拉深模的设计

1.3拉深模具设计拉深变形的特点拉深件的工艺性分析圆筒件拉深时各项工艺参数的确定和计算拉深时的防皱措施拉深模的结构型式非直筒件的拉深拉深（拉延），是利用冲模——使平板毛坯——塑性变形－制作开口空心零件的冲压工序。1凸模2压边圈3凹模4坯料5拉深件整流罩深拉深筒形零件复杂筒形与盒形拉深件筒形深拉深零件复杂盒形零件复杂盒形零件复杂曲面零件1.3.1拉深变形的特点拉深时材料的转移通过焊接，得到一个筒部

直径为d，高度H=(D-d)/2，周边有焊缝的筒形件拉深网格变化间距为a的同心圆拉深后变成与筒部底部平行的不等距的水平圆周线。a1>a2>a3>a4>a5;辐射线与底部垂直，b1=b2=b3=•••••=b测量后，筒部壁高>(D-d)/2。dA1

dA2Note

that

it

is

difficult

to

absolutely

classify

routes

as

either

agitation

or

non-agitation

eg.

cooling

slope

(which

is

classified

here

asa

non-agitationroute)

applies

the

force

of

gravity.1.3.2拉深件的工艺性（1）拉深件的形状应尽量简单、对称消声器后盖形状的改进a)改进前

b)改进后八道工序减为二道工序节省材料50％在半球形的根部增加20mm的直壁可防止起皱（2）拉深件各部分尺寸比例要恰当要尽量避免设计宽凸缘和深度大的拉深件（d凸>3d，h>2d）减减少少拉拉深深次次数数a)上部尺寸与下部尺寸相差较大不符合拉深工艺要求，采用b)分别制造的两部分，再连接工件的凸缘的外轮廓最好与拉深部分的轮廓形状相似。（3）拉深件件的圆角半径要合适拉深件的圆角半径应尽量大些，有利于成形和减少拉深次数。应满足r1

t，r2

2t，

r3

3t，否则，需增加整形工序拉深件的圆角半径（4）考虑拉深件厚度的不均匀现象拉深件壁厚变化情况多次拉深件的内外壁或带凸缘拉深件的凸缘表面，应允许有拉深印痕（5）拉深件上的孔位要布置合理拉深件上的孔位应设置在与主要结构面（凸缘面）同一平面，或使孔壁垂直该平面，便于冲孔与修边同时在一道工序完成拉深件上孔位的比较拉深件上侧壁的孔只有当孔与底边或凸缘的距离h>2d+t时，侧孔才能冲出，否则只能钻出。拉深件凸缘的孔的距离应：D1>(d1+3t+2r2)拉深件底部孔径应有：d<(d1-t-2r1)拉深件上孔的合理布置（6）拉深件上的尺寸精度不宜要求太高1.3.3圆筒形件的拉深时各项工艺参数的确定和计算（1）修边余量的确定筒形件口部边缘有拉深凸耳现象。拉深凸耳现象（2）毛坯尺寸的计算筒形件毛坯尺寸的确定形状简单的旋转体拉深件的毛坯直径毛坯的展开尺寸可根据毛坯面积与拉深件面积（加上修边余量）相等的原则。毛坯直径按下式确定：（3）拉深系数和拉深次数的计算拉深后零件直径d与毛坯直径D的比值称为拉深系数拉深工序示意图拉深系数反映了毛坯边缘在拉深时切向压缩变形的大小一般希望m值愈小愈好，但有个极限，这个限度称为极限拉深系数mc。影响极限拉深系数mc的主要因素2、材料相对厚度（t/D)3、凸、凹模园角4、拉深方式（有、无压边）5、拉深道次6、润滑与模具条件7、拉深速度根据材料、板材厚度和相对厚度可以在设计手册查得极限拉深系数mc。无凸缘筒形件的极限拉深系数无压边圈拉深时毛坯相对厚度

t/D×100各次拉深系数m1m2m3m40.40.900.92——0.60.850.90——0.80.800.88——1.00.750.850.90—1.50.650.800.840.872.00.600.750.800.842.50.550.750.800.84适用于08、10S、15S。3.00.530.750.800.84对于第二次以后的拉深系数可用公式表示m—第n道拉深系数，dn—第n道拉深所得零件的直径，dn-1—第n道拉深时所用圆筒件毛坯直径拉深系数毛坯相对厚度t/D×1002.0～1.5<

