拉伸工艺系数.docx

第4章拉深工艺与拉深模设计3 4.3龌转体拉深件坯料尺寸的确定 I4.3.1坯料形状和尺寸确定的依据J拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础，按体积不变原则和相似原则确定。 体积不变原则，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后冲件 表面积近似相等，得到坯料尺寸；相似原则，即利用拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似， 得到坯料形状。当冲件的断面是圆形、正方形、长方形或椭圆形时，其坯料形状应与冲件的断 面形状相似，但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。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，才能最终确定出坯料形状，因此，拉深 件的模具设计一般是先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。由于金属板料具有板平面方向性和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不整齐，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，拉深后再经过切边工序以保证零件质 量。切边余量可参考表4.3.1和表4.3.2。工件高度工件的相对高度11M> 0.E-0.S> O.B1.B> 1里2. 5>2 5-孟1D1. 01.21.52> 1 口象1. 21.622.5对丸2如R3.34>50-10033 8E6> 100150456.58> 150ZOO5&.3610> 200Z506T.5211湖7S.F1012:表4.3.2有凸籍回苜形拉漆件的除这余量 AR )凸喧直径%C25> 25-50>50100> 100150> 150200> 200250>250凸瀛的相对直径djd14以下> 1. 52>22. 5> 2.531. &1.41. 21. 02. 52.01. S1. 63. 53.02. 52. 24 33.63. 0巳55. 04.23. 5巳75. 54.63. 82. 3&543当零件的相对高度H/d很小，并且高度尺寸要求不高时，也可以不用切边工序。I4.3.2简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定_J首先将拉深件划分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为零件总面积，然后根据表面积相等原则，求出坯料直径。d2 = 4+ 4 = 4= V4（4. 3. 1）4 =淑耳- r）攻=f 2取0 - 2r） + 8r二"-小），把以上各部分的面积相加后代入式(4. 3.1),整理后可得坯料直径为D =- 2r)' + 4攻H - +) + 加0 - 计)+ 幺户(4. S. 2)=J妒+4成7-L7功-756疽式中D坯料直径；M H、r 深件直径、高度、圆角半径。图4.3.1圆筒形拉深件坯料尺寸计算图在计算中，零件尺寸均按厚度中线计算；但当板料厚度小于1mm时，也可以按外形或 内形尺寸计算。常用旋转体零件坯料直径计算公式见表4.3.3。&： + 2 （履+ 4尸）4一3_，复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定该类拉深零件的坯料尺寸，可用久里金法则求出其表面积，即任何形状的母线绕轴旋转 一周所得到的旋转体面积，等于该母线的长度与其重心绕该轴线旋转所得周长的乘积。如图 4.3.2所示，旋转体表面积为A。由于拉深前后面积相等，所以坯料直径可按下式求出：A = 2 就 *£=之笊 R * LD = J8 R 甘£（4. 3. 3）式中A旋转体面相；耳一一族转傩母线重心到晚转轴簇的距离称底转半径）；L一一旋转体母线长度：D坯料直径。由式（13.3）可知，只要知道旋转傩母线长度及其重心的璇转半径，就可以求出坯料的直役。图4.3.2旋转体表面积计算图Ia 4.4圆筒形件拉深工艺计算 4.4.1拉深系数与极限拉深系数1. 拉深系数的定义拉深系数是以拉深后的直径与拉深前的坯料（工序件）直径之比表示，如图4. 4. 1所第一版拉深系数 叫=色第二次拉深系数斑，=；第口次拉深系数混_ 4式中D坯料直径；如窟、%、d r 各欢拉深后的直径“ 1 a用一X '2从上各式旬以看出，拉深系数表示拉深前后坯料（工序件）直径的变化率。