1、第四章 拉 深,4.1 圆筒件拉深的变形过程4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,第四章 拉 深,1. 拉深的基本概念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件，或将已制成的开口空心件加工成其他形状空心件的一种冲压加工方法。(如图),2. 典型的拉深件(如图),3. 拉深模具的特点结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。,拉深模结构图,-模柄 -上模座 -凸模固定板 -弹簧 -压边圈 -定位板 -凹模 -下模座 -卸料螺钉 10-凸模,4.1 圆筒件拉深的变形过程,一、拉深变形过程,圆筒形件是最典型的拉深件。,（一）拉深
2、变形过程及特点（如图）,在毛坯上画作出距离为a的等距离的同心圆与相同弧度b辐射线组成的网格(如图) ，然后将带有网格的毛坯进行拉深。,1、金属的流动过程,在拉深过程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸缘毛坯的径向产生拉伸应力1 ，切向产生压缩应力 3 。在它们的共同作用下，凸缘变形区材料发生了塑性变形，并不断被拉入凹模内形成筒形拉深件。,拉深变形过程,在拉深后我们发现如图：工件底部的网格变化很小，而侧壁上的网格变化很大，以前的等距同心圆，变成了与工件底部平行的不等距的水平线，并且愈是靠近工件口部，水平线之间的距离愈大，同时以前夹角相等的半径线在拉深后在侧壁上变成了间距相等的垂线，如图所示，以前的扇
3、形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,一、拉深变形过程（续）,（一）拉深变形过程及特点（续）（如图）,1、金属的流动过程 （续）,材料转移：高度、厚度发生变化。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,一、拉深变形过程（续）,圆筒形件是最典型的拉深件。,（一）拉深变形过程及特点（续）,2、变形现象,平板圆形坯料的凸缘弯曲绕过凹模圆角， 然后拉直形成竖直筒壁。,变形区凸缘；,已变形区筒壁；,不变形区底部。,底部和筒壁为传力区。,（一）拉深变形过程及特点（续）,4.1 圆筒件拉深的变形过程,一、拉深变形过程（续）,3、拉深变形过程,外力,凸缘产生内应力：径向拉应力1；切向压应力3
4、,凸缘塑性变形：径向伸长，切向压缩，形成筒壁,直径为d高度为H的圆筒形件（H（D-d）/2）,拉深单元变形动画,4.1 圆筒件拉深的变形过程,二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态,拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态,1、凸缘部分主要变形区；若无压边圈，毛坯最外缘受压极易失稳，出现起皱。,应力分布图,2、凹模圆角部分过渡区,3、筒壁部分传力区,4、凸模圆角部分过渡区；加工硬化弱，屈服强度低；变薄严重；易拉裂或变薄超差。,5、筒底部分小变形区,坯料各区的应力与应变是很不均匀的。,拉深成形后制件壁厚和硬度分布,4.1 圆筒件拉深的变形过程,二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态（续）,拉深中主要的破坏形
5、式是起皱和拉裂。,拉深过程的应力与应变状态,下标1、2、3分别代表坯料径向、厚度方向、切向的应力和应变,圆筒形件拉深时凸缘变形区的应力分布,拉深件的壁厚和硬度的变化,4.1 圆筒件拉深的变形过程,三、拉深变形过程的力学分析,1、凸缘变形区的应力分析,平衡方程：,（1）拉深中某时刻变形区应力分布,4.1 圆筒件拉深的变形过程,三、拉深变形过程的力学分析（续）,1、凸缘变形区的应力分析（续）,平衡方程：,（1）拉深中某时刻变形区应力分布（续）,屈服条件：,由上述两式，并考虑边界条件(当R=Rt时，1=0)，经数学推导就可以求出径向拉应力，和切向压应力的大小为：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,三、拉
6、深变形过程的力学分析（续）,1、凸缘变形区的应力分析（续）,（1）拉深中某时刻变形区应力分布（续）,在变形区的内边缘（即R=r处）径向拉应力最大，其值为：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,三、拉深变形过程的力学分析（续）,1、凸缘变形区的应力分析（续）,（1）拉深中某时刻变形区应力分布（续）,在变形区外边缘处切向压应力最大，其值为：,凸缘外边向内边1由低到高变化，|3|则由高到低变化，在凸缘中间必有一交点存在（如图所示），在此点处有1=|3|，所以：,1、凸缘变形区的应力分析（续）,（1）拉深中某时刻变形区应力分布（续）,得：,交点在R=0.61Rt处。用R所作出的圆将凸缘变形区分成两部分，由此