1.5～1.0<

1.0～0.6<

0.6～0.3<

0.3～0.15<

0.15～0.08m1m20.48~0.500.73~0.750.50~0.530.75~0.760.53~0.550.76~0.780.55~0.580.78~0.790.58~0.600.79~0.800.60~0.630.80~0.82m30.76~0.780.78~0.790.79~0.800.80~0.810.81~0.820.82~0.84m40.78~0.800.80~0.810.81~0.820.82~0.830.83~0.850.85~0.86无压边圈拉深时适用于08、10S、15S。拉深次数的计算拉深次数由采用的拉深系数可按下式计算：n—拉深次数，dn—零件的直径(mm)，D—毛坯直径（mm）

m1

—第一次拉深系数，mn

—第二次以后个次的平均拉深系数公式计算结果通常不是整数，注意不得四舍五入，应取较大整数值。拉深次数还可通过查表法、推算法和查图法确定。（4）拉深力的计算拉深力取决于拉深系数、材料的机械性能、零件的尺寸、凹模的圆角半径、润滑等。通常采用下列经验公式计算：第一次拉深力第二次拉深力式中d1、d2分别是拉深后零件的直径，K1、K2是系数，可由下表查得毛坯的相对厚度t/D0100拉深系数m0.450.480.50.520.550.60.650.70.750.850.950.850.750.650.60.50.430.350.280.221.11.00.900.800.750.60.50.420.350.251.21.11.00.900.80.680.560.470.370.30.81.11.00.90.750.60.50.400.330.51.11.00.820.670.550.450.360.21.10.90.750.60.50.40.11.10.90.750.60.5系数K1的值毛坯的相对厚度t/D0100拉深系数m0.700.720.750.780.800.820.850.880.900.9250.850.700.600.500.420.320.280.200.150.1221.100.900.750.600.520.420.320.250.200.141.21.100.900.750.620.520.420.300.250.160.81.000.820.700.570.460.350.270.180.51.100.900.760.630.500.400.300.200.21.000.850.700.560.440.330.230.11.101.000.820.680.550.400.30系数K2的值（5）压边条件和压边力的计算为防止拉深过程中工件和凸缘起皱，应使毛坯被拉入凹模圆角以前保持稳定状态，其稳定程度取决于毛坯的相对厚度(t/D×100)和拉深系数m，决定是否拉深方法采用压边圈。

拉深t/D×100m用压边圈<1.5<0.6可用可不用1.5～2.00.6不用压边圈>2.0>0.6压边力的计算压边力的压力必须适当，如果过大，就要增加拉深力，因而会使工件拉裂；过低，零件得边壁或凸缘起皱。压边力Q的计算公式：对于任何形状零件筒形件拉深时D－毛坯直径（mm)，d－零件直径（mm)，r－凹模圆角（mm),q－单位压力（Mp)q的经验公式z——拉深系数材的料倒数单位压边力q(Mp)铝q值黄亦铜可查表获得20钢、08钢软化状态的耐热钢高合金钢、高锰钢、不锈钢0.8～1.21.5～22.5～32.8～3.53～4.5（6）拉深模工作部分形状和尺寸的确定间隙的作用：校直经过凹模圆角区而被弯曲后进入壁部的毛坯。间隙过大时，对毛坯的校直作用小，制件侧壁不直；间隙过小时，毛坯在通过间隙时产生的校直与变薄变形的力大，毛坯与模具表面的接触压力增加，加剧模具磨损。1）凸、凹间隙的确定1、拉深模的单边间隙：2、在确定间隙时，要考虑毛坯在拉深过程中外缘的变厚现象。3、不用压边圈拉深时：

（末次拉深取小值，中间拉深取大值）用压边圈拉深时凸、凹间隙拉深工序数材料厚度（mm)0.5～22～44～61第一次0.20.10.12第一次第二次0.30.10.250.10.20.1——板料厚度的最大极限值(mm)间隙t

—系—系—数板C料厚度的基本尺寸（mm)c——系数2）凹、凸模圆角半径的确定凹模圆角半径

的确定拉深件坯料的相对厚度厚度t/D×1002～11～0.30.3～0.1筒形件带法兰筒形件(4～8）t(6～10）t（6～10）t(10～15）t（8～12）t(15～20）t凹模圆角作用：对拉深过程有很大的影响。坯料在被拉深过程中，是在凹模圆角处产生较大弯曲，后进入凹模直壁部分重新被拉直。如果凹模圆角半径太小，在该处的阻力增大，于是拉深力增大，模具磨损增大。凹模圆角半径过大，则处在压边圈作用下的坯料面积减少，在拉深开始时有宽度为

