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1、第4章 拉深工艺与拉深模设计拉深变形过程分析拉深变形过程分析 4.1拉深成形障碍及防止措施拉深成形障碍及防止措施4.2旋转体拉深件毛坯尺寸的确定旋转体拉深件毛坯尺寸的确定4.3拉深件的工艺性拉深件的工艺性4.4无凸缘圆筒形件拉深工艺计算无凸缘圆筒形件拉深工艺计算 4.5拉深工艺与模具设计实训拉深工艺与模具设计实训 4.11 拉深模的典型结构拉深模的典型结构 4.8拉深模工作部分的尺寸设计拉深模工作部分的尺寸设计 4.9拉深工艺的辅助工序拉深工艺的辅助工序4.10 其他形状零件的拉深变形其他形状零件的拉深变形4.7有凸缘圆筒形件拉深工艺计算有凸缘圆筒形件拉深工艺计算 4.6拉深变形过程如图拉深变
2、形过程如图4-3所示。为了说明拉所示。为了说明拉深过程中金属的流动情况，在平板坯料上，深过程中金属的流动情况，在平板坯料上，沿直径方向画出一个局部的扇形区域沿直径方向画出一个局部的扇形区域oab，如，如图图4-3（a）所示。拉深开始时，扇形）所示。拉深开始时，扇形oab可划可划分为以下分为以下3部分：筒底部分部分：筒底部分oef；筒壁部；筒壁部分分cdef；凸缘部分；凸缘部分abcd，如图，如图4-3（b）所示。）所示。凸模继续下压，筒底部分基本不变，凸凸模继续下压，筒底部分基本不变，凸缘部分绕过凹模圆角转变为筒壁，筒壁逐渐缘部分绕过凹模圆角转变为筒壁，筒壁逐渐增高，凸缘部分逐渐缩小，如图增高
3、，凸缘部分逐渐缩小，如图4-3（c）所）所示；最后，凸缘部分全部变为筒壁如图示；最后，凸缘部分全部变为筒壁如图4-3（d）所示。可见，拉深过程中，凸缘部分是）所示。可见，拉深过程中，凸缘部分是变形区，底部和已形成的侧壁是传力区。拉变形区，底部和已形成的侧壁是传力区。拉深过程就是凸缘部分逐步缩小转变为筒壁的深过程就是凸缘部分逐步缩小转变为筒壁的过程。过程。拉深变形过程可以划分为拉深变形过程可以划分为5个部分。个部分。1.凸缘部分凸缘部分2.凹模圆角部分凹模圆角部分3筒壁部分筒壁部分4凸模圆角部分凸模圆角部分5.筒底部分筒底部分产生起皱产生的主要原因有：产生起皱产生的主要原因有：（1）坯料的相对厚
4、度）坯料的相对厚度t/D（t是料厚，是料厚，D是毛坯直径）是毛坯直径）越小，变形区抗失稳能力越差，越容易起皱。越小，变形区抗失稳能力越差，越容易起皱。（2）拉深变形越严重，则切向压应力越大，越容易）拉深变形越严重，则切向压应力越大，越容易起皱。起皱。（3）拉深模的凸模和凹模之间间隙越大（或者是凹）拉深模的凸模和凹模之间间隙越大（或者是凹模圆角越大），则它们对坯料的约束、摩擦就越小，模圆角越大），则它们对坯料的约束、摩擦就越小，导致起皱越严重。导致起皱越严重。（4）压边力太小或不均匀，也容易发生起皱。）压边力太小或不均匀，也容易发生起皱。防止起皱的常用措施采用压边圈，如图防止起皱的常用措施采用压
5、边圈，如图4-6所所示。通过压边圈的压边力的作用，材料被迫在压示。通过压边圈的压边力的作用，材料被迫在压边圈和凹模平面之间的间隙中流动，使毛坯不易边圈和凹模平面之间的间隙中流动，使毛坯不易拱起而达到防皱的目的。拱起而达到防皱的目的。压边力的大小对拉深力有很大影响，压边力过压边力的大小对拉深力有很大影响，压边力过大，会增加危险断面处的拉应力，导致破裂或严大，会增加危险断面处的拉应力，导致破裂或严重超薄；压边力太小，防皱效果不好。另外，从重超薄；压边力太小，防皱效果不好。另外，从理论上讲，压边力的大小最好随起皱可能性大小理论上讲，压边力的大小最好随起皱可能性大小的变化而变化，但实际上是很难做到的。
6、的变化而变化，但实际上是很难做到的。产生拉裂的主要原因有：产生拉裂的主要原因有：（1）材料塑性性能差，金相组织或质量不符合要）材料塑性性能差，金相组织或质量不符合要求。求。（2）板料表面质量差，局部滑痕或铁屑使得局部）板料表面质量差，局部滑痕或铁屑使得局部性能差。性能差。（3）拉深工艺安排不合理，拉深系数过小，或者）拉深工艺安排不合理，拉深系数过小，或者拉深次数过多，加工硬化导致材料性能下降。拉深次数过多，加工硬化导致材料性能下降。（4）模具工作零件质量差，如工作表面质量差、）模具工作零件质量差，如工作表面质量差、圆角过小等。圆角过小等。（5）模具压料力太大，导致板料流动不畅。）模具压料力太大