7、圆向凹模腔口方向的部分1|3|，拉应变1为绝对值最大的主变形，材料厚度减薄；由此圆向外到外缘的部分1|3|，压应变3为绝对值最大的主变形，材料厚度增加。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,三、拉深变形过程的力学分析（续）,1、凸缘变形区的应力分析（续）,在变形区的内边缘（即R=r处）径向拉应力最大，其值为：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,（2）最大径向拉应力1max的变化规律：,三、拉深变形过程的力学分析（续）,三、拉深变形过程的力学分析（续）,1、凸缘变形区的应力分析（续）,4.1 圆筒件拉深的变形过程,（3）最大切向压应力3max的变化规律：,在变形区外边缘处压应力最大，其值为：,4.1 圆筒
8、件拉深的变形过程,三、拉深变形过程的力学分析（续）,2、筒壁传力区的受力分析,（1）凸缘材料的变形抗力1max,（2）压边力产生的摩擦力，摩擦力所产生的拉应力：,（3）材料流过凹模圆角半径产生弯曲变形的阻力 可根据弯曲时内力和外力所作功相等的条件按下式计算：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,三、拉深变形过程的力学分析（续）,2、筒壁传力区的受力分析（续）,（4）材料流过凹模圆角后又被拉直成筒壁的反向弯曲力仍按式上式进行计算:,4.1 圆筒件拉深的变形过程,2、筒壁传力区的受力分析（续）,三、拉深变形过程的力学分析（续）,拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算，即：,（5）材料流过凹模圆角时的摩
9、擦阻力,4.1 圆筒件拉深的变形过程,2、筒壁传力区的受力分析（续）,三、拉深变形过程的力学分析（续）,通过凸模圆角处危险断面传递的径向拉应力即为：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,2、筒壁传力区的受力分析（续）,三、拉深变形过程的力学分析（续）,由于上式把影响拉深力的因素，如拉深变形程度，材料性能，零件尺寸，凸、凹模圆角半径，压边力，润滑条件等都反映了出来，有利于研究改善拉深工艺。,拉深力可由下式求出：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的
10、影响（续）,板料的拉深成形性能可用极限拉深比（LDR）D/d1（毛坯直径/圆筒直径）来表示。极限拉深比的大小主要取决于平均应变比R。塑性应变比：单向拉伸试样的宽度应变和厚度应变的比值，记作：,平均应变比,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,假设：,1）所有能量消耗于法兰区的变形。最初分析时，忽略毛坯通过凹模口部的摩擦、弯曲和反弯曲所消耗的功。但在最后计算效率时，则不能忽略。,2）材料无加工硬化（n=0）。n值对极限拉深比的影响很小。,3）法兰区为平面应变，即z = 0（厚度不变）。,4）材料性质为旋转对称，即平面各向同性和
11、厚向异性。对于实际金属板料，随角度变化的R值，常用平均应变比代替。,5）利用hill各向异性屈服准则。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,法兰区变形：,假设dz= 0，总的表面积不变，故在任一环形单元（初始位置至中心的距离为0）以内的面积为常数，即,或：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,法兰环形单元的周向应变与半径成比例，故：,因：,故：,
12、4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,变形功：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,在每次凸模的单位位移增量中，对该单元所作的总功为：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,因假定n=0，故当筒壁屈服时，便会形成颈缩。因此，当筒壁应力达到流动应力s，便是拉深极限。因而有：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,或：,
13、因圆壁筒圆周方向紧贴凸模面而不会起皱，故s为平面应变（ 0）的流动应力。这样，极限拉深比系由两种平面应变的流动应力之比所决定，即：,对于各向同性材料，=1（f = s），得出LDR=e=2.72。实际上，极限拉深系数为2.12.2。因为还要考虑凹模口部的摩擦、弯曲和反向弯曲，故可用变形效率来反映摩擦和弯曲功。每次凸模的单位位移增量的总功为dW/dh，将式（441）右边乘以，即得：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,值与润滑、压边力、板厚和凹模角半径有关。实验证明，对于各向同性材料，LDR为2.12.1，故=0.740.7
14、9。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,Whitely利用Hill各向异性理论，将与容易测量的应变比（R）值联系起来。在法兰区dz=0，按平面应变问题得z=(x+y)/2，代入hill各向异性屈服准则，得：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,在筒壁区，y=0，z=0，故得：,代入屈服准则，得：,将（444）、（445）代入（442），得：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,1、板料性能对圆筒件拉深过程的影响（续）,于
