1、 拉深是基本沖壓工序之一。 本模塊在分析拉深變形過程及拉深件質量影響因素的基礎上，介紹拉深工藝計算、工藝方案制定和拉深模設計。涉及拉深變形過程分析、拉深件質量分析、拉深系數及最小拉深系數影響因素、圓筒形件的工藝計算、其他形狀零件的拉深變形特點、拉深工藝性分析與工藝方案確定、拉深模典型結構、拉深模工作零件設計等。本模塊內容：模塊四 玻璃升降器外殼落料拉深復合模本模塊重點1 拉深變形規律及拉深件質量影響因素與預防；2 拉深工藝計算方法；3 拉深工藝性分析與工藝方案制定；4 拉深模典型結構與結構設計；5 本模塊示例零件的拉深工藝與拉深模設計的方法和步驟。難點1拉深變形規律及拉深件質量影響因素與預防；

2、2圓筒形零件的拉深工藝計算 ；3帶凸緣圓筒形零件的拉深拉深工藝計算 ；4拉深模典型結構與拉深模工作零件設計 。不變薄拉深： 把毛坯拉壓成空心體，或者把空心體拉壓成外形更小而板厚沒有明顯變化的空心體的沖壓工序。 變薄拉深是指凸、凹模之間間隙小于空心毛坯壁厚，把空心毛坯加工成側壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件的沖壓工序。 拉深是沖壓基本工序之一。可以加工旋轉體零件，還可加工盒形零件及其它形狀復雜的薄壁零件。拉深不變薄拉深變薄拉深拉深模：拉深模特點：結構相對較簡單，與沖裁模比較，工作部分有較大的圓角，表面質量要求高，凸、凹模間隙略大于板料厚度。 拉深工序所使用的模具。拉深使用設備：單動、雙動、三動壓力機

3、或液壓機 課題一 拉深概述 拉深件示例 拉深件示例 不變薄拉深變薄拉深拉深件示例 油底殼不銹鋼餐具 課題二 玻璃升降器外殼首次拉深變形過程及其工藝性 一 拉深變形過程 1.毛坯受力分析 (1)變形現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。 變形區凸緣；已變形區筒壁；不變形區底部。底部和筒壁為傳力區。 2.變形過程 工藝網格實驗材料轉移：高度、厚度發生變化。3.材料的流動 扇形單元體的變形 1.凸緣部分2.凹模圓角部分 3.筒壁部分 4.凸模圓角部分5.筒底部分 坯料各區的應力與應變是很不均勻的。二 拉深變形過程中材料的應力與應變狀態 拉深過程中零件應力與應變狀態 圓筒件拉深

4、時凸緣變形區應力分布圖 三 拉深變形過程中凸緣變形區的應力分布 拉深過程中的質量問題：主要是凸緣變形區的起皺和筒壁傳力區的拉裂。凸緣區起皺：傳力區拉裂：由于切向壓應力引起板料失去穩定而產生彎曲；由于拉應力超過抗拉強度引起板料斷裂。四 拉深件主要質量問題 主要決定于：一方面是切向壓應力3的大小，越大越容易失穩起皺；另一方面是凸緣區板料本身的抵抗失穩的能力。 凸緣寬度越大，厚度越薄，材料彈性模量和硬化模量越小，抵抗失穩能力越小。 最易起皺的位置：凸緣邊緣區域起皺最強烈的時刻：在Rt=（0.70.9）R0時防止起皺：壓邊1.凸緣變形區的起皺凸緣變形區的起皺2.采用壓邊圈的條件防止起皺可以采用壓邊圈。