7、，导致板料流动不畅。当要防止筒壁的拉裂，一方面要通过改善材料当要防止筒壁的拉裂，一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度；另一方面是通过的力学性能，提高筒壁抗拉强度；另一方面是通过正确制定拉深工艺和设计模具，合理确定拉深变形正确制定拉深工艺和设计模具，合理确定拉深变形程度、凹模圆角半径、合理改善润滑条件等，以降程度、凹模圆角半径、合理改善润滑条件等，以降低筒壁传力区中的拉应力。低筒壁传力区中的拉应力。拉深是一个首先变形过程，拉深后材料发生加拉深是一个首先变形过程，拉深后材料发生加工硬化，其硬度和强度增加，塑性下降。但是由于工硬化，其硬度和强度增加，塑性下降。但是由于拉深变形不均匀，从底
8、部到筒口部分塑性变形由小拉深变形不均匀，从底部到筒口部分塑性变形由小逐渐加大，因而拉深后材料的性能也是不均匀的，逐渐加大，因而拉深后材料的性能也是不均匀的，拉深件硬度分布从工件底部向口部是逐渐增加的。拉深件硬度分布从工件底部向口部是逐渐增加的。加工硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材加工硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材料，但是塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难。料，但是塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难。在工艺设计时，特别是多次拉深时，应正确选择各在工艺设计时，特别是多次拉深时，应正确选择各次的变形量，并考虑半成品件是否需要退火以恢复次的变形量，并考虑半成品件是否需要退火以恢复
9、其塑性。其塑性。1.体积不变原则体积不变原则在拉深前后材料没有增减，仅产生塑性变形，在拉深前后材料没有增减，仅产生塑性变形，所以毛坯和零件的体积相等。即对于不变薄拉深，所以毛坯和零件的体积相等。即对于不变薄拉深，假设变形前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深假设变形前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后零件件表面积近似相等，来确定坯料尺寸。后零件件表面积近似相等，来确定坯料尺寸。2.形状相似原则形状相似原则利用拉深前坯料的形状与零件断面形状相似，利用拉深前坯料的形状与零件断面形状相似，来确定坯料形状。当零件的断面是圆形、正方形、来确定坯料形状。当零件的断面是圆形、正方形、长方形或椭圆形时，其坯料
10、形状应与零件的断面形长方形或椭圆形时，其坯料形状应与零件的断面形状相似，但坯料的周边轮廓必须采用光滑曲线连接，状相似，但坯料的周边轮廓必须采用光滑曲线连接，应无急剧的转折和尖角。应无急剧的转折和尖角。对于形状复杂的拉深件，利用相似原则仅能初对于形状复杂的拉深件，利用相似原则仅能初步确定坯料形状，必须通过多次试压，反复修改，步确定坯料形状，必须通过多次试压，反复修改，才能最终确定出坯料形状。才能最终确定出坯料形状。计算毛坯尺寸之前，还须考虑到下面一个重计算毛坯尺寸之前，还须考虑到下面一个重要问题：由于板料具有方向性，材质有不均匀性，要问题：由于板料具有方向性，材质有不均匀性，加上凸、凹模之间的间
11、隙不均匀性等原因，拉深后加上凸、凹模之间的间隙不均匀性等原因，拉深后工件的顶端一般都不平齐，因此在多数情况下采取工件的顶端一般都不平齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法，拉深后再经过加大工序件高度或凸缘宽度的办法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。所以在计算毛坯尺寸之切边工序以保证零件质量。所以在计算毛坯尺寸之前，需在无凸缘拉深件为高度方向或者有凸缘拉深前，需在无凸缘拉深件为高度方向或者有凸缘拉深件半径方向上增加一段修边余量件半径方向上增加一段修边余量。修边余量修边余量的数值，根据生产实践经验，可在的数值，根据生产实践经验，可在表表4-1和表和表4-2中选取。中选取。对于简