15、是式（443）可写成：,上式是假定板料具有旋转对称性和单一的应变比，实际上R随板料的方向而变，一般采用平均应变比R，故式（447）又可写成：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,2、凸、凹模圆角半径和摩擦对圆筒件拉深的影响,当毛坯流过凹模口部时，消耗于弯曲-反弯曲的功，随着板厚对凹模圆角半径的比值增大而增大，从而使拉深力增大和LDR降低。但是，若凹模圆角半径过大，将在毛坯自由表面区起皱。,凸模圆角半径也很重要。破裂往往发生在筒壁与筒底连接的过渡区，此处加工硬化最小，是筒的薄弱部分。当凸模圆角半径较大时，破裂将上移到已有加工硬化的区域。,模具和润滑对圆筒拉深也有重要
16、作用。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,2、凸、凹模圆角半径和摩擦对圆筒件拉深的影响(续),法兰部分的润滑是有益的，它减少摩擦功。凸模与筒壁间的摩擦可增大拉深能力。若摩擦系数低，筒底容易变薄，破裂将下移到凸模圆角处，图4-14。,最理想的是将压边力调整到刚好能阻止法兰起皱。压边力增大，法兰区摩擦力增大。Swift指出，压边力应为流动应力的0.5%1%。最佳压边力随毛坯厚径比t/D增大而减小。当t/D大于0.025，不需压边。对于薄板，压边力增大，使摩擦力增大，LDR降低。,摩擦的影响具有两重性：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）
17、,2、凸、凹模圆角半径和摩擦对圆筒件拉深的影响(续),图4-14 凸模摩擦对拉深断裂位置的影响,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,3、差温拉深法,拉深时板坯的法兰部位变形抗力最大。为减少这个部位的抗力加大变形程度和提高变形效率在生产中可采用差温拉深法。差温拉深的原理是在坯料变形区即板坯法兰部位加热降低拉深变形抗力在传力区即筒壁下部和底部保持常温以保持抗拉强度防止拉断。用这种方法可以减少拉深次数但需要耐高温的模具在钢板拉深中应用尚少。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,四、影响圆筒件拉深过程的因素（续）,4、其它方法,此外还可用橡胶液体或气体代替刚体的凸模或凹模对金属
18、进行拉深成形即软模拉深其特点是可以提高拉深变形程度和节省模具费用。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施,拉深过程中，毛坯法兰在切向压应力作用下，可能产生塑性失稳而起皱，甚至使坯料不能通过凸、凹模间隙而被拉断。轻微起皱的毛坯虽然可通过间隙，但会在筒壁上留下皱痕，影响零件的表面质量。,起皱主要是由于法兰的切向压应力超过了板料临界压应力所引起。最大切向压应力max产生在毛坯法兰外缘处，起皱首先在此处开始。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,凸缘变形区的起皱,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施,1、起皱
19、及其防止措施（续）,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,法兰起皱与压杆失稳有些类似。相关因素：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,拉深时因max不断增大，使失稳起皱的趋势上升。,但随着Dw不断减小和 t 增大，使比值t / (Dw - dp)增大，从而提高了毛坯的抗失稳能力。,法兰失稳起皱最严重的瞬间为 Dw = (0.80.9) D时，式中D毛坯外径。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止
20、措施（续）,常见的防皱措施是采用压边圈，把法兰压紧在凹模表面上。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,压边力F压的大小对拉深力有很大影响。F压太大会增加危险断面的拉应力，导致拉裂或严重边薄，太小则防皱效果不好。在理论上F压的大小最好按图4-15所示的规律变化，即随起皱的趋势变化，其变化规律与最大拉深力的变化一致，当毛坯外径减至Rw = 0.85 R0时起皱最严重，压边力F压亦应最大，但实际上很难实现。,变压边力：Variable Blank Holder Force(VBHF),图4-15 第一道拉深时压边力F压的理论变化
21、曲线,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,在生产中单位压边力p可按表4-3选取。总的压边力 F压 = A * p，式中，A开始拉深时不考虑凹模圆角时的压边圈面积。,圆筒件第一次拉深时，,以后各次拉深时，,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,
22、最小单位压边力p也可用福开、吉田经验公式计算：,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,图4-16 刚性压边装置,压边装置有刚性和弹性两种。刚性压边装置是在双动压力机上利用外滑块压边，图4-16所示。压边圈4装在外滑块2上。冲压开始时，外滑块带动压边圈下降压在毛坯上。接着内滑块带动凸模进行拉深。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,图4-18 有压边装置顺装拉深模,弹性压边装置(图4-18)用于单动压床。压边力系由气垫、弹簧或橡皮产生；压边力与压机形程的关
