拉深工艺与拉深模设计

1、拉深工艺与拉深模设计 4.1 典型案例典型案例 4.2 拉深工艺与模具的设计程序拉深工艺与模具的设计程序 4.3 拉深工艺性分析拉深工艺性分析 4.4 拉深形式及模具结构设计拉深形式及模具结构设计 4.5 拉深工艺参数计算拉深工艺参数计算 4.6 其它旋转体件的拉深其它旋转体件的拉深 4.7 其它拉深方法其它拉深方法 4.8 拉深压力计算拉深压力计算 4.9 拉深件成形模总体设计拉深件成形模总体设计 4.10拉深辅助工序拉深辅助工序 拉深拉深是指将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压成是指将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压成 各种形状的开口空心件，或以开口空心件为毛坯通过拉各种形状的开口空心件，或

2、以开口空心件为毛坯通过拉 深进一步使空心件改变形状和尺寸的一种冷冲压加工方深进一步使空心件改变形状和尺寸的一种冷冲压加工方 法。法。 一次拉深成型锅体 不变薄拉深 变薄拉深 拉深件三大类：拉深件三大类： 旋转体零件：如搪瓷杯、车灯壳、喇叭等；旋转体零件：如搪瓷杯、车灯壳、喇叭等； 盒形件：如饭盒、汽车油箱、电器外壳等；盒形件：如饭盒、汽车油箱、电器外壳等； 形状复杂件：如汽车上的覆盖件等。形状复杂件：如汽车上的覆盖件等。 4.1 4.1 典型案例典型案例 （1）机壳）机壳 材料为材料为08F，属于大批量生产。，属于大批量生产。 1 2 +0.2 0 +0.2 0 （2）电容器外壳）电容器外壳

3、材料一般为铝（如材料一般为铝（如1200），属于大批量生产。），属于大批量生产。 4 12 1.2? 20 0.6 R1.2 28 （3）微电机外壳）微电机外壳 要求具有通用性和互换性，其材料一般为普通碳要求具有通用性和互换性，其材料一般为普通碳 素钢（如素钢（如Q215），属于大批量生产。），属于大批量生产。 2.2 53 60 ? 12 54 R2 R0.4 R1 0.5 R1 48 ? 37 2-R5 30 2-? 4.5 2-? 6.5 2-R4 2-R7 ?44 57 K +0.05 0 0.2 +0.1 0 +0.2 0 +0.07 0 +0.05 0 +0.05 0 34 10

4、K向 B B （4）罩壳零件）罩壳零件 材料为铝，大批量生产。材料为铝，大批量生产。 ? 3.5 ? 9 ?15 2 7 0.3 1 ?1.5 4 19 23 R0.3 R0.6 R0.6 R0.3 R0.3 4.4.2 2 拉深模设计程序拉深模设计程序 审图 拉深工艺性分析 拉深工艺方案制定 毛坯尺寸计算 拉深次数确定 冲压力及压力中心计算 凸、凹模结构设计 总体结构设计 冲压设备选择 冲压模装配图绘制 非标零件图绘制 4.3 4.3 拉深工艺性分析拉深工艺性分析 4.3.1 对拉深件形状的要求对拉深件形状的要求 在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形尺寸，在设计拉深件时，应注明必须保证外

5、形或内形尺寸， 不能同时标注内外形尺寸；不能同时标注内外形尺寸； h h d d 尺寸标注 半敞开及非对称的空心件，应考虑设计成对称（组合）半敞开及非对称的空心件，应考虑设计成对称（组合） 的拉深件，然后将其剖切成两个或更多个零件。的拉深件，然后将其剖切成两个或更多个零件。 余量余量 组合零件 一般拉深件允许壁厚变化范围为一般拉深件允许壁厚变化范围为0.6t0.6t1.2t1.2t，若不，若不 允许存在壁厚不均现象，应注明。允许存在壁厚不均现象，应注明。 壁厚变化现象 需多次拉深成形的工件（需多次拉深成形的工件（h0.5d），其内外壁上或带），其内外壁上或带 凸缘拉深件的凸缘表面，应允许存在拉

6、深过程中产生凸缘拉深件的凸缘表面，应允许存在拉深过程中产生 的压痕。的压痕。 压痕 压痕 除在结构上有特殊的要求，一般应尽量避免异常复除在结构上有特殊的要求，一般应尽量避免异常复 杂及非对称形状的拉深件。杂及非对称形状的拉深件。 拉深件口部应允许稍有回弹，但必须保证装配一端拉深件口部应允许稍有回弹，但必须保证装配一端 在公差范围之内。在公差范围之内。 压痕现象 4.3.2 拉深件圆角半径的要求拉深件圆角半径的要求 （1）凸缘圆角半径）凸缘圆角半径rd rd2t，一般取，一般取rd=(58)t。 当当rd0.5mm时，应增加整形工序。时，应增加整形工序。 （2）底部圆角半径）底部圆角半径rpg

7、rpgt，一般取，一般取rpg(35)t。 当当rpgt时，应增加整形工序，每整形一次，时，应增加整形工序，每整形一次，rpg可减可减 小小1/2。 有凸缘拉深件 （3）矩形拉深件壁间圆角半径）矩形拉深件壁间圆角半径rpy 应取应取rpy3t。 为使拉深工序次数减少，应尽量取为使拉深工序次数减少，应尽量取rpyh/5，以便，以便 能一次拉深完成。能一次拉深完成。 h rpg rpy 矩形拉深件 4.3.3 4.3.3 拉深件的精度等级拉深件的精度等级 拉深件的精度等级主要指其横断面的尺寸精度，拉深件的精度等级主要指其横断面的尺寸精度， 一般在一般在IT13IT13级以下，高于级以下，高于IT1