12、单旋转拉深件，常用数学计算法确定对于简单旋转拉深件，常用数学计算法确定其毛坯尺寸。首先将拉深件（包括切边余量）划分其毛坯尺寸。首先将拉深件（包括切边余量）划分为若干个简单的便于计算的几何体，并分别求出各为若干个简单的便于计算的几何体，并分别求出各简单几何体的表面积。把各简单几何体面积相加即简单几何体的表面积。把各简单几何体面积相加即为零件总面积，然后根据表面积相等原则，求出坯为零件总面积，然后根据表面积相等原则，求出坯料直径。料直径。用于拉深的材料一般要求具有较好的塑性、用于拉深的材料一般要求具有较好的塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面方
13、向性系数。方向性系数。（1）屈强比）屈强比s/b小小屈强比越小，一次拉深允许的极限变形程屈强比越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深的性能越好。度越大，拉深的性能越好。（2）方向性系数）方向性系数一般情况下，拉深件的尺寸精度应在一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以级以下，不宜高于下，不宜高于IT11级。级。拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。对于不变薄拉深，壁的最大增厚量壁厚变化规律。对于不变薄拉深，壁的最大增厚量约为（约为（0.20.3）t；最大变薄量约为（；最大变薄量约为（0.100.18）t（t为板料厚度）。为板料厚度）。
14、1、拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。、拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。2、轴对称拉深件在圆周方向上的变形是均匀的，模具加工轴对称拉深件在圆周方向上的变形是均匀的，模具加工也容易，它的工艺性最好。其它形状的拉深件，应尽量避也容易，它的工艺性最好。其它形状的拉深件，应尽量避免急剧的轮廓变化。免急剧的轮廓变化。3、需多次拉深的零件，在保证必要的表面质量前提下，应、需多次拉深的零件，在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。4、在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁、在保证装配要求的前提下，应
15、允许拉深件侧壁有一定的斜度。有一定的斜度。5、拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应、拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足：满足：+0.5（或（或rd0.5），如图），如图414（）所示。拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形（）所示。拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径应满足：件四角的圆角半径应满足：rd，2，3，如图，如图414（b）。否则，应增加整形工序。）。否则，应增加整形工序。6、拉深件各部分尺寸比例要恰当。有凸缘的拉、拉深件各部分尺寸比例要恰当。有凸缘的拉深件的凸缘直径如果很大，制造难度也大。深件的凸缘直径如果很大，制造难度也大。7、拉深件的尺寸标注，应明确注明必须保证的、
16、拉深件的尺寸标注，应明确注明必须保证的是外形尺寸还是内形尺寸，不能同时标注内外形是外形尺寸还是内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸。尺寸。拉深系数是以拉深后的直径与拉深前的坯料拉深系数是以拉深后的直径与拉深前的坯料（或工序件）直径之比表示。拉深系数用（或工序件）直径之比表示。拉深系数用m来表来表示，如果圆筒形拉深件的坯料直径是示，如果圆筒形拉深件的坯料直径是D，拉深后，拉深后的直径是的直径是d，则拉深系数，则拉深系数m即为筒形直径即为筒形直径d和坯料和坯料直径直径D的比值：的比值：md/D拉深系数是拉深工序中一个重要的工艺参数，拉深系数是拉深工序中一个重要的工艺参数，它可以用来表示拉深过程中的变形