23、系如图4-19所示。气垫压边力不随凸模行程变化，压边效果较好。弹簧和橡皮的压边力随形程增大而上升，对拉深不利，只适合拉深高度不大的零件。但其结构简单，制造容易，特别是装上限制压边力的限位器后（图4-20），还是比较实用的。,图4-19 压边力与压机形程的关系,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其防止措施（续）,图4-20 带限位装置的压边圈,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,1、起皱及其
24、防止措施（续）,多道工序拉深时，也可用反拉深防止起皱。由前道拉深得到直径为d1的半成品，套在筒状凹模1上进行反拉深，使毛坯内表面变成外表面。由于反拉深时毛坯与凹模的包角为180，板料沿凹模流动的摩擦阻力和变形抗力显著增大，从而使径向拉应力增大，切向压应力的作用相应减小，能有效地防止起皱。故反拉深的拉深系数可比正拉深降低1015，拉深力则增大1020。,采用拉深筋或拉深槛，同样能有效地增加径向拉应力和减小切向压应力的作用，也是防皱的有效措施。,筒壁的拉裂,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,2、拉裂,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出
25、现的问题及其防止措施（续）,2、拉裂（续）,圆筒件拉深时产生破裂的原因：,由于法兰起皱，坯料不能通过凸、凹模间隙，使增大； 由于压边力过大，使增大； 变形程度太大，即拉深比D/d1大于极限值。,防止拉裂的方法：,应根据板料成形性能，采用适当的拉深比和压边力； 增加凹模表面的粗糙度，可以减小颈缩处的边薄； 材料的s/b比值小、n值和R值大，较难产生拉裂。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,3、凸耳的出现,拉深后的圆筒端部出现凸耳，图4-23。一般有四个凸耳，有时有两个或六个、甚至八个凸耳。产生凸耳的原因是毛坯的各向异性，它随角度的变化与R值的变化是一
26、致的，如图4-24示。在低R值的角度方向，板料变厚，筒壁高度较低。在具有高R值的方向，板料厚度变化不大，故筒壁高度较高。凸耳的高度和位置与参数R的关系如图4-25。,图4-23,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,3、凸耳的出现（续）,图4-24,图4-25,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,3、凸耳的出现（续）,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,3、凸耳的出现（续）,当R0，耳子在0和90处出现；当R0，耳子在45出现。耳子需用修边去除掉，增加工序，故不希望
27、它产生。当R过大，高R值对LDR的有利影响便消失了。,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,4、残余应力,拉深后的圆筒中留有大量残余应力。,外表面为拉应力，内表面为压应力。这是由于弯曲-反弯曲所引起。靠近圆筒口部最大，因为弯曲发生在拉深后期，此处只有少量的拉伸。,这种残余应力在筒壁产生弯曲力矩，它由筒壁端部附近的周向拉伸所平衡。这种周向拉应力的存在，会使筒壁由于应力腐蚀而开裂，如图4-26示。,若使板料变薄，整个断面产生屈服，便可大大减少残余应力,4.1 圆筒件拉深的变形过程,五、圆筒件拉深过程中出现的问题及其防止措施（续）,4、残余应力（续）,图4-
28、26,体积不变原则:,若拉深前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相等，得到坯料尺寸。,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,一、拉深零件的毛坯尺寸,相似原则:,切边工序：,拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似。,形状复杂的拉深件：,需多次试压，反复修改，才能最终确定坯料形状。,拉深件的模具设计顺序：,先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。,拉深件口部不整齐，需留切边余量。,但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,一、拉深零件的毛坯尺寸（续）,旋转体零件系采用圆形毛坯，其直径按面积相等的原则（不考虑板料的厚度变化）。,1、将拉深件划分为
