35＞2.2～0.35～0.310.270.32～0.27～2.50.28＞2.5～0.27～0.250.220.24～0.21～2.80.22＞2.8～3.00.22～0.180.190.170.20～0.160.17～0.140.15～0.120.13～0.10注：1.表中數(shù)值適用于10號(hào)鋼，對(duì)于比10號(hào)鋼塑性好的金屬，取較

大的數(shù)值，差的金屬，取較小的數(shù)值；

2.表中大的數(shù)值適用于大的圓角半徑，小的數(shù)值適用于底部及凸緣小

的圓角半徑。

帶凸緣圓筒形件首次拉深的極限拉深系數(shù)，可見(jiàn)表4.2.7。后續(xù)拉深變形與圓筒形件的拉深類同，所以從其次次拉深開(kāi)始可參照表4.2.4

確定極限拉深系數(shù)。

表4.2.7?帶凸緣筒形件第一次拉深的極限拉深系數(shù)m１(適用于08、

10銅)

毛坯的相對(duì)厚度ｔ／D×100＜1.0～＜0.6～＜0.3～凸緣相對(duì)≤2～1.5＜1.5～直徑dt／d≤1.1＞1.1～1.3＞1.3～1.5＞1.5～1.8＞1.8～2.0＞2.0～2.2＞2.2～2.5＞2.5～2.8＞2.8～3.00.510.490.470.450.420.400.370.340.321.00.60.30.150.550.570.590.530.540.550.530.510.490.460.430.40.380.350.330.350.350.350.330.330.330.420.420.420.380.380.380.470.480.480.440.450.450.500.510.52

在拉深寬凸緣圓筒形件時(shí)，由于凸緣材料并沒(méi)有被全部拉入凹模，因此同無(wú)凸緣圓筒形件相比，寬凸緣圓筒形件拉深具有自己的特

點(diǎn)：

①寬凸緣件的拉深變形程度不能僅用拉深系數(shù)的大小來(lái)衡量；

②寬凸緣件的首次極限拉深系數(shù)比圓筒件要小;

③寬凸緣件的首次極限拉深系數(shù)值與零件的相對(duì)凸緣直徑df/d有

關(guān)。

2.寬凸緣圓筒形零件的工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）毛坯尺寸的計(jì)算??毛坯尺寸的計(jì)算仍按等面積原理進(jìn)行，參考無(wú)圓凸緣筒形零件毛坯的計(jì)算方法計(jì)算。毛坯直徑的計(jì)算公式見(jiàn)表

4.2.3，其中dt要考慮修邊余量ΔR，其值可查表4.2.2。(2)判別工件能否一次拉成??這只需比較工件實(shí)際所需的總拉深系數(shù)和h/d與凸緣件第一次拉深的極限拉深系數(shù)和極限拉深相對(duì)高度即可。當(dāng)m總＞m1，h/d≤h1/d1時(shí)，可一次拉成，工序計(jì)算到此終止。

逐漸增大

危險(xiǎn)斷面拉裂出現(xiàn)在初始階段，在凸模圓角處拉裂出現(xiàn)在拉深未尾，在凸模圓角處。

起皺凸緣易起皺起皺不易發(fā)生，只是在拉深未尾發(fā)生拉深系數(shù)最小逐次增大（３）工藝計(jì)算程序Ａ.確定切邊余量δ。Ｂ.計(jì)算毛坯的直徑Ｄ。Ｃ.確定是否用壓邊圈。Ｄ.確定拉深系數(shù)與拉深次數(shù)。Ｅ.確定各次拉深的直徑。

Ｆ.確定各次拉深的凸凹模圓角半徑：ra=0.8(D-d)tran=(0.6～0.9)ran-1rt=(0.6-1)ra

G.確定各次拉深半成品的高度：此主題相關(guān)圖片如下：

2.帶凸緣筒形件拉深的工藝計(jì)算

（１）帶凸緣（法蘭邊）筒形件分類：

Ａ.凸緣相對(duì)直徑很小dt/d=1.1～1.4,相對(duì)高度較大H/d>1，可以按無(wú)凸緣筒形件進(jìn)行工藝計(jì)算和拉深，即：首次拉深不留凸緣，再次拉深時(shí)留出錐形凸緣，最終工序把凸緣壓平。