17、程度。拉深系它可以用来表示拉深过程中的变形程度。拉深系数愈小，拉深变形程度越大；相反，拉深系数越数愈小，拉深变形程度越大；相反，拉深系数越大，拉深变形程度就愈小。大，拉深变形程度就愈小。如果制件需要多次拉深才能成形，则每次拉如果制件需要多次拉深才能成形，则每次拉深都有一个拉深系数。深都有一个拉深系数。多次拉深如图多次拉深如图4-16所示。所示。从降低生产成本出发，希望拉深次数越少越从降低生产成本出发，希望拉深次数越少越好，即采用较小的拉深系数。但如拉深系数取得好，即采用较小的拉深系数。但如拉深系数取得过小，就会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。过小，就会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。因此拉
18、深系数减小有一个客观的界限，这个界限因此拉深系数减小有一个客观的界限，这个界限就称为极限拉深系数。因此每次拉深的拉深系数就称为极限拉深系数。因此每次拉深的拉深系数应大于极限拉深系数，才能保证拉深工艺的顺利应大于极限拉深系数，才能保证拉深工艺的顺利实现。实现。1极限拉深系数的概念极限拉深系数的概念（1）材料的内部组织和力学性能）材料的内部组织和力学性能（2）材料的相对厚度（）材料的相对厚度（t/D）（3）凹模圆角半径（）凹模圆角半径（rA）和凸模圆角半径（）和凸模圆角半径（rT）（4）拉深方式（用或不用压边圈）拉深方式（用或不用压边圈）（5）润滑条件和模具情况）润滑条件和模具情况（6）拉深速度）
19、拉深速度2影响极限拉深系数的因素影响极限拉深系数的因素由于影响极限拉深系数的因素很多，目前仍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。在难采用理论计算方法准确确定极限拉深系数。在实际生产中，极限拉深系数值一般是在一定的拉实际生产中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验方法得出的。表深条件下用实验方法得出的。表44和表和表45是是圆筒形件在不同条件下各次拉深的极限拉深系数。圆筒形件在不同条件下各次拉深的极限拉深系数。在实际生产中，并不是在所有情况下都采用在实际生产中，并不是在所有情况下都采用极限拉深系数。为了提高工艺稳定性和零件质量，极限拉深系数。为了
20、提高工艺稳定性和零件质量，适宜采用稍大于极限拉深系数的值。适宜采用稍大于极限拉深系数的值。3极限拉深系数的确定极限拉深系数的确定当当时，零件可以一次拉深成形，时，零件可以一次拉深成形，否则必须多次拉深。拉深次数通常只能概略进行否则必须多次拉深。拉深次数通常只能概略进行估计，最后需通过工艺计算来确定。初步确定圆估计，最后需通过工艺计算来确定。初步确定圆筒件拉深次数的方法有计算法、查表法、推算法筒件拉深次数的方法有计算法、查表法、推算法等，在生产实际中查表法应用最广泛。查表法就等，在生产实际中查表法应用最广泛。查表法就是根据工件的相对高度即高度是根据工件的相对高度即高度h与直径之比值，与直径之比值
21、，从表从表46中查得该工件拉深次数。中查得该工件拉深次数。1拉深次数的确定拉深次数的确定总mminm确定拉深次数以后，由表查得各次拉深的极限确定拉深次数以后，由表查得各次拉深的极限拉深系数，适当放大，并加以调整。最后按照调拉深系数，适当放大，并加以调整。最后按照调整后的拉深系数，计算各次工序件直径。整后的拉深系数，计算各次工序件直径。2多次拉深工序件尺寸的确定多次拉深工序件尺寸的确定112211nnndmddmdDmd（2）工序件高度的计算）工序件高度的计算根据拉深后工序件表面积和坯料表面积相等根据拉深后工序件表面积和坯料表面积相等的原则，可得到如下工序件高度计算公式。的原则，可得到如下工序件
22、高度计算公式。nnnnnnnrddrddDhrddrddDhrddrddDh32. 043. 025. 0.32. 043. 025. 032. 043. 025. 022222222211111121（1）采用压边圈时拉深力的计算）采用压边圈时拉深力的计算首次拉深首次拉深Fd1tbK1以后各次拉深以后各次拉深FditbK2（i2，3，n）不采用压边圈拉深时拉深力的计算不采用压边圈拉深时拉深力的计算首次拉深首次拉深F1.25(Dd1)tb以后各次拉深以后各次拉深F1.3(di-1di)tb(i2，3，n)1拉深力拉深力任何形状的拉深件任何形状的拉深件FyAp圆筒形件首次拉深圆筒形件首次拉深Fy