8、3IT13级的应增加整形工序。级的应增加整形工序。 4.3.4 4.3.4 拉深件的材料拉深件的材料 具有较大的硬化指数；具有较大的硬化指数； 具有较低的径向比例应力具有较低的径向比例应力r/br/b峰值峰值 具有较小的屈强比具有较小的屈强比s/bs/b； 具有较大的厚向异性指数具有较大的厚向异性指数r r。 4.3.5 4.3.5 拉深件废品情况及原因拉深件废品情况及原因 （1 1）起皱起皱 起皱是指在拉深过程中毛坯边缘形成沿切向高低不起皱是指在拉深过程中毛坯边缘形成沿切向高低不 平的皱纹。平的皱纹。 为防止起皱，通常采用压边圈，通过压边力的作为防止起皱，通常采用压边圈，通过压边力的作 用，

9、使毛坯不易拱起用，使毛坯不易拱起( (起皱起皱) ) 。 D d1 a 凸模压边圈 毛坯 凹模 带压边圈的拉深模 总的压边力按下式确定总的压边力按下式确定 Q Q= =SqSq 式中 S在开始拉深瞬间，不考虑凹模圆角时的压边圈面积。 在生产中也可以按压边力为拉深力的在生产中也可以按压边力为拉深力的1/41/4选取，选取， 即：即： Q Q=0.25=0.25F F1 1 式中 F1第一道拉深的拉深力。 （2 2）破裂破裂 破裂是拉深工作中的主要问题。可以通过两种途破裂是拉深工作中的主要问题。可以通过两种途 径来解决，即一方面降低凸缘变形区变形抗力的值，另径来解决，即一方面降低凸缘变形区变形抗力

10、的值，另 一方面提高危险断面的抗拉强度。一方面提高危险断面的抗拉强度。 4.3.6 案例分析案例分析 案例工艺性分析 机壳 制件形状简单、对称，属无凸缘拉深件，对壁厚均匀性及表面压 痕无特殊要求，底部圆角半径rpg=6mmt，制件精度相当于IT15 级，冲孔精度为IT12级，材料为软钢。 电容器 外壳 制件形状简单、对称，属无凸缘拉深件，对壁厚均匀性及表面压痕 无特殊要求，底部圆角半径rpg=1.2mm=t，制件无精度要求，材 料为软铝。 微电机 外壳 制件筒体形状对称，是一阶梯形属带凸缘拉深件，但凸缘形状较复 杂，对壁厚均匀性及表面压痕无特殊要求；凸缘圆角半径 rd=1mm2t，底部圆角半径

11、rpg1=1.2mm=t，底部圆角半径 rpg2=0.4mmt；制件精度相当于IT8级，精度要求过高；材料为 软钢。 罩壳 制件筒体形状对称，是一阶梯形属带凸缘拉深件，但凸缘带有弯曲 成形，对壁厚均匀性及表面压痕无特殊要求；凸缘圆角半径 rd=0.6mm=2t，底部圆角半径rpg1=0.6mmt，底部圆角半径 rpg2=0.3mm=t；制件无精度要求，材料为软铝。 4.4 4.4 拉深形式及模具结构设计拉深形式及模具结构设计 4.4.1 凸、凹模圆角半径凸、凹模圆角半径 （1）凹模圆角半径的确定）凹模圆角半径的确定 首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径 式中

12、 rd1首次拉深凹模圆角半径（mm）； D坯料直径（mm）； d凹模内径（mm）； t材料厚度（mm）。 首次拉深凹模圆角半径首次拉深凹模圆角半径rd1的大小，也可查表选取。的大小，也可查表选取。 以后各次拉深凹模圆角半径以后各次拉深凹模圆角半径 rdi=(0.60.8)rdi-1 （i=2，3，n） 凹模圆角半径一般应符合凹模圆角半径一般应符合rd2t的要求。的要求。 tdDr d 8 . 0 1 （2）凸模圆角半径的确定）凸模圆角半径的确定 首次拉深，凸模圆角半径首次拉深，凸模圆角半径 rp1=（0.71.0）rd1 最后一次拉深，凸模圆角半径最后一次拉深，凸模圆角半径 rpn=r r零件

13、圆角半径。 如果如果rt时，则时，则rpnt，然后整形。，然后整形。 中间各次拉深，凸模圆角半径中间各次拉深，凸模圆角半径 rpi-1=0.5（di-1-di-2t） 式中 di-1，di各工序的外径（mm）。 4.4.2 拉深模间隙拉深模间隙 （1）无压边圈的拉深模）无压边圈的拉深模 其单边间隙为：其单边间隙为： Z/2=（11.1）tmax 式中 Z/2拉深模单边间隙（mm）； tmax毛坯厚度的最大极限尺寸（mm）。 （2）有压边圈时的拉深模，其间隙可按表）有压边圈时的拉深模，其间隙可按表4-3确定。确定。 对于精度要求高的零件，常采用负间隙拉深模。其对于精度要求高的零件，常采用负间隙拉

14、深模。其 单边间隙值为：单边间隙值为： Z/2=（0.90.95）tmax 4.4.3 凸、凹模工作部分尺寸及公差凸、凹模工作部分尺寸及公差 当零件尺寸标注在外形时当零件尺寸标注在外形时 当零件尺寸标注在内形时当零件尺寸标注在内形时 d DDd 0max 75. 0 0 max 75. 0 p ZDDp D D D D d d 0 - + 0 p d d p ZZ/2/2 a） b） 零件尺寸标注 d ddd 0min 4 . 0 0 min 4 . 0 p Zdd p 对于多次拉深，工序尺寸无需严格要求，凸、凹对于多次拉深，工序尺寸无需严格要求，凸、凹 模的尺寸如下：模的尺寸如下： 式中 D