5、采用壓邊圈的條件為：查表4-1；2. 查圖4-11驗證。 主要取決于： 一方面是筒壁傳力區中的拉應力；另一方面是筒壁傳力區的抗拉強度。 當筒壁拉應力超過筒壁材料的抗拉強度時，拉深件就會在底部圓角與筒壁相切處“危險斷面”產生破裂。 防止拉裂：一方面要通過改善材料的力學性能，提高筒壁抗拉強度； 另一方面通過正確制定拉深工藝和設計模具，降低筒壁所受拉應力。 3.筒壁的拉裂筒壁的拉裂拉深件厚度變化拉伸件壁部厚度與硬度變化某拉深件壁厚具體變化拉深件工藝性指拉深件在拉深工序中生產的難易程度。 （1）對拉深件的外形尺寸的要求 ;（2）對拉深件形狀要求 :（3）拉深件的圓角半徑 ;（4）尺寸公差等級及表面質量

6、的要求 (表4-2，4-3，4-4）。拉深件工藝性內容：五 拉深件的工藝性 帶臺階拉深件高度尺寸的標注 拉深件的圓角半徑 拉深件結構的修改 體積不變原則: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:切邊工序： 拉深前坯料的形狀與沖件斷面形狀相似。形狀復雜的拉深件：需多次試壓，反復修改，才能最終確定坯料形狀。拉深件的模具設計順序：先設計拉深模，坯料形狀尺寸確定后再設計沖裁模。 拉深件口部不整齊，需留切邊余量。 但坯料的周邊必須是光滑的曲線連接。 拉深件毛坯尺寸確定的原則： 課題三 旋轉體拉深件毛坯尺寸計算 一 計算方法 1.等重量法 ：已有拉深件樣品

7、時，使用等重量法來求毛坯直徑會非常方便。 2.等體積法 ：適用于變薄拉深件。 3.等面積法：不變薄拉深工序用來計算毛坯尺寸的依據。 毛坯尺寸的計算必須將加上了修邊余量后的制件尺寸作為計算的依據。 修邊余量：拉深件口部或凸緣周邊不整齊;特別是經過多次拉深后的制件，口部或凸緣不整齊的現象更為顯著;因此必須增加制件的高度或凸緣的直徑，拉深后修齊增加的部分即為修邊余量。 表4-5為無凸緣圓筒件的修邊余量；表4-6為帶凸緣圓筒件的修邊余量。 二 修邊余量 1將拉深件劃分為若干個簡單的幾何體；2分別求出各簡單幾何體的表面積；3把各簡單幾何體面積相加即為零件總面積；4根據表面積相等原則，求出坯料直徑。 三

8、簡單旋轉體拉深件毛坯尺寸計算 按圖得： 故整理后可得坯料直徑為: 【例4-1】 求無凸緣筒形件的毛坯直徑尺寸。 久里金法則求其表面積： 任何形狀的母線繞軸旋轉一周所得到的旋轉體面積，等于該母線的長度與其重心繞該軸線旋轉所得周長的乘積。如右圖所示，旋轉體表面積為 因拉深前后面積相等，故坯料直徑D： 四 復雜旋轉體拉深件毛坯尺寸計算 適用于直線與圓弧相連接的形狀 解析法 適用于曲線連接的形狀 作圖解析法 拉深系數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。1.拉深系數表示方法第一次拉深系數：第二次拉深系數：第n次拉深系數： 四 玻璃升降器外殼首次拉深工藝計算 一 拉深系數拉深系

9、數m表示拉深前后坯料（工序件）直徑的變化率。m愈小，說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等于各次拉深系數的乘積，即 如果m取得過小，會使拉深件起皺、斷裂或嚴重變薄超差。極限拉深系數m從工藝的角度來看，m越小越有利于減少工序數。 （1）材料的組織與力學性能（2）板料的相對厚度（3）拉深工作條件模具的幾何參數 摩擦潤滑壓料圈的壓料力（4）拉深方法、拉深次數、拉深速度、拉深件的形狀等m .影響極限拉深系數的因素 表4-8所示為無凸緣圓筒件采用壓邊圈時的拉深系數，表4-9為無凸緣圓筒件不采用壓邊圈時的拉深系數，表4-10為其他金屬材料的拉深系數（該表所列 mn為以后 各次拉深