23、D2（d12rA1）2p圆筒形件以后各次拉深圆筒形件以后各次拉深Fy（di2rAi）2p（i2、3、n）2压边力压边力对于单动压机，其公称压力应大于工艺对于单动压机，其公称压力应大于工艺总压力。工艺总压力为：总压力。工艺总压力为：FzFFy在实际生产中可以按下式来确定压力在实际生产中可以按下式来确定压力机的公称压力机的公称压力:浅拉深浅拉深F设设(1.681.8)Fz深拉深深拉深F设设(1.82.0)Fz3压力机公称压力压力机公称压力有凸缘圆筒形件的拉深系数为：有凸缘圆筒形件的拉深系数为：md/D有凸缘圆筒形件首次拉深时，可能达到的极有凸缘圆筒形件首次拉深时，可能达到的极限拉深系数列于表限拉深
24、系数列于表4-10，首次拉深可能达到的相，首次拉深可能达到的相对高度见表对高度见表4-11，有凸缘圆筒形件以后各次拉深，有凸缘圆筒形件以后各次拉深的极限拉深系数见表的极限拉深系数见表4-12。可以将窄凸缘圆筒形件当作无凸缘圆筒形件可以将窄凸缘圆筒形件当作无凸缘圆筒形件进行拉深，在最后两道工序中将工序件拉成具有进行拉深，在最后两道工序中将工序件拉成具有锥形的凸缘，最后通过整形压成平面凸缘。如图锥形的凸缘，最后通过整形压成平面凸缘。如图414所示为窄凸缘圆筒形件及其拉深工艺过程，所示为窄凸缘圆筒形件及其拉深工艺过程，材料为材料为10钢，板厚为钢，板厚为1。1窄凸缘圆筒形件的拉深窄凸缘圆筒形件的拉深
25、如果拉深件不能一次拉深成形时，则需进行如果拉深件不能一次拉深成形时，则需进行多次拉深。第一次拉深时，其凸缘的外径应等于多次拉深。第一次拉深时，其凸缘的外径应等于成品零件的尺寸（加修边量），在以后的拉深工成品零件的尺寸（加修边量），在以后的拉深工序中仅仅使已拉深成的工序件的直筒部分参加变序中仅仅使已拉深成的工序件的直筒部分参加变形，逐步地达到零件尺寸要求，第一次拉深时已形，逐步地达到零件尺寸要求，第一次拉深时已经形成的凸缘外径必须保持在以后拉深工序中不经形成的凸缘外径必须保持在以后拉深工序中不再收缩。因为在以后的拉深工序中，即使凸缘部再收缩。因为在以后的拉深工序中，即使凸缘部分产生很小的变形，筒
26、壁传力区将会产生很大的分产生很小的变形，筒壁传力区将会产生很大的拉应力，使危险断面拉裂。为此在调节工作行程拉应力，使危险断面拉裂。为此在调节工作行程时，应严格控制凸模进入凹模的深度。时，应严格控制凸模进入凹模的深度。2宽凸缘圆筒形件的拉深宽凸缘圆筒形件的拉深盒形件是非旋转体零件，与旋转体零件的拉盒形件是非旋转体零件，与旋转体零件的拉深相比，毛其拉深变形要复杂得多。盒形件的几深相比，毛其拉深变形要复杂得多。盒形件的几何形状是由四个圆角部分和四条直边组成，其拉何形状是由四个圆角部分和四条直边组成，其拉深变形可以近似地认为：圆角部分相当于圆筒形深变形可以近似地认为：圆角部分相当于圆筒形件拉深，而直边
27、部分相当于弯曲变形。但是，由件拉深，而直边部分相当于弯曲变形。但是，由于直边部分和圆角部分是联在一块的整体，因而于直边部分和圆角部分是联在一块的整体，因而在变形过程中必然相互牵连，因此，圆角部分的在变形过程中必然相互牵连，因此，圆角部分的变形与圆筒形件拉深不完全一样，直边变形也有变形与圆筒形件拉深不完全一样，直边变形也有别于简单弯曲。别于简单弯曲。为了分析盒形件各部分的变形情况。可以在为了分析盒形件各部分的变形情况。可以在盒形件毛坯上画上方格网，其纵向间距为盒形件毛坯上画上方格网，其纵向间距为a，横，横向间距为向间距为b，且，且ab。拉深后方格网的形状和尺。拉深后方格网的形状和尺寸发生变化，如
28、图寸发生变化，如图416所示。横向间距缩小，所示。横向间距缩小，而且愈靠近角部缩小愈多，即而且愈靠近角部缩小愈多，即bb1b2b3；纵向间距增大，而且愈向上，间距增大愈多，即纵向间距增大，而且愈向上，间距增大愈多，即a1a2a3a。这说明，在拉深过程中，直边这说明，在拉深过程中，直边部分不是单纯的弯曲，因为圆角部分的材料要向部分不是单纯的弯曲，因为圆角部分的材料要向直边部分流动，使直边部分还受挤压，所以减轻直边部分流动，使直边部分还受挤压，所以减轻了圆角部分材料的变形程度。了圆角部分材料的变形程度。毛坯首次拉深可能达到的最大相对高度毛坯首次拉深可能达到的最大相对高度H/r，取决于盒形件的相对圆