Ｂ.凸緣相對(duì)直徑很大dt/d>4，并且高度Ｈ很低，這類零件的變形特點(diǎn)已起出拉深范圍，屬于脹形。

Ｃ.凸緣相對(duì)半徑較大dt/d>1.4，相對(duì)高度已較大，這類稱寬凸緣筒形件，即帶凸緣筒形件，它有兩種成形方法：第一種是每次拉深高度不變，改變

達(dá)到要求；其次種是改變每次拉深的直徑來(lái)增加高度。

（２）帶凸緣筒形件的拉深特點(diǎn)：（原理與不帶凸緣筒形件相像）Ａ.拉深系數(shù)此主題相關(guān)圖片如下：dt/d--凸緣相對(duì)直徑

H/d--工件相對(duì)高度、

r/d--底部及凸緣部分相對(duì)圓角半徑

m由以上三個(gè)尺寸因素確定，其中dt/d影響最大，而r/d影響最小，當(dāng)毛坯直徑Ｄ及拉深系數(shù)一定時(shí)，dt/d和H/d不同，則材料的變形程度不同，dt/d越小，H/d越大，則變形程度越大。

Ｂ.帶凸緣筒形件拉深，凸緣不全轉(zhuǎn)變?yōu)橥脖?，其可以看作是無(wú)凸緣拉深過(guò)程中的一個(gè)中間狀態(tài)，因此，其首次拉深系數(shù)可小于或等于無(wú)凸緣形件的拉深。

由于極限拉深系數(shù)m的大小主要取決于最大拉深力出現(xiàn)時(shí)是否拉破。當(dāng)拉到凸緣直徑為dt時(shí)，出現(xiàn)最大拉深力，則帶凸緣的拉深和不帶凸緣的拉深的極限拉深系數(shù)一致。如當(dāng)拉到凸緣直徑為dt時(shí)，未達(dá)到最大拉深力（即拉深力未超出材料的屈服極限），則帶凸緣的拉深系數(shù)還可再小些，其拉深系數(shù)可小于不帶凸緣拉深時(shí)的拉深系數(shù)，即m｀(1～２)t３．凸凹模工作部分尺寸計(jì)算

拉深件尺寸精度主要取決于最終一道工序，拉深凸凹模尺寸，與中間工序尺寸無(wú)關(guān)，所以中間工序可直接取工序尺寸作為模具工作部分尺寸，而最終一

道工序則要根據(jù)工件內(nèi)（外）形尺寸要求和磨損方向來(lái)確定凸凹模工作尺寸及公差。

按尺寸標(biāo)注方式：

標(biāo)外形：Ｄa=(D-0.75t)+δndt=(D-0.75-2Z)-δt按內(nèi)形標(biāo)注：Da=(d+0.4t+2Z)+δadt=(d+0.4t)δt其中δa和δt按ＩＴ８～９級(jí)精度。拉深凸模出氣孔按d=(5～１０)mm４．采用壓邊圈條件及壓邊圈類型（１）不產(chǎn)生起皺的條件是：Ｄ-d否則則應(yīng)進(jìn)行屢屢拉深。凸緣件屢屢拉深成形的原則如下：

按表4.2.6和表4.2.7確定第一次拉深的極限拉深高度和極限拉深系數(shù)，第一次就把毛坯拉到凸緣直徑拉到工件所要求的直徑dt(包括修邊量),并在以后的各次拉深中保持dt不變,僅使已拉成的中間毛坯

直筒部分參與變形，直至拉成所需零件為止。

凸緣件在屢屢拉深成形過(guò)程中特別需要注意的是:dt一經(jīng)形成，在后續(xù)的拉深中就不能變動(dòng)。由于后續(xù)拉深時(shí),dt的微量縮小也會(huì)使中間圓筒部分的拉應(yīng)力過(guò)大而使危險(xiǎn)斷面破碎。為此，必需正確計(jì)算拉深高度，嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模的深度。為保證后續(xù)拉深凸緣直徑不減少，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，尋常把第一次拉深時(shí)拉入凹模的材料表面積比實(shí)際所需的面積多拉進(jìn)3％～10％（拉深工序多取上限，少取下限），即筒形部的深度比實(shí)際的要大些。這部分多拉進(jìn)凹模的材料從以后的各次拉深中逐步分次返回到凸緣上來(lái)（每次1.5%～3%。這樣做既可以防止筒部被拉破，也能補(bǔ)償計(jì)算上的誤差和板材在拉深中的厚度變化，還能便利試模時(shí)的調(diào)整。返回到凸緣的材料會(huì)使筒口處的凸緣變厚或形成微小的波紋，但能保持dt不變，產(chǎn)生的缺陷可通過(guò)校正工