15、i各工序的基本尺寸（mm）。 凸、凹模工件表面粗糙度要求：凸、凹模工件表面粗糙度要求： 凹模圆角处的表面粗糙度一般要求为凹模圆角处的表面粗糙度一般要求为Ra0.4m， 凹模与坯料接触表面和型腔表面粗糙度应达到凹模与坯料接触表面和型腔表面粗糙度应达到 Ra0.8m； 凸模工作表面粗糙度一般要求为凸模工作表面粗糙度一般要求为Ra1.60.8m。 d DDd 0 0 p DZDD ip 4.5 4.5 拉深工艺参数计算拉深工艺参数计算 4.5.1 4.5.1 拉深件展开尺寸计算拉深件展开尺寸计算 （1 1）旋转体拉深件展开尺寸计算）旋转体拉深件展开尺寸计算 拉深件毛坯尺寸的确定可以按照拉深前毛坯与拉

16、拉深件毛坯尺寸的确定可以按照拉深前毛坯与拉 深后的工件的表面积不变的原则计算。深后的工件的表面积不变的原则计算。 在计算毛坯之前，需在拉深件边缘在计算毛坯之前，需在拉深件边缘(无凸缘拉深件无凸缘拉深件 为高度方向，有凸缘拉深件为半径方向为高度方向，有凸缘拉深件为半径方向)上加一段余量上加一段余量 的数值。的数值。 （2 2）简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定）简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定 数学计算法数学计算法 式中 S毛坯面积(mm2)； f圆筒形拉深件各部分面积； D毛坯直径(mm2)。 在计算中，工件的直径按厚度中线计算，但板厚在计算中，工件的直径按厚度中线计算，但板厚t 0.8mm时，也可

17、按工件的外径或内径计算。时，也可按工件的外径或内径计算。 表表4-7为简单几何形状的面积计算公式，表为简单几何形状的面积计算公式，表4-8为常为常 用旋转体拉深件毛坯直径的计算公式用旋转体拉深件毛坯直径的计算公式 。 44S fD （3 3）复杂）复杂旋转体拉深坯件尺寸的确定旋转体拉深坯件尺寸的确定 旋转体的表面积等于旋转体外形曲线旋转体的表面积等于旋转体外形曲线(母线母线)的长度的长度 L乘以由该母线所形成的重心绕转轴一周所得的周长乘以由该母线所形成的重心绕转轴一周所得的周长 2Rx的基础上，即：的基础上，即： S=2RxL 式中 S旋转体表面积（mm）; L旋转体母线长，其值等于各组成部分

18、长度之和，即 L=l1+l2+l3+ln（mm）； Rx旋转体母线重心至旋转轴距离（mm）。 由此可以得出毛坯的直径为：由此可以得出毛坯的直径为： 式中 L、Rx旋转体各组成部分母线长度和其重心至旋转轴的距离。 x LRD8 1）作图法作图法（左图）所求得的旋转体重心至旋）作图法作图法（左图）所求得的旋转体重心至旋 转轴的距离为转轴的距离为Rx，得到，得到Rx后即可利用上述公式或（右后即可利用上述公式或（右 图）所示的办法直接求得。图）所示的办法直接求得。 LLL L L LR R 1345 2 S B C R O D 2 1 2 3 4 5 r1 r2 r3 r4 r5 12345 15 1

19、2 23 34 45 51 S A1 B1 A r r R R B r r yy y y O a） b） 圆心重心位置 a）圆弧与水平线相交 b）圆弧与垂直线相交 2）作图解析法）作图解析法 将零件按母线分成若干个简单的几何部分；将零件按母线分成若干个简单的几何部分； 求出各简单几何部分的重心至旋转轴的旋转半径求出各简单几何部分的重心至旋转轴的旋转半径r1、r2、 r3rn；并求出各部分母线长度并求出各部分母线长度l1、l2、l3ln；则其则其 乘积之和乘积之和lr= l1r1+l2r2+l3r3+lnrn； 根据毛坯及零件（包括余量部分）表面积相等原则，根据毛坯及零件（包括余量部分）表面积相

20、等原则， 则得毛坯直径为：则得毛坯直径为： lrD8 A r r R R B r r yy y y O a） b） 圆心重心位置 a）圆弧与水平线相交 b）圆弧与垂直线相交 对直线段，则重心即在线段中心对直线段，则重心即在线段中心 ； 圆弧线可分两种情况：圆弧与水圆弧线可分两种情况：圆弧与水 平平 线相交和圆弧与垂直线相交。线相交和圆弧与垂直线相交。 （4）盒形件（包括正方形）件展开尺寸的确定）盒形件（包括正方形）件展开尺寸的确定 盒形件毛坯形状和尺寸的确定系根据制件的相对盒形件毛坯形状和尺寸的确定系根据制件的相对 高度高度H/B和相对圆角半径和相对圆角半径ry/B决定的，这两个因素决定决定的

21、，这两个因素决定 了圆角部分材料向制件侧壁转移的程度和侧壁高度的了圆角部分材料向制件侧壁转移的程度和侧壁高度的 增加量。盒形件毛坯尺寸一般可用作图法求得。增加量。盒形件毛坯尺寸一般可用作图法求得。 案例分析（毛坯尺寸计算）案例分析（毛坯尺寸计算） 机壳机壳 由图由图4-1可得：可得： d1=84mm d2=99mm h1=76mm h=83.5mm r=7.5mm h/d=83.599=0.84 由表由表4-5可查得：修边余量可查得：修边余量=3.8 由表由表4-8可知：可知： mm rrdhddD 20852.207 5 . 78845 . 728. 6)8 . 376(99484 828.