29、角半径取决于盒形件的相对圆角半径r/B以及毛坯的相对以及毛坯的相对厚度厚度t/D等参数和材料的性能。等参数和材料的性能。H/r与与r/B及及t/D之之间的关系如表间的关系如表4-13所示。所示。如果所拉深的盒形件相对高度如果所拉深的盒形件相对高度H/r小于表中小于表中所列数值，则可一次拉深成形。否则必须多次拉所列数值，则可一次拉深成形。否则必须多次拉深。深。如图如图427所示，当凸模直径过小时，则还所示，当凸模直径过小时，则还应加上模座，以增加上模部分与压力机滑块的接应加上模座，以增加上模部分与压力机滑块的接触面积，下模部分有定位板、下模座与凹模。为触面积，下模部分有定位板、下模座与凹模。为使
30、工件在拉深后不致于紧贴在凸模上难以取下，使工件在拉深后不致于紧贴在凸模上难以取下，在拉深凸模上应有直径声在拉深凸模上应有直径声3mm以上的小通气孔。以上的小通气孔。拉深后，冲压件靠凹模下部的脱料颈刮下。这种拉深后，冲压件靠凹模下部的脱料颈刮下。这种模具适用于拉深材料厚度较大模具适用于拉深材料厚度较大(t2mm)及深度较及深度较小的零件。小的零件。1无压边装置的首次拉深模无压边装置的首次拉深模如图如图428所示为压边圈装在上模部分的正装所示为压边圈装在上模部分的正装拉深模。由于弹性元件装在上模，因此凸模要比拉深模。由于弹性元件装在上模，因此凸模要比较长，适宜于拉深深度不大的工件。较长，适宜于拉深
31、深度不大的工件。如图如图429所示为压边圈装在下模部分的倒所示为压边圈装在下模部分的倒装拉深模。由于弹性元件装在下模座下压力机工装拉深模。由于弹性元件装在下模座下压力机工作台面的孔中，因此空间较大，允许弹性元件有作台面的孔中，因此空间较大，允许弹性元件有较大的压缩行程，可以拉深深度较大一些的拉深较大的压缩行程，可以拉深深度较大一些的拉深件。这副模具采用了锥形压边圈件。这副模具采用了锥形压边圈6。在拉深时，。在拉深时，锥形压边圈先将毛坯压成锥形，使毛坯的外径已锥形压边圈先将毛坯压成锥形，使毛坯的外径已经产生一定量的收缩，然后再将其拉成筒形件。经产生一定量的收缩，然后再将其拉成筒形件。采用这种结构
32、，有利于拉深变形，可以降低极限采用这种结构，有利于拉深变形，可以降低极限拉深系数。拉深系数。2有压边装置的首次拉深模有压边装置的首次拉深模以后各次拉深模是指把经首次拉深后的工序以后各次拉深模是指把经首次拉深后的工序件加工成符合要求的零件的拉深模。和首次拉深件加工成符合要求的零件的拉深模。和首次拉深模比较，后续拉深模加工的对象不再是毛坯板料，模比较，后续拉深模加工的对象不再是毛坯板料，而是工序件。所以，模具结构和首次拉深模存在而是工序件。所以，模具结构和首次拉深模存在一定区别，所以应充分考虑工序件在模具上的定一定区别，所以应充分考虑工序件在模具上的定位。位。如图如图430所示为无压边装置的以后各
33、次拉深所示为无压边装置的以后各次拉深模，仅用于直径变化量不大的拉深。模，仅用于直径变化量不大的拉深。拉深模所使用的压力机类型除了单动压力机拉深模所使用的压力机类型除了单动压力机以外，还有双动压力机，双动压力机有两个滑块。以外，还有双动压力机，双动压力机有两个滑块。使用双动压力机的拉深模如图使用双动压力机的拉深模如图432所示，凸模和所示，凸模和压边圈分别固定在两个滑块上。压边圈分别固定在两个滑块上。曲轴曲轴1旋转时，首先通过凸轮旋转时，首先通过凸轮2带动外滑块带动外滑块3使使压边圈压边圈6将毛坯压在凹模将毛坯压在凹模7上，随后由内滑块上，随后由内滑块4带动带动凸模凸模5对毛坯进行拉深。在拉深过
34、程中，外滑块保对毛坯进行拉深。在拉深过程中，外滑块保持不动。本副拉深模采用刚性压边圈，刚性压边持不动。本副拉深模采用刚性压边圈，刚性压边圈的压边作用，并不是靠直接调整压边力来保证圈的压边作用，并不是靠直接调整压边力来保证的。考虑到毛坯凸缘变形区在拉深过程中板厚有的。考虑到毛坯凸缘变形区在拉深过程中板厚有增大现象，所以调整模具时，压边圈与凹模间的增大现象，所以调整模具时，压边圈与凹模间的间隙间隙c应略大于板厚应略大于板厚t。用刚性压边，压边力不随。用刚性压边，压边力不随行程变化，拉深效果较好，且模具结构简单。行程变化，拉深效果较好，且模具结构简单。如图如图433所示所示为一副典型的正装落料拉所示
35、所示为一副典型的正装落料拉深复合模。上模部分装有凸凹模深复合模。上模部分装有凸凹模3（落料凸模、拉（落料凸模、拉深凹模），下模部分装有落料凹模深凹模），下模部分装有落料凹模7与拉深凸模与拉深凸模8。为保证冲压时先落料再拉深，拉深凸模为保证冲压时先落料再拉深，拉深凸模8低于落料低于落料凹模凹模7一个料厚以上。件一个料厚以上。件2为弹性压边圈，弹顶器安为弹性压边圈，弹顶器安装在下模座下。装在下模座下。拉深凸、凹模圆角半径对拉深工作影响很大，拉深凸、凹模圆角半径对拉深工作影响很大，尤其是凹模圆角半径。坯料通过凹模圆角进入凹尤其是凹模圆角半径。坯料通过凹模圆角进入凹模时，经过弯曲和重新拉直的变化，如果