29、若干个简单的几何体；,2、分别求出各简单几何体的表面积；,3、把各简单几何体面积相加即为零件总面积A ；,4、根据表面积相等原则，求出坯料直径。,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,一、拉深零件的毛坯尺寸（续）,整理后可得坯料直径为:,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,一、拉深零件的毛坯尺寸（续）,由于板料的各向异性和模具间隙不均等因素的影响，拉深后零件的边缘不整齐，甚至出现耳子，需在拉深后进行修边。,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定,1、拉深系数的定义,拉深系数m 是以拉深后的直径d与拉深前的坯料D（工序件dn）直径之比表示。,工件的直径与毛坯直径之
30、比称为总拉深系数，即工件所需要的拉深系数，等于各次拉深系数的乘积，即：,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,1、拉深系数的定义（续）,拉深系数m表示拉深前后坯料（工序件）直径的变化率。 m愈小，说明拉深变形程度愈大，相反，变形程度愈小。,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,拉深工序示意图,1、拉深系数的定义（续）,拉深系数的倒数称为拉深程度或拉深比，其值为：,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,1、拉深系数的定义（续）,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续
31、）,拉深系数表示了拉深前后毛坯直径的变化量，反映了毛坯外边缘在拉深时切向压缩变形的大小，因此可用它作为衡量拉深变形程度的指标。拉深时毛坯外边缘的切向压缩变形量为：,由此可知，拉深系数是一个小于1的数值，其值愈大表示拉深前后毛坯的直径变化愈小，即变形程度小。其值愈小则毛坯的直径变化愈大，即变形程度大。,如果m取得过小，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。,1、拉深系数的定义（续）,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,极限拉深系数m,从工艺的角度来看，m越小越有利于减少工序数。,、影响极限拉深系数的因素,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数
32、的决定（续）,（1）拉深材料：机械性能、料厚、表面质量。,（2）板料的相对厚度t/D,（3）拉深模具：间隙、凸模圆角半径、凹模圆角半径、凹模形状(如图）凹模表面质量。,（4）拉深条件：压边圈、次数、润滑、工件形状。,、影响极限拉深系数的因素（续）,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,锥形凹模,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,、极限拉深系数的确定,为了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m的值。,4、拉深次数的确定,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,当m总m时，拉深件
33、可一次拉成，否则需要多次拉深。,拉深次数的确定方法：查表法,1）由表查得各次的极限拉深系数； 2）依次计算出各次拉深直径，即d1 = m1 D；d2 = m2 d1；dn = mn dn-1； 3）当dn d时，所得的次数即为拉深次数。,4、拉深次数的确定（续）,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,若实际采用的拉深系数为m1、m2、m3，应使,于是得到各次拉深后的圆筒直径为,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,二、拉深系数和次数的决定（续）,例4.2.1 求图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序件尺寸。材料为10钢，板料厚度2。,解：因1，故按板厚中径尺寸计
34、算。 （）计算坯料直径根据零件尺寸，其相对高度为,查表4-4得切边量h=6mm。,坯料直径为,代已知条件入上式得98.2,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,（）确定拉深次数坯料相对厚度为,按表4-2可不用压料圈，但为了保险，首次拉深仍采用压料圈。 根据/2.03，查表4-5得各次极限拉深系数10.50，20.75，30.78，40.80，。 故 110.5098.249.22210.7549.236.93320.7836.928.84430.828.823此时42328，所以应该用4次拉深成形。,例4.2.1（续）,（）各次拉深工序件尺寸的确定经调整后的各次拉深系数为：10.52，278，30.83，4=0.846,各次工序件直径为 各次工序件底部圆角半径取以下数值： 18，25，34 各次工序件高度为,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,例4.2.1（续）,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,例4.2.1（续）,（4）工序件草图,4.2 圆筒件拉深工艺计算及其模具设计,三、圆筒形件拉深的拉深力与拉深功,1、拉深力,经验公式,2、拉深功,