22、 6)(4 22 2 112 2 1 案例分析（毛坯尺寸计算）案例分析（毛坯尺寸计算） 电容器外壳电容器外壳 由图由图4-2可得：可得： d1=17.6mm d2=21.2mm h1=26.8mm h=28.6mm r=1.8mm h/d=28.621.2=1.35 由表由表4-5可查得：修边余量可查得：修边余量=2.5 由表由表4-8可知：可知： mm rrdhddD 5595.548 . 186 .178 . 128. 6)5 . 28 .26(2 .2146 .17 828. 6)(4 22 2 112 2 1 案例分析（毛坯尺寸计算）案例分析（毛坯尺寸计算） 微电机外壳微电机外壳 由图

23、由图4-3可得：可得： d1=14.2mm d2=39.2mm d3=81mm h1=7mm h2=53mm dt/d=8139.2=2.07 由表由表4-3可查得：修边余量可查得：修边余量=2.5 由表由表4-8可知：可知： mm hdhddD 1279 .126 )532 .3972 .14(4)5 . 2281( 4)2( 2 2211 2 3 案例分析（毛坯尺寸计算）案例分析（毛坯尺寸计算） 罩壳罩壳 由图由图4-3可得：可得： d=2.9mm d1=3.8mm d2=4.7mm d3=7.8mm d4=9.3mm d5=11.23 d6=17.8mm h1=0.1mm h2=4.2m

24、m r=0.45mm r1=0.45mm r2=0.75mm r3=0.75mm dt/d=159.3=1.61 由表由表4-6可查得：修边余量可查得：修边余量=1.4 由表由表4-8可知：可知： mm ddrdrhdrdrddrdrhdrrddD 6 .2255.22 23.118 .1723.1175. 028. 62 . 43 . 948 . 775. 028. 67 . 48 . 77 . 445. 028. 61 . 08 . 349 . 245. 028. 69 . 2 828. 64828. 6828. 64828. 6 22222 2 5 2 6 2 35324 2 232 2

25、 2 2 3 2 12111 22 4.5.2 拉深尺寸计算拉深尺寸计算 （1）拉深系数）拉深系数 圆筒形件的拉深系数是指拉深后圆筒形制件的直圆筒形件的拉深系数是指拉深后圆筒形制件的直 径与拉深前毛坯（或半成品）直径之比值，即：径与拉深前毛坯（或半成品）直径之比值，即： 第一次拉深第一次拉深 以后各次以后各次 式中 m1、m2、m3、mn各次的拉深系数； d1、d2、d3、dn各次拉深制件（或工件）的直径（mm）； D毛坯直径（mm）。 当当dnd时，则表示经过第次拉深可成形制件。时，则表示经过第次拉深可成形制件。 总拉深系数：总拉深系数： Ddm/ 11 122 /ddm 233 /ddm

26、1 / nnn ddm D d mmmmm nd 321 m总 总，即 ，即m总 总=d/D 零件要求的拉深系数 m1：极限拉深系数：极限拉深系数 在拉深过程中，受到材料的力学性能、拉深条件和材料相对厚度、 （t/D）等条件限制，保证拉深件不起皱和不断裂的最小拉深系数。 m总 总值大于 值大于m1时，则所给零件只需一次拉深，否时，则所给零件只需一次拉深，否 则必须多次拉深。则必须多次拉深。 拉深系数用来表示拉深过程中的变形程度。拉深拉深系数用来表示拉深过程中的变形程度。拉深 系数愈小，变形程度愈大。系数愈小，变形程度愈大。 在制订拉深工艺时，如拉深系数取得过小时，就在制订拉深工艺时，如拉深系数

27、取得过小时，就 会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。 （2）影响拉深系数的因素）影响拉深系数的因素 1）材料的性能指标）材料的性能指标 2）材料的相对厚度）材料的相对厚度t/D 3）润滑）润滑 4）凸、凹模结构、尺寸及表面粗糙度）凸、凹模结构、尺寸及表面粗糙度 5）制件形状、拉深次数等）制件形状、拉深次数等 （3）以后各次拉深的特点）以后各次拉深的特点 1）筒形毛坯的壁厚及机械性能是不均匀的；）筒形毛坯的壁厚及机械性能是不均匀的； 2）凸缘变形区保持不变，拉深终了以前，逐渐缩小；）凸缘变形区保持不变，拉深终了以前，逐渐缩小； 3）拉深力在整个拉深过程中一直都

28、在增加，直到拉深）拉深力在整个拉深过程中一直都在增加，直到拉深 的最后阶段才由最大值下降至零；的最后阶段才由最大值下降至零； 4）破裂常发生在拉深的终结阶段；）破裂常发生在拉深的终结阶段； 5）外缘有筒壁刚性支持，稳定性较好，在拉深最后阶）外缘有筒壁刚性支持，稳定性较好，在拉深最后阶 段，才易起皱；段，才易起皱； 6）极限拉深系数要比首次拉深大得多）极限拉深系数要比首次拉深大得多 。 （4）拉深工序尺寸）拉深工序尺寸 1）无凸缘圆筒形件各次拉深工序件尺寸的确定）无凸缘圆筒形件各次拉深工序件尺寸的确定 工序件直径的确定工序件直径的确定 确定拉深次数（查表）；确定拉深次数（查表）； 确定各次拉深的

29、极限拉深系数（查表）；确定各次拉深的极限拉深系数（查表）； 调整拉深次数，并保证调整拉深次数，并保证m1 m2 m3 mnd/D； 确定各次工序件直径：确定各次工序件直径： 工序件圆角半径的确定工序件圆角半径的确定 工序件高度的确定工序件高度的确定 可根据无凸缘圆筒形件坯料尺寸计算求出高度尺寸。可根据无凸缘圆筒形件坯料尺寸计算求出高度尺寸。 Dmd 11 122 dmd 1 nnn dmd 案例分析（无凸缘工序尺寸计算）案例分析（无凸缘工序尺寸计算） 机壳机壳 坯料的相对厚度：坯料的相对厚度： 零件要求的拉深系数：零件要求的拉深系数： 不用压边圈不用压边圈 由表由表4-11可查得：可查得： m