10、系數的平均值）。 為了提高工藝穩定性和零件質量，適宜采用稍大于極限拉深系數m的值。.極限拉深系數的確定 m時，拉深件可一次拉成，否則需要多次拉深。其拉深次數的確定有以下幾種方法：（）查表（表4-11）法（）推算方法（3）計算方法當 二 拉深次數 確定拉深次數以后，由表查得各次拉深的極限拉深系數，適當放大，并加以調整，其原則是：(）保證12(）使12 最后按調整后的拉深系數計算各次工序件直徑：11221 三 圓筒件各次拉深件的半成品工序尺寸計算 1.工序件直徑的確定 根據拉深后工序件表面積與坯料表面積相等的原則，可得到各工序件高度計算公式，表4-13。計算前應先定出各工序件的底部圓角半徑（見4-

11、15及4-16）。 2.工序件高度的計算 例4-3求圖4-25所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序件尺寸。 材料為08鋼，板料厚度1。 解：因=1，按板厚中徑尺寸計算。 根據零件尺寸，其相對高度為查表4-5得修邊余量坯料直徑為代已知條件入上式得78 1.修邊余量2.毛坯直徑 四 圓筒件工序尺寸計算示例 坯料相對厚度為 3.確定是否使用壓邊圈：按表4-1應采用壓料圈。 4確定拉深次數 :先判斷能否一次拉出。零件總的拉深系數m總：m總=d/D=20/78=0.256查表4-8得m1=0.500.53，mn=0.77(四次拉深時)由于m總=0.256m1=0.500.53，因此不能一次拉出。（1）采用查

12、表法確定拉深次數：由t/D100=1.28，h/D=3.7查表4-11得拉深次數n=4由m總=0.256，t/D100=1.28查表4-12得拉深次數n=4（2）采用計算法確定拉深次數：由公式4-14得n=1+lg20-lg(0.5178)/lg0.77=3.66取拉深次數n=45確定各次拉深直徑查表4-8取各次拉深極限拉深系數(小值)為m1=0.50、m2=0.75、m3=0.78、m4=0.80,則各半成品直徑為：d1=0.578=39mm；d2=0.7539=29.3mm；d3=0.7829.3=22.8mm； d4=0.8022.8=18.3mm。d4=18.3mmFmax+F壓 2.

13、壓力機壓力與沖壓變形力曲線 1壓力機壓力曲線;2拉深力曲 線;3落料力曲線 十 壓力機噸位的選擇 對于不變薄拉深的拉深功按下式計算： W=F平均h10-3=CFmaxh10-3 拉深功率P（KW）按下式計算： P=（Wn）/(607501.36) 壓力機的電機功率率P電（KW）按下式計算： P電=（KWn）/(607501.3612) 十一 拉深功與功率計算 拉深力-行程圖 內容包括:凸、凹模圓角半徑，拉深模凸、凹模間隙和凸、凹模工作部分尺寸。本節以圓筒件為例進行介紹 。首次（包括只有一次）拉深凹模圓角半徑可按下式計算：或以后各次拉深凹模圓角半徑應逐漸減小，一般按下式確定：（2、3、）以上計算

14、所得凹模圓角半徑一般應符合rA2的要求。 1.凹模圓角半徑R凹課題五 玻璃升降器外殼落料拉深模工作部分結構參數確定一 凸、凹模圓角半徑的確定 首次拉深可取：中間各拉深工序凸模圓角半徑可按下式確定：（3、4、）最后一次拉深凸模圓角半徑rTn即等于零件圓角半徑。但零件圓角半徑如果小于拉深工藝性要求時，則凸模圓角半徑應按工藝性的要求確定（即rT），然后通過整形工序得到零件要求的圓角半徑。 2凸模圓角半徑R凸1.無壓料圈的拉深模其拉深間隙為：2.有壓料圈的拉深模（11.1）間隙值按表4-21選取。3.精度要求較高的拉深件:間隙取值Z=（0.90.95）t。4.最后一次拉深：尺寸標注在外徑的拉深件，以凹