36、凹模圆模时，经过弯曲和重新拉直的变化，如果凹模圆角过小势必引起应力的增大和模具寿命的降低。角过小势必引起应力的增大和模具寿命的降低。因此，在实际生产中应尽量避免采用过小的凹模因此，在实际生产中应尽量避免采用过小的凹模圆角半径。圆角半径。凸模圆角过小，会降低拉深件传力区危险断凸模圆角过小，会降低拉深件传力区危险断面强度，容易产生局部部变薄甚至破裂，拉深件面强度，容易产生局部部变薄甚至破裂，拉深件圆角处弯曲痕迹较明显。圆角处弯曲痕迹较明显。首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径可首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径可按下式计算：按下式计算： rA1=0.8以后各次拉深凹模圆角半径应逐渐减小，一以后各
37、次拉深凹模圆角半径应逐渐减小，一般按下式确定般按下式确定:rAi=(0.60.8)rAi-1 (i=1，2，3，n)以上计算所得凹模圆角半径一般应符合以上计算所得凹模圆角半径一般应符合rA2t的要求。的要求。1凹模圆角半径的确定凹模圆角半径的确定d)-(D首次（包括只有一次）拉深凸模圆角半径可首次（包括只有一次）拉深凸模圆角半径可取取 rTi=（0.71.0）rAi最后一次拉深凸模圆角半径最后一次拉深凸模圆角半径rTn即等于零件即等于零件圆角半径圆角半径r。但是如果零件圆角半径小于拉深工。但是如果零件圆角半径小于拉深工艺性要求时，则凸模圆角半径应按工艺性的要求艺性要求时，则凸模圆角半径应按工艺
38、性的要求确定（确定（rTt)，然后通过整形工序得到零件要求的，然后通过整形工序得到零件要求的圆角半径。圆角半径。中间各拉深工序凸模圆角半径可按下式确定中间各拉深工序凸模圆角半径可按下式确定:rTi1 (i3，4，n)221tddii2凸模圆角半径的确定凸模圆角半径的确定间隙为：间隙为： Z/2=（11.1）tmax对于系数对于系数11.1，小值用于末次拉深或精密，小值用于末次拉深或精密零件的拉深；大值用于首次和中间各次拉深或零件的拉深；大值用于首次和中间各次拉深或要求不高零件的拉深。要求不高零件的拉深。1无压边圈的拉深模间隙无压边圈的拉深模间隙间隙可按表间隙可按表414确定。确定。对于精度要求
39、高的零件，为了减小拉深后对于精度要求高的零件，为了减小拉深后的回弹，常采用负间隙拉深模的回弹，常采用负间隙拉深模.其单边间隙值其单边间隙值为为:Z（0.90.95）t2有压边圈时的拉深模间隙有压边圈时的拉深模间隙根据零件精度确定，当尺寸精度要求高时，根据零件精度确定，当尺寸精度要求高时，/2（0.91.05）；当精度要求不高时，）；当精度要求不高时，/2（1.11.3）。最末一次拉深取较小）。最末一次拉深取较小值。值。3盒形件拉深模的间隙盒形件拉深模的间隙如图如图4-34（a）所示，以凹模为基准，凸、凹模尺寸）所示，以凹模为基准，凸、凹模尺寸为：为： DA=（Dmax0.75） DT=（Dma
40、x0.75Z）1零件尺寸标注在外形零件尺寸标注在外形0TA0如图如图4-34（b）所示，以凸模为基准，凸、）所示，以凸模为基准，凸、凹模尺寸为：凹模尺寸为： dT（dmin0.4） dA=(dmin0.4Z)A00T2零件尺寸标注在内形零件尺寸标注在内形在拉深过程中凡是与毛坯接触的模具表面上均在拉深过程中凡是与毛坯接触的模具表面上均有摩擦存在。冲压过程中产生的摩擦对于板料成形有摩擦存在。冲压过程中产生的摩擦对于板料成形不总是有害的，也有有益的一面。例如圆筒形零件不总是有害的，也有有益的一面。例如圆筒形零件在拉深时，如图在拉深时，如图435所示，压料圈和凹模和板料间所示，压料圈和凹模和板料间的摩
41、擦力的摩擦力1、凹模圆角和板料的摩擦力、凹模圆角和板料的摩擦力2、凹模、凹模侧壁和板料间的摩擦力侧壁和板料间的摩擦力3等将增大筒壁传力区的拉等将增大筒壁传力区的拉应力，并且会刮伤模具和零件的表面，因而对拉深应力，并且会刮伤模具和零件的表面，因而对拉深成形不利，应尽量减小；而凸模侧壁和圆角和板料成形不利，应尽量减小；而凸模侧壁和圆角和板料之间的摩擦力和之间的摩擦力和5会阻止板料在危险断面处的会阻止板料在危险断面处的变薄，因而对拉深成形是有益的，不应减小。变薄，因而对拉深成形是有益的，不应减小。在拉深过程中，金属材料一般要产生冷作硬化，在拉深过程中，金属材料一般要产生冷作硬化，致使继续变形困难甚至