30、1=0.650.75，取，取m1=0.67 m2=0.80.85，取，取m2=0.82 m3=0.840.90，取，取m3=0.86 m总 总= m1 m2 m3=0.67 0.820.86=0.472 d1= m1D=0.67208=139.36140mm d2= m2d1=0.82140=114.8115mm d3= m3d2=086115=98.999mm 244. 1100 208 3 100 D t 476. 020899/Dd 采用压边圈采用压边圈 由表由表4-10可查得：可查得： m1=0.50.53 m2=0.750.76 m总 总= m1 m2=0.53 0.76=0.403

31、 若仅首次拉深采用压边圈，则若仅首次拉深采用压边圈，则 m总 总= m1 m2=0.53 0.82=0.435 d1= m1D=0.53208=110.24112mm d2= m2d1=0.82112=91.84 注： 1在实际拉深过程中，为了制件测量的方便，其相应的工序测量尺寸一 般取整数 2拉深高度尺寸为既成数值 ? 99 ? 112 R11.5 R7.5 73.68 87.81 85 此工件的拉深宜采用首次拉深时用压边圈，而以此工件的拉深宜采用首次拉深时用压边圈，而以 后工序不用压边圈的方案。后工序不用压边圈的方案。 取取rpg1=10mm rpg2=6mm mm rd d r d d

32、D h 68.735 .1132. 0112 112 5 .11 43. 0112 112 208 25. 0 32. 043. 025. 0 2 11 1 1 1 1 2 1 mm rd d r d d D h 81.875 . 732. 099 99 5 . 7 43. 099 99 208 25. 0 32. 043. 025. 0 2 22 2 2 2 2 2 2 电容器外壳电容器外壳 坯料的相对厚度：坯料的相对厚度： 零件要求的拉深系数：零件要求的拉深系数： 不用压边圈不用压边圈 由表由表4-11可查得：可查得： m1=0.550.60，取，取m1=0.58 m2=0.75，m3=0

33、.80 m总 总= m1 m2 m3=0.58 0.750.80=0.348 d1= m1D=0.5855=31.932.2mm d2= m2d1=0.7532.2=24.1525.2mm d3= m3d2=0.8025.2=20.16mm 218. 2100 55 2 . 1 100 D t 385. 0552 .21/Dd 采用压边圈采用压边圈 由表由表4-10可查得：可查得： m1=0.480.50，取，取m1=0.48 m2=0.720.75，取，取m2=0.72 m总 总= m1 m2 =0.48 0.72=0.346 d1= m1D=0.4855=26.427mm d2= m2d1

34、=0.7227=19.44mm 注： 1此处以单工序拉深进行分析 2在工序尺寸调整时，首次拉深应尽可能用到其极限 ? 21.2 ? 25.2 ? 32.2 18.46 25.8 31.53 28 若采用压边圈，虽可减少拉深工序，但因压边圈若采用压边圈，虽可减少拉深工序，但因压边圈 壁较薄，制造较困难。因此宜不用压边圈拉深。壁较薄，制造较困难。因此宜不用压边圈拉深。 取取rpg1=6mm rpg2=4mm rpg3=2mm 最后整形至最后整形至rpg=1.2mm mm rd d r d d D h 46.186 . 632. 02 .32 2 .32 6 . 6 43. 02 .32 2 .32

35、 55 25. 0 32. 043. 025. 0 2 11 1 1 1 1 2 1 mm rd d r d d D h 80.256 . 432. 02 .25 2 .25 6 . 4 43. 02 .25 2 .25 55 25. 0 32. 043. 025. 0 2 22 2 2 2 2 2 2 mm rd d r d d D h 53.316 . 232. 06 .21 6 .21 6 . 2 43. 02 .21 2 .21 55 25. 0 32. 043. 025. 0 2 33 3 3 3 3 2 3 2）有凸缘圆筒形件各次拉深工序件尺寸的确定）有凸缘圆筒形件各次拉深工序件尺

36、寸的确定 首次拉深要确保凸缘处缘的尺寸达到所需尺寸，首次拉深要确保凸缘处缘的尺寸达到所需尺寸， 并确保拉入凹模的材料多于以后拉深所需的材料。并确保拉入凹模的材料多于以后拉深所需的材料。 案例分析（有凸缘工序尺寸计算）见表案例分析（有凸缘工序尺寸计算）见表4-20 d h d r r t D ? 1 1 d p 带凸缘筒形件 （3）盒形件多次拉深工艺计算）盒形件多次拉深工艺计算 盒形件一次能成形的极限盒形件一次能成形的极限 盒形件相对高度盒形件相对高度H/rg小于表小于表4-21中所列数值，则可中所列数值，则可 一次拉深成形，否则必须多次拉深。一次拉深成形，否则必须多次拉深。 多次拉深盒形件工序

37、尺寸多次拉深盒形件工序尺寸 方盒形件第方盒形件第n-1道工序过渡毛坯的尺寸道工序过渡毛坯的尺寸 t D D D BB r H H r 3045 H 1 n-1 p y n-1 1 方盒形件多次拉深时过渡毛坯的形状与尺寸 Dn-1=1.41B-0.82ry+2x 第第n-1道工序为椭圆形毛坯，其半径为：道工序为椭圆形毛坯，其半径为： Ran-1=0.705A-0.41ry+x Rbn-1=0.705B-0.41ry+x 如该椭圆形毛坯不能用平板毛坯一次拉成如该椭圆形毛坯不能用平板毛坯一次拉成 ，计算计算 n-2道工序过渡毛坯尺寸道工序过渡毛坯尺寸 Ran-1/( Ran-1+a)= Rbn-1/

