塑性成形工艺第四章拉深工艺与模具设计

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1、第四章拉深工艺与模具设计冲压工艺与模具设计第四章拉深工艺与模具设计拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心工件，或将已制成的开口空心件加工成其它形状的空心件的一种冲压加工方法。拉深也叫拉延。用拉深工艺可以制得筒形、阶梯型、球形、锥形、抛物线型等旋转体零件，也可制成盒形等非旋转体零件，若将拉深与其它成形工艺（如胀形、翻边等），则可加工出形状非常复杂的零件，如汽车车门等。因此，拉深的应用非常广泛，是冷冲压的基本工序之一。冲压工艺与模具设计第一节拉深变形过程分析拉深变形过程一冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计变形过程处于凸模底下的材料在拉深过程中变化很小，变形主要

2、集中在处于平面上的（D－d）部分，该处金属在切向压应力和径向拉应力的共同作用下，沿切向被压缩，且愈到口部压缩的愈多；径向伸长，且愈到口部伸长的愈多。该部分是拉深的主要变形区。冲压工艺与模具设计变形特点二、拉深过程中变形毛坯各部分的应力和应变状态变形区－凸缘部分过渡区－圆角部分传力区－筒壁部分小变形区－圆筒底部冲压工艺与模具设计三、拉深过程的力学分析（一）凸缘变形区的应力分析1.拉深中某时刻凸缘变形区的应力分布冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2.拉深过程中和的变化规律了解它们的变化规律，对防止拉深时起皱和破裂很有必要。冲压工艺与模具设计（二）筒壁传力区的受力分析冲压工艺与模

3、具设计四、拉深成形缺陷及防止措施（一）起皱影响因素凸缘部分材料的相对厚度切向压应力的大小材料的力学性能凹模工作部分的几何形状冲压工艺与模具设计平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件：锥面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件：冲压工艺与模具设计拉深起皱的规律：由最大切向压应力和凸缘的相对厚度的变化有关，其变化规律与最大拉应力的变化规律相似。冲压工艺与模具设计（二）拉裂冲压工艺与模具设计（二）拉裂防止拉裂的措施：根据板材成形性能，采用适当的拉深比和压边力；增加凸模表面粗糙度；改善凸缘部分的润滑条件；合理设计模具工作部分形状；选用拉深性能好的材料。冲压工艺与模具设计（三）硬化拉

4、深时，材料的硬化规律；材料硬化对多次拉深的影响；消除硬化的措施；冲压工艺与模具设计第二节直壁旋转体零件拉深工艺设计一、拉深件毛坯尺寸的确定体积不变原理；相似原理。毛坯修边余量的确定冲压工艺与模具设计二、拉深系数及其影响因素拉深系数的概念和意义（一）冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计（二）影响极限拉深系数的因素材料方面的影响：屈强比、伸长率、厚向异性系数、硬化指数、材料的相对厚度和材料表面的状况；模具方面：模具间隙、圆角半径、模具表面光洁度和凹模形状。拉深条件冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计（三）拉深系数的值理想拉深系数的值实际拉深系数的值（四）拉深次数的确定冲压工艺与模

5、具设计三、半成品尺寸的确定冲压工艺与模具设计四、以后各次拉深的特点首次拉深时，材料的力学性能均匀；首次拉深时，凸缘变形区是逐渐减小的，而以后各次拉深时，其变形区保持不变，直到拉深终了之前；拉深力的不同；发生拉深破裂的时刻不同；变形区的稳定性不同；以后各次拉深时，材料的状态和变形状态不同；冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计五、有凸缘圆筒件的拉深方法及工艺计算窄凸缘：df/d=1.1~1.4宽凸缘：df/d>1.4（一）宽凸缘件的拉深特点冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计决定宽凸缘件的拉深系数的因素：相对凸缘直径df/d;相对拉深高度h/d

6、;相对圆角半径r/d;其中，df/d的影响最大，而r/d的影响最小。冲压工艺与模具设计宽凸缘件的拉深特点：宽凸缘件的拉深变形程度不能单纯用拉深系数来表示；宽凸缘件的首次极限拉深系数比圆筒件要小；宽凸缘件的首次极限拉深系数与零件的相对凸缘直径df/d有关，df/d越大，则极限拉深系数越小；宽凸缘件的首次极限拉深系数还应考虑毛坯的相对厚度。冲压工艺与模具设计（二）宽凸缘筒形零件的工艺计算毛坯的计算；判别工件是否一次拉成：m>m1，h/d<=h1/d13.拉深次数的确定；4.半成品尺寸的确定：dn，rn，hn冲压工艺与模具设计（三）宽凸缘零件的拉深方法冲压工艺与模具设计1中型件df

7、<200mm；2df>200mm；3凸缘过大而圆角半径过小，首先以适当的圆角半径成形后按图样尺寸整形；4凸缘过大，利用胀形的方法成形。冲压工艺与模具设计六阶梯圆筒形件的拉深（一）拉深次数冲压工艺与模具设计（二）拉深方法的确定若任意两个相邻阶梯的直径之比dn/dn-1都大于或等于相应的圆筒形件的极限拉深系数，则先从大阶梯拉起，每次拉深一个阶梯，逐一拉深到最小的阶梯，阶梯数也就是拉深次数。若某相邻两阶梯直径dn/dn-1之比小于相应的圆筒形件的极限拉深系数，则按带凸缘圆筒形件的拉深进行，先拉小直径dn，再拉