15、模為準，間隙取在凸模上；尺寸標注在內徑的拉深件，以凸模為準，間隙取在凹模上。二 拉深模凸、凹模間隙（1）工件要求外形尺寸，以凹模尺寸為基準進行計算。 D凹= D凸= （2）工件要求內形尺寸時，以凸模尺寸為基準進行計算。 d凸= d凹= （3）中間工序凸、凹模尺寸：取凸、凹模尺寸等于毛坯的過渡尺寸，若以凹模為基準則 ：D凹= D凸= 三 凸、凹模工作部分尺寸計算及凸、 凹模制造公差1凸、凹模工作部分尺寸計算根據工件的材料厚度與工件直徑來選定，如表4-22所示。 3拉深凸模排氣孔尺寸：凸模排氣孔直徑的大小可查表4-23。 拉深凸模排氣孔 2凸、凹模制造公差 不使用壓邊圈的拉深模的凹模結構四 常用拉

16、深凹模結構不使用壓邊圈的多次拉深模的凹模結構使用壓邊圈的拉深模的工作部分結構帶限制型腔拉深凹模結構1按工藝特點可以分為：簡單拉深模、復合拉深模、級進拉深模。2按工藝順序可以分為：首次拉深模和以后各次拉深模。3按模具結構特點可以分為：帶導柱，不帶導柱、帶壓邊圈和不帶壓邊圈的拉深模。4按使用的壓力機可以分為：單動壓力機和雙動壓力機用拉深模。課題六 玻璃升降器首次拉深的 拉深模結構一 拉深模分類 1.首次拉深模(1)無壓邊裝置的首次簡單拉深模1-定位板;2-下模座;3-凸模;4-凹模 二 拉深模結構 1-拉深凸模;2-上模座;3-推桿;4-推件塊;5-拉深凹模;6-定位板;7-壓邊圈;8-下模座（2

17、）帶壓邊裝置的首次拉深模1-上模座;2-推桿;3-推件板;4-錐形凹模;5-限位柱;6-錐形壓邊圈;7-拉深凸模;8-凸模固定板;9-下模座壓邊裝置彈性壓邊裝置橡皮壓邊裝置彈簧壓邊裝置氣墊式壓邊裝置 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2壓邊裝置彈性壓邊裝置 (1)彈性壓邊裝置 帶限位裝置的壓邊圈 雙動壓力機用剛性壓邊裝置工作原理1-曲柄;2-凸輪;3-外滑塊;4-內滑塊;5-凸模;6-壓邊圈;7-凹模(2)剛性壓邊裝置 1-固定板;2-拉深凸模;3-剛性壓邊圈;4-拉深凹模;5-下模座;6-固定螺釘帶剛性壓邊裝置的拉深模 （1）無壓邊裝置的以后各次拉深 1-上模座;2-墊板

18、;3-凸模固定板;4-凸模;5-定位板;6-凹模;7-凹模固定板;8-下模座3以后各次拉深模 （2）帶壓邊裝置的以后各次拉深模1-推件板;2-拉深凹模;3-拉深凸模;4-壓邊圈;5-頂桿(1)正裝落料拉深復合模(2) 落料、正、反拉深模(3) 后次拉深、沖孔、切邊復合模切邊的工作原理(4)多工序復合模 4復合摸1-頂桿;2-壓邊圈;3-凸凹模;4-推桿;5-推件板;6-卸料板;7-落料凹模;8-拉深凸模正裝落料拉深復合模1-落料拉深凸凹模;2-反拉深凸模;3-拉深凸凹模;4-卸料板;5-導料板;6-壓邊圈;7-落料凹模落料、正、反拉深模 1-壓邊圈;2-凹模固定板;3-沖孔凹模;4-推件板;5-沖孔凸模固定板;6-墊板;7-沖孔凸模;8-拉深凸模;9-限位螺釘;10-螺母;11-墊柱;12-拉深、切邊凹模;13-切邊凸模;14-固定板再次拉深、沖孔、切邊復合模 筒形件切邊原理 1-小壓邊