拉深工艺与模具设计

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1、第4章拉深工艺与模具设计4.1拉深加工概述拉深（又称拉延）是利用拉深模在压力机的作用下，将平板坯料或空心件制成开口空心零件的加工方法。用拉深方法不仅可以加工旋转体零件、盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件。拉深成形所用的冲模叫做拉深模。图4-2有压边圈的首次拉深模1－模柄；2－上模座；3－凸模固定板；4－弹簧；5－压边圈；6－定位板；7－凹模；8－下模座；9－卸料螺钉；10－凸模4.2拉深变形特点4.2.1拉深变形过程图4-3圆筒形件拉深变形过程1－凸模；2－压边圈；3－坯料；4－凹模图4-4拉深件的网格试验拉深变形过程可以归纳

2、如下①在拉深过程中，其底部区域几乎不发生变化。②在拉深过程中，由于金属材料内部的相互作用，使金属各单元体之间产生了内应力：在径向产生拉伸应力，在切向产生压缩应力。在和的共同作下，凸缘区的材料屈服，产生塑性变形并不断地被拉入凹模内，成为圆筒形件。③拉深时，坯料凸缘变形区内各部分的变形是不均匀的，外缘的厚度、硬度最大，变形也最大。4.2.2拉深过程中的应力应变状态4.2.3拉深件质量分析1.凸缘起皱拉深过程中，凸缘变形区的材料在切向压应力的作用下，可能会失去稳定性，而在凸缘的整个周围产生波浪形的连续弯曲，这就是拉深时的起皱现象。

3、2.筒壁拉裂起皱与拉裂是拉深过程中的两大障碍，是拉深时的主要质量问题。在一般情况下，起皱的问题可以通过使用压边圈等方法加以解决，但拉裂的问题就要复杂得多。4.3拉深工艺计算4.3.1圆筒形零件拉深工艺1．坯料尺寸的计算简单形状的旋转体拉深件坯料尺寸的确定复杂形状的旋转体拉深件坯料尺寸的确定形状复杂的旋转体拉深件坯料尺寸和确定可利用久里金法则，即任何形状的母线AB绕轴线O-O旋转一周所得到的旋转体表面积，等于该母线展开长度L与其重心绕轴线旋转所得周长的乘积复杂形状的旋转体拉深件坯料直径的计算方法2.拉深系数的确定拉深系数对于圆

4、筒形件的拉深系数m是每次拉深后圆筒形件的直径与该次拉深前坯料（或半成品）直径的比值。拉深系数的数值小于1。拉深系数可用来表示拉深过程中的变形程度极限拉深系数影响极限拉深系数的主要因素①材料的力学性能②板料的相对厚度③模具结构④拉深次数⑤摩擦与润滑条件极限拉深系数的确定由于影响极限拉深系数的因素很多，目前仍难采用理论计算方法准确确定极限拉深系数，实际采用的极限拉深系数是根据材料的相对厚度，在一定的拉深条件下用试验方法得出来的。目前在生产实践中采用的各种材料的极限拉深系数见表4-5、表4-6和表4-7。3.拉深次数的确定需要多次

5、拉深时，其拉深次数可按以下方法确定：（1）推算法…………（2）计算法计算所得的拉深次数，其小数部分的数值，不得按照四舍五入法，而应取较大整数值，因表中的拉深系数已经是极限值。（3）查表法圆筒形件的拉深次数还可直接由各种实用的表格中查取。如表4-8是根据坯料相对厚度t/D与零件的相对高度h/d查取拉深次数，表4-9则是根据坯料相对厚度与拉深件的总拉深系数查取拉深次数。4.圆筒形件拉深半成品尺寸的计算各次半成品的直径确定拉深次数之后，根据多次拉深时变形程度应逐次减小（即后继拉深系数应逐次增大，大于表中所列数值）的原则，重新调整各

6、次拉深系数。然后根据调整后的各次拉深系数计算各次拉深后的半成品直径，直到等于工件直径为止。各次拉深后半成品的高度各次拉深半成品的高度可根据半成品零件的面积与坯料面积相等的原则求得5.圆筒形件以后各次拉深以后各次拉深的特点圆筒形件进行多次拉深时，以后各次拉深时所用坯料的形状与首次拉深时不同，它不是平板而是圆筒形。以后各次拉深的方法大致有两种方法：正拉深与反拉深4.3.2有凸缘圆筒形件的拉深有凸缘圆筒形件拉深的变形程度有凸缘圆筒形件的拉深变形程度应该用dt和h（或dt/d和h/d）来表示。有凸缘圆筒形件的拉深方法（1）窄凸缘圆筒

7、形件的多次拉深窄凸缘圆筒形件多次拉深时，前几次可当作无凸缘圆筒形件拉深，不留凸缘。直到最后几道拉深工序才形成锥形凸缘，最后将其压平。（2）宽凸缘圆筒形件的多次拉深宽凸缘圆筒形件在第一次拉深时，就将凸缘直径拉深到零件所需要的尺寸。以后各次拉深时，凸缘直径保持不变，仅改变筒体的形状和尺寸。为了保证在以后多次拉深时已拉出的凸缘外部不再发生变形，宽凸缘圆筒形件首次拉入凹模的材料表面积应比零件实际需要量多3%～5%，这些多余的材料在以后各次拉深中再逐次转移到凸缘部分，使凸缘增厚，从而避免底部拉裂。4.3.3拉深力与压边力1．拉深力2.

8、压边力3.拉深时压力机标称压力的选择在选择压力机的标称压力时必须注意：当拉深行程较大，特别是采用落料拉深复合模时，不能简单地将落料力与拉深力迭加去选择压力机吨位。准确的选择压力机的原则应是：工作行程中的实际变形力曲线必须在压力机的压力曲线所允许的范围内。4.拉深功与功率计算拉深功拉深功率4