38、( Rbn-1+b)=0.750.85 b A/2 R R R R a B D M N bn-1 an-1 bn-2 an-2 B/2 A t 矩形件多次拉深时过渡毛坯的形状与尺寸 4.6 4.6 其它旋转体的拉深其它旋转体的拉深 4.6.1 4.6.1 阶梯圆筒件的拉深阶梯圆筒件的拉深 1 1拉深次数拉深次数 一次拉深的条件：一次拉深的条件： 制件的总高度与最小直径之比不超过带凸缘圆筒形制件的总高度与最小直径之比不超过带凸缘圆筒形 件首次拉深的允许相对高度。否则需采用多次拉深。件首次拉深的允许相对高度。否则需采用多次拉深。 12n nn hhhh dd 2多次拉深的工序安排多次拉深的工序安排

39、 （1）在拉深件任意两相邻的直径比）在拉深件任意两相邻的直径比dn/dn-1都大于或等都大于或等 于相应圆筒形件的极限拉深系数于相应圆筒形件的极限拉深系数 1 / nnn ddm 极限 D 由大直径至小直径依次拉深 （2）在阶梯件某相邻阶梯的直径比）在阶梯件某相邻阶梯的直径比dn/dn-1小于相应圆小于相应圆 筒形件的极限拉深系数筒形件的极限拉深系数 d d d 1 2 3 4 n 1 2 1 / nnn ddm 极限 先小直径d2再大直径d1的次序 （3）具有大直径差的浅阶梯形拉深件，不能一次拉深）具有大直径差的浅阶梯形拉深件，不能一次拉深 成形成形 4.6.2 非直壁类旋转体件的拉深非直壁

40、类旋转体件的拉深 非直壁类旋转体件，包括球形件、抛物线形件、锥形非直壁类旋转体件，包括球形件、抛物线形件、锥形 件等。这类制品具有三个变形区：件等。这类制品具有三个变形区： 压边圈下面的圆环部分拉深变形区；压边圈下面的圆环部分拉深变形区； 凹模口内至变形过渡环处的拉深变形区；凹模口内至变形过渡环处的拉深变形区； 制件顶部至过渡环处的胀形变形区。制件顶部至过渡环处的胀形变形区。 1球形件的拉深球形件的拉深 （1）当）当t/D1003时时 可用不带压料装置的简单拉深模一次拉深可用不带压料装置的简单拉深模一次拉深 （2）当）当t/D100=0.53时时 需采用带压料装置的拉深模进行拉深需采用带压料装

41、置的拉深模进行拉深 （3）当）当t/D1000.5时时 应采用有压料肋的拉深模或反拉深法进行拉深应采用有压料肋的拉深模或反拉深法进行拉深 R R d d h R d d R 球形件分类 a）半球形件 b）、c）、d）非半球形件 浅球形零件浅球形零件 当坯料直径当坯料直径 时，可以不压料，用球形底的凹时，可以不压料，用球形底的凹 模一次成形。模一次成形。 当坯料直径当坯料直径 时，应加大坯料直径，用强力时，应加大坯料直径，用强力 压料装置或带压料肋的模具进行拉深，多余的材料，压料装置或带压料肋的模具进行拉深，多余的材料， 可在成形后切边。可在成形后切边。 R R d d h R d d R Rt

42、9 Rt9 2抛物线零件的拉深方法抛物线零件的拉深方法 （1）深度较小（）深度较小（h/d0.50.6）的抛物线形件）的抛物线形件 其变形其变形 特点及拉深方法与半球形零件相似。特点及拉深方法与半球形零件相似。 （2）深度较大（）深度较大（h/d0.6）的抛物线形件，应采用正）的抛物线形件，应采用正 拉深或反拉深多工序逐步成形。拉深或反拉深多工序逐步成形。 为了防止起皱，对半球形拉深件、抛物线形件，为了防止起皱，对半球形拉深件、抛物线形件， 在生产中广泛采用液压或橡皮成形。在生产中广泛采用液压或橡皮成形。 3锥形零件的拉深锥形零件的拉深 （1）浅锥形零件（）浅锥形零件（t/d20.250.30

43、） 一般只要一次拉深成形。一般只要一次拉深成形。 （2）中锥形零件（）中锥形零件（t/d20.30.7） ）t/D1002.5 可一次拉深成形，不需要压边，只需要在行程末可一次拉深成形，不需要压边，只需要在行程末 进行校正整形。进行校正整形。 ）t/D100=1.52 可一次拉深成形，为预防起皱，需采用压边装可一次拉深成形，为预防起皱，需采用压边装 置、拉深肋、增加工艺凸缘等措施。置、拉深肋、增加工艺凸缘等措施。 ）t/D1001.5 易于起皱，一般应采用压边装置并经过两次或三易于起皱，一般应采用压边装置并经过两次或三 次拉深成形。第一次拉深成形带有大圆角筒形件或球次拉深成形。第一次拉深成形带

44、有大圆角筒形件或球 形件，然后再采用正拉深或反拉深成形。形件，然后再采用正拉深或反拉深成形。 （3）深锥形件（）深锥形件（t/d20.70.8） 变形程度大，既易产变形程度大，既易产 生变薄破裂，又易产生起皱现象，因此须经过多次生变薄破裂，又易产生起皱现象，因此须经过多次 拉深成形。拉深成形。 4.7 4.7 其它拉深方法其它拉深方法 4.7.1 4.7.1 弹性介质拉深弹性介质拉深 适用于小批及单件试制生产，零件没有擦伤、压痕适用于小批及单件试制生产，零件没有擦伤、压痕 等疵病，可用于拉深球形件、抛物线形件等复杂零件等疵病，可用于拉深球形件、抛物线形件等复杂零件。 1-容框；2-聚氨酯橡胶；