序得到校正。

(3)拉深次數(shù)和半成品尺寸的計(jì)算??凸緣件進(jìn)行多道拉深時(shí)，第一道拉深后得到的半成品尺寸，在保證凸緣直徑滿足要求的前提下，其筒部直徑d1應(yīng)盡可能小，以減少拉深次數(shù)，同時(shí)又要能盡量多地將板

料拉入凹模。

寬凸緣件的拉深次數(shù)仍可用推算法求出。具體的做法:先假定dt/d的值,由相對(duì)材料厚度從表4.2.7中查出第一次拉深系數(shù)m1，據(jù)此求出d1，進(jìn)而求出h1，并根據(jù)表4.2.6的最大相對(duì)高度驗(yàn)算m1的正確性。若驗(yàn)算合格，則以后各次的半成品直徑可以按一般圓筒形件的屢屢拉深的方法，按表4.2.4的拉深系數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。即第n次拉深后的直

徑為：

[img=80,24]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝

的設(shè)計(jì).mht!

[/img](4.2.11)

式中dn為第n次拉深系數(shù),可由表4.2.4查得；dn-1為前次拉深

的筒部直徑（mm）。

當(dāng)計(jì)算到dn≤d(工件直徑)時(shí)，總的拉深次數(shù)n就確定了。

各次拉深后的筒部高度可按下式計(jì)算：

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[/img]（4.2.12）

式中：

Dn——考慮每次多拉入筒部的材料量后求得的假想毛坯直徑；

dt——零件凸緣直徑(包括修邊量)；dn——第n次拉深后的工件直徑；

rpn——第n次拉深后圓筒側(cè)壁與底部間的圓角半徑；rdn——n次拉深后凸緣與圓筒側(cè)壁間的圓角半徑。

3.寬凸緣零件的拉深方法

寬凸緣件的拉深方法有兩種：一種是薄料、中小型(dt＜200㎜)零件，尋?？繙p小圓筒形壁部直徑，增加高度來(lái)達(dá)到尺寸要求，即圓角半徑rp和rd在首次拉深時(shí)就與dt一起成形到工件的尺寸，在后續(xù)的拉深過(guò)程中基本上保持不變，如圖4.2.10a所示。這種方法拉深時(shí)不易起皺，但制成的零件表面質(zhì)量較差，簡(jiǎn)單在直壁部分和凸緣上殘留中間工序形成的圓角部分彎曲和厚度局部變化的痕跡，所以最終應(yīng)加一

道壓力較大的整形工序。

另一種方法如圖4.2.10b所示。常用在dt＞200㎜的較大型拉深件中。零件的高度在第一次拉深時(shí)就基本形成，在以后的拉深過(guò)程中基本保持不變，通過(guò)減小圓角半徑rp和rd，逐漸縮小圓筒形直徑來(lái)拉成零件。此法對(duì)厚料更為適合。用本法制成的零件表面光滑平整，厚度均勻，不存在中間工序中圓角部分的彎曲與局部變薄的痕跡。但在第一次拉深時(shí)，因圓角半徑較大，簡(jiǎn)單發(fā)生起皺，當(dāng)零件底部圓角半徑較小，或者對(duì)凸緣有不平度要求時(shí)，也需要在最終加一道整形工序。

在實(shí)際生產(chǎn)中往往將上述兩種方法綜合起來(lái)用。

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圖4.2.10寬凸緣零件的拉深方法

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4.2.5階梯形零件的拉深

4.2.5階梯形零件的拉深

階梯圓筒形件(圖4.2.11)從形狀來(lái)說(shuō)相當(dāng)于若干個(gè)直壁圓筒形件的

組合，因此它的拉深同直壁圓筒形件的拉深基本相像，每一個(gè)階梯的拉深即相當(dāng)于相應(yīng)的圓筒形件的拉深。但由于其形狀相對(duì)繁雜，因此拉深工藝的設(shè)計(jì)與直壁圓筒形件有較大的區(qū)別。主要表現(xiàn)在拉深次數(shù)