42、无法成形。为了后续成形工致使继续变形困难甚至无法成形。为了后续成形工序的顺利进行，必要时应进行拉深工序间半成品的序的顺利进行，必要时应进行拉深工序间半成品的退火或拉深后零件的消除应力的热处理。退火或拉深后零件的消除应力的热处理。对于普通硬化的金属，如工艺过程制定得正确，模对于普通硬化的金属，如工艺过程制定得正确，模具设计合理，一般不需要进行中间退火具设计合理，一般不需要进行中间退火;对于高度硬对于高度硬化的金属，一般在一、二次拉深工序后，需进行中化的金属，一般在一、二次拉深工序后，需进行中间热处理。间热处理。部分材料不需要进行中间热处理能完成的拉深部分材料不需要进行中间热处理能完成的拉深次数如
43、表次数如表417所示。所示。经过热处理的工序件，表面有氧化皮，或者是拉经过热处理的工序件，表面有氧化皮，或者是拉深件上有残留润滑剂和污物等，此时应当去除它们。深件上有残留润滑剂和污物等，此时应当去除它们。酸洗的方法一般是将冲压件置于加热的稀酸液中浸酸洗的方法一般是将冲压件置于加热的稀酸液中浸蚀，接着在冷水中漂洗，最后在弱碱溶液中将残留蚀，接着在冷水中漂洗，最后在弱碱溶液中将残留于冲压件上的酸中和，最后在热水中洗涤并经烘干于冲压件上的酸中和，最后在热水中洗涤并经烘干即可。即可。零件名称：圆筒形件零件名称：圆筒形件生产批量：小批量生产批量：小批量材料：材料：08F钢钢厚度：厚度：1mm零件简图：如
44、图零件简图：如图436所示所示图图436所示的零件是无凸缘的直壁圆所示的零件是无凸缘的直壁圆筒形件，对内形尺寸有要求，厚度为筒形件，对内形尺寸有要求，厚度为1mm，没有厚度不变的要求；零件形状、结构比较没有厚度不变的要求；零件形状、结构比较简单、对称，底部圆角半径为简单、对称，底部圆角半径为3mm，满足拉，满足拉深工艺对形状和尺寸的要求，适合于拉深成深工艺对形状和尺寸的要求，适合于拉深成形；零件的所有尺寸均为未注公差，采用普形；零件的所有尺寸均为未注公差，采用普通拉深即可达到，零件所用材料为通拉深即可达到，零件所用材料为08F钢，钢，塑性较好，易于拉深成形。塑性较好，易于拉深成形。综上所述，该
45、工件的拉深工艺性良好，综上所述，该工件的拉深工艺性良好，适合进行拉深加工。适合进行拉深加工。由由1.32，查表查表41得得h3.8mm。1确定修边余量确定修边余量1725 . 097dh2毛坯直径计算毛坯直径计算由式（由式（43）得）得185.27mm185mm228)2(2)(4)2(rrdrrHdrdD（1）判断是否需要压边圈）判断是否需要压边圈由毛坯相对厚度由毛坯相对厚度t/D1000.541，查表，查表47得：需得：需要使用压边圈。要使用压边圈。（2）确定拉深次数）确定拉深次数由毛坯相对厚度由毛坯相对厚度t/D1000.541，查表，查表44得极限得极限拉深系数拉深系数m10.58，m
46、20.79m30.81，m40.83。则各次拉深件直径为。则各次拉深件直径为3拉深次数确定拉深次数确定d1m1D0.58185mm107.3mmd2m2d10.79107.3mm84.77mmd3m3d20.8184.77mm68.66mm73mm所有三次拉深即可完成，但是考虑到上述采所有三次拉深即可完成，但是考虑到上述采用的都是极限拉深系数，而实际生产中要求产品的用的都是极限拉深系数，而实际生产中要求产品的合格率，所采用的拉深系数应比极限值大，因此将合格率，所采用的拉深系数应比极限值大，因此将拉深次数调整为拉深次数调整为四次。四次。该拉深件需要落料、四次拉深、一次切边才能该拉深件需要落料、四次拉深、一次切边才能最终成形，所以成形该零件的方案有以下几种：最终成形，所以成形该零件的方案有以下几种：方案一：单工序生产，即落料拉深拉深拉方案一：单工序生产，即落料拉深拉深拉深拉深切边深拉深切边方案二：首次复合，即落料拉深复合拉深拉深方案二：首次复合，即落料拉深复合拉深拉深拉深切边拉深切边方案三：级进拉深方案三：级进拉深方案一模具结构简单，但首次拉深时毛坯定方案一模具结构简单，但首次拉深时毛坯定位比较困难，考虑到是小批量生产，所以选择方案位比较困难，考虑到是小批量生产，所以选择方案二。二。4工艺方案确定工艺方案确定