45、3-毛坯；4-凸模 ；5-压边圈 聚氨酯橡胶拉深模 a)不带压边圈的拉深 b)带压边圈的拉深 4.7.2 4.7.2 液压拉深液压拉深 用液体代替凸、凹模进行拉深，主要用于拉深锥形用液体代替凸、凹模进行拉深，主要用于拉深锥形 件、半球形件和抛物线件等。件、半球形件和抛物线件等。 液体凸模拉深 液体凹模拉深 橡皮液囊凹模拉深橡皮液囊凹模拉深 1-橡皮囊；2-液体；3-板材；4-压边圈；5-凸模 橡皮囊凹模的拉深过程 a)原始位置；b)拉深工艺在进行中；c)拉深结束，压边圈上升推出工件 4.7.3 凸缘加热拉深凸缘加热拉深 凸缘加热拉深就是先将毛坯的凸缘部分置于凹模凸缘加热拉深就是先将毛坯的凸缘部

46、分置于凹模 及压边圈的加热面之间以提高材料的塑性，降低凸缘及压边圈的加热面之间以提高材料的塑性，降低凸缘 变形抗力，达到增加拉深深度的目的。变形抗力，达到增加拉深深度的目的。 4.7.4 毛坯壁部局部冷却拉深毛坯壁部局部冷却拉深 可以通过对空心凸模局部剧冷的方法提高可以通过对空心凸模局部剧冷的方法提高“危险危险 断断 面面”处的强度以提高变形程度（降低极限拉深系数）。处的强度以提高变形程度（降低极限拉深系数）。 4.7.5 带料连续拉深带料连续拉深 带料连续拉深是在带料上（不裁成单个毛坯）直带料连续拉深是在带料上（不裁成单个毛坯）直 接进行拉深。零件拉深成形后才从带料上冲裁下来。接进行拉深。零

47、件拉深成形后才从带料上冲裁下来。 带料连续拉深生产率很高，但模具结构复杂，不带料连续拉深生产率很高，但模具结构复杂，不 能进行中间退火能进行中间退火 。 节省材料，但由于变形困难而增加工序，故一般用节省材料，但由于变形困难而增加工序，故一般用 于拉深不太困难，即有较大相对厚度于拉深不太困难，即有较大相对厚度t/D1001，其，其 凸缘直径相对较小（凸缘直径相对较小（d/d=1.11.5）和相对高度）和相对高度h/d较较 低的工件。低的工件。 hhhhhh d d d dd d d h h h h h h B 1 2 3 4k f 1 2 3 4 无切口带料连续拉深 前后两拉深件的相互影响和约束

48、减小，每道工序前后两拉深件的相互影响和约束减小，每道工序 的拉深系数可小些，且模具较简单；但毛坯材料消耗的拉深系数可小些，且模具较简单；但毛坯材料消耗 较多。较多。 一般用于拉深较困难的制件，即零件的相对厚度一般用于拉深较困难的制件，即零件的相对厚度 较小（较小（t/D1001）、其凸缘相对直径较大（）、其凸缘相对直径较大（d/d 1.3）和相对高度较大（）和相对高度较大（h/d0.30.6）的拉深件。）的拉深件。 ssss B dd d d d h h h 12 3 k 1 2 3h 有切口带料连续拉深 4.7.6 变薄拉深变薄拉深 在拉深过程中主要靠改变（减小）毛坯的壁厚来增在拉深过程中主

49、要靠改变（减小）毛坯的壁厚来增 加高度，而毛坯的直径变化很小。加高度，而毛坯的直径变化很小。 主要用于制造壁部和底部厚度为一样的空心形零件主要用于制造壁部和底部厚度为一样的空心形零件 （如炮弹壳、牙膏壳等）。（如炮弹壳、牙膏壳等）。 4.84.8 拉深压力计算拉深压力计算 4.8.1 4.8.1 拉深力的计算拉深力的计算 通常采用以下经验公式计算拉深力通常采用以下经验公式计算拉深力 （1）采用压边圈时）采用压边圈时 首次拉深首次拉深 F=dtbK1 以后各次拉深以后各次拉深 F=ditbK2 （i=2,3,n） （2）不采用压边圈拉深时）不采用压边圈拉深时 首次拉深首次拉深 F=1.25(D-

50、d1)tb 以后各次拉深以后各次拉深 F=1.3(di-1-di)tb （i=2,3,.n） 式中 F拉深力； t板料厚度； D坯料直径； d1dn各次拉深后的工序直径； b拉深件材料的强度极限； K1、K2修正系数，可由表4-19查得。 4.8.2 压边力与压边装置压边力与压边装置 拉深任何形状的工件拉深任何形状的工件 圆筒件第一次拉深（用平板毛坯）圆筒件第一次拉深（用平板毛坯） 圆筒件以后各次拉深（用筒形毛坯）圆筒件以后各次拉深（用筒形毛坯） 式中 AP在压边圈下的毛坯投影面积（mm2）； P单位压边力（MPa）。其值见表4-21，表4-22； D平板毛坯直径（mm）； d1dn第1n次的