的確定和拉深方法上。1.拉深次數(shù)的確定

階梯圓筒形件的沖壓工藝過(guò)程、沖壓工序次數(shù)、工序的先后順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的形狀和尺寸區(qū)別對(duì)待。首先應(yīng)判斷零件是否能一次拉深成形。如圖4.2.11階梯形零件，當(dāng)材料相對(duì)厚度t/D×100＞1，且階梯之間的直徑之差和零件的高度較小時(shí)，可一次拉深成形。即：[img=168,161]mhtml:file://F:\\沖壓\\4_2直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工

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圖4.2.11階梯形零件圖4.2.12階梯形屢屢拉深方法a)由大階梯到小階梯的拉深；b)先小直徑后大直徑的拉深

（h１＋h２＋h３＋?hn／dn≤h／dn（4.2.13）式中：h１、h２、h３、?、hn——各個(gè)階梯的高度（㎜）；

dn——最小階梯筒部的直徑；

h／dn——為帶凸緣圓筒形件第一次拉深的最大相對(duì)高度(見(jiàn)表

4.2.6)。

若公式（4.2.13）成立，則可以一次拉深成形，否則需采取屢屢拉深。

2.屢屢拉深工序的順序安排

（1）當(dāng)相鄰階梯的直徑比d2／d1、d3／d2?、dn/dn-1均大于或等于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)，即表4.2.4中的值時(shí)，其工序安排由大階梯到小階梯的順序，每次拉深出一個(gè)階梯，階梯的數(shù)目就

是拉深次數(shù)(圖4.2.12a)。

（2）當(dāng)某相鄰兩個(gè)階梯直徑的比值dn／dn-1小于相應(yīng)圓筒形零件的極限拉深系數(shù)時(shí)，這個(gè)階梯的拉深應(yīng)采用有凸緣圓筒形零件的拉深工藝，即先拉深小直徑dn，再拉深大直徑dn-1，圖4.2.12b）中d2／d1小于相應(yīng)圓筒形零件的極限拉深系數(shù)，故d2先拉成形后，

再拉深在d1。

（3）具有大小直徑區(qū)別較大的淺階梯形拉深件，當(dāng)其不能一次拉深成形時(shí)，可以采用先拉深成球面形狀或大圓角筒形的過(guò)渡形狀，然后再采用校形工序得到零件的形狀和尺寸要求，如圖4.2.13所示。

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深工藝的設(shè)計(jì).mht!

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>第4章拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì)>4.5其它形狀零件的拉深

該類零件的拉深過(guò)程，其變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)與無(wú)凸緣圓筒形件是一致的。但有凸緣圓筒形件拉深時(shí)，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)，拉深工作就中止。因此，拉深成形過(guò)程和工藝計(jì)算與無(wú)凸緣圓筒形件的區(qū)別主要在首次拉深。

圖4.5.1有凸緣圓形件與坯料圖

1.有凸緣圓筒形件的拉深變形程度

注：

1.表中大值適于大的圓角半徑[由t/D=2%～1.5%時(shí)的R=（10～12）t到t/D=0.3%～0.15％時(shí)的R=（20～25）t，小值適用于底部及凸緣小的圓角半徑，隨著凸緣直徑的增加及相對(duì)拉深深度的減小，其值也跟著減小。

2.表中數(shù)值適用于10鋼，對(duì)于比10鋼塑性好的材料取表中的大值；塑性差的材料，取表中小數(shù)值。

2.有凸緣圓筒形件的拉深方法

（１）窄凸緣圓筒形件的拉深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，在最終兩道工序中將工序件拉成具有錐形的凸緣，最終通過(guò)整形壓成平面凸緣。圖4.5.2為窄凸緣圓筒形件及其拉深工藝過(guò)程，材料為10鋼，板厚為1ｍｍ。