的坯料压不到，中途也有的宽度压不到，这部分材料容易起皱。

－凸模圆角半径查表法凹模圆角半径值a）一般情况下首次拉深时：D－毛坯直径（mm）

d－工件直径（mm）

t－料厚（mm）b)当d>200时c)以后各次拉深时：凹模圆角半径计算的经验公式凸模圆角

作用：凸模圆角半径太小，材料在该处弯曲厉害且局部变薄严重，弯曲和变薄痕迹还会在以后工序留在零件的侧壁上，影响质量，同时会降低危险断面的承载能力，使拉深系数增大。凸模圆角半径大，降低拉深力，提高危险断面的强度，改善零件质量；过大会减少拉深开始时被压边的面积，材料悬空的比例增大，助长了起皱，道理同凹模圆角相似。一般情形下，凸模圆角小于凹模圆角，常取最后一道工序的应等于工件底部圆角半径，且需。凸模圆角半径

的确定3）凹、凸模直径尺寸的确定拉深模直径尺寸的确定的原则与冲裁模刃口尺寸的确定基本相同，只是具体内容有所不同。a、当工件要求外形尺寸时凹模内径：冲头外径：b、当工件要求外形尺寸时冲头直径：凹模内径：1.3.4拉深时的防皱措施通常的措施是加压边圈，使坯料可能起皱的部分夹在凹模平面与压边圈直径顺利地按变形区增厚规律通过。无压边圈模具带压边圈模具（1）防皱压力与压边间隙加压边圈只是防止起皱的一种模具结构或形式。关键：应是控制压边力的大小，更科学地是控制好压边间隙。压边力应是保证毛坯法兰部分不起皱的最小压力。压边力的过大，会使坯料与凹模、压边圈间的摩擦力剧增，可能导致工件过早破裂。压边力的太小，则起不到防皱作用。由于压边力数值在操作时不便控制，且变形区坯料压缩失稳时，只有当皱纹波超过一定高度时才会产生皱折。若能控制好不致产生皱折的压边间隙（压边圈与凹模平面间的间隙），则更有利于防止起皱。（2）防皱压边圈a.刚性压边圈双动冲床刚性压边1－内滑块2－外滑块3－压边圈原理：每次冲压时，外滑块先

带动压边圈下降，压在坯料的

法兰面上，并停于此位置。然后内滑块再带动冲头下降进行拉深。压边圈的压力调整通过外滑块液体压力调整压边；

通过压边圈与凹模平面的间隙调整刚性压边圈的结构形式:a)平面形，b)平锥形压边圈形状平锥形压边圈中锥角大小应与拉深件壁部增厚规律相适应锥角

的计算公式：z－拉深件壁部增厚系数，取锥形压边圈的锥角与锥形凹模的锥角相对应，一般再

范围内，常用

。它能降低极限拉深系数，实际上是增加一道中间成锥形件的拉深工序。

锥形过渡使变形区具有抗压缩失稳

能力。刚性压边圈的结构形式:c)锥形，d)圆弧形双动冲床刚性压边1－内滑块2－外滑块3－压边圈圆弧形压边圈适用于带法兰边筒形且法兰边直径较小而圆角半径较大的情形。原理：压边圈由模具中的弹性系统托住，随着上模（凹模）的下行，弹性压边圈急剧增大。而用气缸或液压缸的弹性压边系统，压力基本不变，效果好于前者b.弹性压边圈单动冲床上的弹性压边圈1.3.5拉深模的结构形式正拉深1.3.5拉深模的结构形式反拉深反拉深：拉深冲头从已拉深件的外底部反向加压，原使已拉深的毛坯的内表面翻转为外表面的一种拉深方法。此外，拉深模还有正装式和倒装式之分。拉深模典型结构型式无压边拉深模

1－凸模2－校模圈3－定位圈4－凹模有压边拉深模1－挡销2－打杆3－推件块4－垫块5—凹模6－凸模7－压边圈拉深模典型结构型式落料拉深复合模1－导料板2－卸料板3－打料杆4－凸凹模5—上模座6