51、拉深直径（mm）； rd拉深凹模圆角半径（mm)。 pQ AF prdDF dQ 2 1 2 2 4 pddF nnQ 22 1 4 （2）压边装置）压边装置 1）首次拉深模一般采用平面压边装置）首次拉深模一般采用平面压边装置 对于宽凸缘件可采用图所示的压边圈。对于宽凸缘件可采用图所示的压边圈。 平面压边装置 a） b） 宽凸缘件拉深用压边圈 a）带凸肋的压边圈 b）带斜度的压边圈 为避免压边过紧，可采用如图所示带限位的压边为避免压边过紧，可采用如图所示带限位的压边 圈。圈。 小凸缘或球形件拉深，则采用如图所示有拉深肋小凸缘或球形件拉深，则采用如图所示有拉深肋 或拉深槛的压边圈。或拉深槛的压边

52、圈。 有限位装置的拉深用压边圈 小凸缘件或球形件拉深的压边装置 a）拉深肋 b）拉深槛 2 2）再次拉深，采用筒形压边圈，要用限位装置。）再次拉深，采用筒形压边圈，要用限位装置。 有限位装置的拉深用压边圈 以后各次拉深 3）单动压力机进行拉深时，其压边力靠弹性元件产）单动压力机进行拉深时，其压边力靠弹性元件产 生，常用的有气垫、弹簧装置、橡胶板等。生，常用的有气垫、弹簧装置、橡胶板等。 双动压力机进行拉深时，将压边圈装在外滑块上，双动压力机进行拉深时，将压边圈装在外滑块上， 压边力保持不变。压边力保持不变。 4.8.3 压力机公称压力的确定压力机公称压力的确定 单动压力机的公称压力应大于工艺总

53、压力。单动压力机的公称压力应大于工艺总压力。 工艺总压力为：工艺总压力为： Fz=F+FQ 式中 F拉深力； FQ压边力。 在实际生产中可按下式确定压力机的公称压力：在实际生产中可按下式确定压力机的公称压力： 浅拉深浅拉深 Fg(1.251.4)Fz 深拉深深拉深 Fg(1.82)Fz 式中 Fg压力机公称压力； Fz工艺总压力。 4.94.9 拉深件成形模总体设计拉深件成形模总体设计 4.9.14.9.1 机壳机壳 （1 1）拉深件成形工艺过程）拉深件成形工艺过程 单工序成形单工序成形 工艺过程为：落料工艺过程为：落料拉深拉深冲孔冲孔切边切边 连续工序成形连续工序成形 工艺过程为：切口工艺过

54、程为：切口拉深拉深冲孔冲孔落料落料 （2 2）参数计算）参数计算 ； 工序形式单工序成形连续工序成形 冲压力（kN） 方案选择 单工序 连续工 序 落料 (切口) L212=2120.015 605480 由计算数 据可知，采 用单工序成 形，模具结 构简单，无 需大型冲压 设备，但模 具数量多。 采用连续工 序成形，则 模具结构复 杂，需大型 冲压设备。 因此，宜采宜采 用单工序成用单工序成 形形。 拉深 不带 压边 d1=140mm；d2=115mm；d3=99mm 264； 101；65 430 带压 边 d1=112mm；d2=99mm 348； 308 656 冲孔65.3 切边 2

55、75 1906.3 045. 0 0208 207 d d 0 03. 0208 45.206 p d 0 03. 0208 209 p d 045. 0 0208 55.209 d d 0 03. 0160 161 p d 04. 0 0160 55.161 d d 0 02. 020 1 .20 p d 025. 0 020 55.20 d d 0 02. 016 1 .16 p d 02. 0 016 55.16 d d 035. 0 0102 102 d d 0 025. 0102 102 p d （3）模具结构设计）模具结构设计 1）坯料落料模）坯料落料模 123456789 101

56、1 12 13 14 15 16 17 18 19 1下模座 2、7、16螺钉 3导柱 4、15、17圆柱销 5导套 6凸模固定板 8导料板 9固定卸料板 10挡料销 11模柄 12止转销 13凸模 14垫板 18凹模 19上模座 2）首次拉深模）首次拉深模 16 17 18 19 20 21 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1螺栓 2、21螺母 3、5托板 4橡胶 6下模座 7、18螺钉 8、19销钉 9凸模固定板 10卸料螺钉 11凸模 12压边圈 13凹模 14打板 15中垫板 16垫板 17上模座 20模柄 22打杆 第二次拉深模第二次拉深

57、模 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 23 1打杆 2、22螺母 3模柄 4上模座 5垫板 6中垫板 7凹模 8打板 9限位柱 10、16销钉 11、15螺钉 12压边圈 13凸模 14凸模固定板 17下模座 18卸料螺钉 19、21托板 20橡胶 23螺栓 3）水平切边模）水平切边模 2 1 4 5 6 7 8 9 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 3 10 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1底座 2、5、12、13、15、19、22、23螺钉 3下模座

58、4弹簧 6顶板 7芯子 8导柱 9限位柱 10导套 11凸模 14模柄 16上模座 17、25销钉 18凸模固定板 20凹模 21凹模架 24导向板 26托板 27顶杆 28后导板 29左导板 30前导板 31右导板 4.9.2 电容器壳电容器壳 （1）拉深件成形工艺过程）拉深件成形工艺过程 1）单工序形式：）单工序形式： 落料落料拉深（无凸缘拉深（无凸缘3次）次）切边切边 模具结构简单，模具设计制造周期短；但由于制模具结构简单，模具设计制造周期短；但由于制 件尺寸较小，所以各工序操作时较困难，且所占用的件尺寸较小，所以各工序操作时较困难，且所占用的 设备台套数较多，生产管理复杂。设备台套数较多，生产管理复杂。 2）连续工序形式：）连续工序形式： 切口切口拉深（有凸缘拉深（有凸缘4次）次）落料落料 模具结构复杂，模具设计制造周期长；但操作方模具结构复杂，模具设计制造周期长；但操作方 便，设备台套数较少，生产管理简单。便，设备台套数较少