（２）寬凸緣圓筒形件的拉深方法假使根據(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)行屢屢拉深。

a)窄凸緣拉深件b)窄凸緣件拉深過(guò)程

Ⅰ－第一次拉深Ⅱ－其次次拉深Ⅲ－第三次拉深Ⅳ－成品

圖4.5.2窄凸緣圓筒形件的拉深

第一次拉深時(shí)，其凸緣的外徑應(yīng)等于成品零件的尺寸（加修邊量），在以后的拉深工序中僅僅使已拉深成的工序件的直筒部分參與變形，逐步地達(dá)到零件尺寸要求，第一次拉深時(shí)已經(jīng)形成的凸緣外徑必需保持在以后拉深工序中不再收縮。由于在以后的拉深工序中，即使凸緣部分產(chǎn)生很小的變形，筒壁傳力區(qū)將會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，使危險(xiǎn)斷面拉裂。為此在調(diào)理工作行程時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模的深度。

對(duì)于多數(shù)普通壓力機(jī)來(lái)說(shuō)，要嚴(yán)格做到這一點(diǎn)有一定困難，而且尺寸計(jì)算還有一定誤差，再加上拉深時(shí)板料厚度有所變化，所以在工藝計(jì)算時(shí)，除了應(yīng)確切計(jì)算工序件高度外，尋常有意把第一次拉入凹模的坯料面積加大3％～5％（有時(shí)可增大至10%），在以后各次拉深時(shí)，逐步減少這個(gè)額外多拉入凹模的面積，最終使它們轉(zhuǎn)移到零件口部附近的凸緣上。用這種方法來(lái)補(bǔ)償上述各種誤差，以免在以后各次拉深時(shí)凸緣受力變形。寬凸緣圓筒形件屢屢拉深的工藝方法尋常有兩種：

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（圖4.5.3ａ）。用這種方法制成的零件，表面質(zhì)量較差，其直壁和凸緣上保存著圓角彎曲和局部變薄的痕跡，需要在最終增加整形工序。

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（圖4.5.3ｂ）。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。適用于坯料的相對(duì)厚度較大，采用大圓角過(guò)渡不易起皺的狀況。3.有凸緣圓筒形拉深工序件高度的計(jì)算

圖4.5.3寬凸緣筒形件的拉深方法

圖4.5.4寬凸緣圓筒形件拉深工序計(jì)算流程

階梯形件(圖4.5.5)的拉深與圓筒形件的拉深基本一致,也就是說(shuō)每一階梯相當(dāng)于相應(yīng)圓筒形件的拉深。而其主要問(wèn)題是要決定該階梯形件是一次拉成，還是需要屢屢才能拉成。

圖4.5.5階梯形件

1.判斷能否一次拉深成形

判斷所給階梯形件能否一次拉深成形的方法是，先求出零件的高度ｈ與最小直徑ｄｎ之比，然后查表4.4.3，假使拉深次數(shù)為1，則可一次拉深成形，否則就要屢屢拉深成形。2.階梯形件屢屢拉深的方法

圖4.5.6階梯形屢屢拉深方法

圖4.5.7電喇叭底座的拉深

1．拉深變形特點(diǎn)

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。這類零件的拉深成形，其變形區(qū)、受力狀況及變形特點(diǎn)并不是單一的，而是屬于復(fù)合類沖壓成形工序。

從電動(dòng)喇叭罩的成形試驗(yàn)中,可以大致了解這類曲面零件的變形特點(diǎn)。圖4.5.8中標(biāo)明白電動(dòng)喇叭罩拉深成形后的變形數(shù)值，括號(hào)內(nèi)的是徑向拉應(yīng)變值，括號(hào)外是切向應(yīng)變值，上段為壓，下段為拉。從拉深成形過(guò)程及實(shí)測(cè)的結(jié)果還可以看出：零件的曲面由三部分組成，即①坯料的凸緣及進(jìn)入凹模中的一部分，這一變形區(qū)部分產(chǎn)生拉深變形；②坯料的中間部分,也是產(chǎn)生拉深變形；③坯料靠近球形沖頭頂部的部分，這一部分變形區(qū)產(chǎn)生的是脹形變形。后兩部分的分界點(diǎn)在圖4.5.10中的第4點(diǎn)位置。

這一典型零件拉深成形的變形數(shù)值說(shuō)明，曲面零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。顯然，不同曲面形