拉深系数愈小，说明拉深变形程度愈大，相反，变形程度愈小。拉深件的总拉深系数落等于各次拉深系数的乘积即d d, d. d7 m = = -D D d7d d- ra = - - - (1.1.172-2妇图4.4.1圆筒形件的多次拉深在制定拉深工艺时，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。 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。极限拉深系数与材料性 能和拉深条件有关。从工艺的角度来看，极限拉深系数越小越有利于减少工序数。2. 影响极限拉深系数的因素1）材料的*且织与力学性能件 一般来说，材料狙织均匀,晶粒大小适当.屈强 比小、塑性好、械平面方向性（眼值）小、板厚方向系数（值）大、硬化指数Cntt） 大的极料，都可采用较小的极限拉深系数.板料的相对厚度日 当械料相对厚度较小时，抵抗失幅起皱的能力小，容易 起皱。为了防皱而增加压料力，又会引起摩擦阻力增大.因此板料相对厚度小，使极限拉 深系数提高；板料相对厚度大，可选用较小的极限拉深系数。（3）拉深工作条件1模具的几何参数凸模圆常半径质大小，增大了机料缆凸模弯曲的拉应力，降低了危险断面的抗拉强度，因而会降低极限变形程度凹模回年半径门过小，拉深过程中，由于板料统凹模圆角弯曲和校直，增大了筒壁的拄应力，故要减少拉应力，降低拉深系数，则应增大凹模圆南半径。图4.4.2表示了凸模和凹模圆南对黄铜极限拉深系数的影响.图4.4.2凸凹模圆角半径对极限拉深系数的响但凸、凹模圆角半径也不宜过大，过大的圆角半径，会减少板料与凸模和凹模端面的 接触面积及压料圈的压料面积，板料悬空面积增大，容易产生失稳起趋。凸、凹模之间间隙也应适当，太小，板料受到太大的挤压作用和摩擦阻力，增大拉深 力；间隙太大会影响拉深件的精度，拉深件锥度和回弹较大。2）摩擦润滑凹模和压料圈与板料接触的表面应当光滑，润滑条件要好，以减少摩擦 阻力和筒壁传力区的拉应力。而凸模表面不宜太光滑，也不宜润滑，以减小由于凸模与材料的 相对滑动而使危险断面变薄破裂的危险。3）压料圈的压料力压料是为了防止坯料起皱，但压料力却增大了筒壁传力区的拉应 力，压料力太大，可能导致拉裂。拉深工艺必须正确处理这两者关系，做到既不起皱又不拉裂。 为此，必须正确调整压料力，即应在保证不起皱的前堤下，尽量减少压料力，提高工艺的稳定 性。此外，影响极限拉深系数的因素还有拉深方法、拉深次数、拉深速度、拉深件的形状 等。采用反拉深、软模拉深等可以降低极限拉深系数；首次拉深极限拉深系数比后次拉深极限 拉深系数小；拉深速度慢，有利于拉深工作的正常进行，盒形件角部拉深系数比相应的圆筒形 件的拉深系数小。3. 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。在实际生产中，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4.4.1 和表4.4.2是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极限拉深系数。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的值。I4.4.2拉深我数与工序件尺寸 J1. 拉深次数的确定当状总时，拉深件可一次拉成，否则需要务次拉深。其拉深次数的确定有以下几种方法：表4.41圆筒形件的极限技深系数带压科曲拉深系数坯料相对厚度 t/D) xiao2.01.51.51. 01. 00.10.60.3. 3-0. 150. 150. OSILL0.48O.EO0.500. 530. 530. 550.550. 580.580. 600.600. 631T10.730.750.750. 760. 760. 780.780. 790.790. 800.000. 821T10.76-0. 7S0.780. 79. 790. 800.800. SI0.810. 820.S20. 84m0.7SO.SO0.800. 810.&1-0. 820.乾。.830.830.850.850. S31T1O.0OO.B20.820. 84. 840. 850. S50. S60.S60. ST0.070. SS注:1.表中拉深数据适用于08钢、10钢和15Mn钢等普通拉深碳钢及黄铜H62。对拉深性能较差的材料， 如20钢、25钢、Q215钢、Q235钢、硬铝等应比表中数值大1.5%2.0%；而对塑性较好的材料，如05钢、 08钢、10钢及软铝等应比表中数值小1.5%2.0%。2. 表中数据适用于未经中间退火的拉深。若采用中间退火工序时，则取值应比表中数值小2%3%。3. 表中较小值适用于大的凹模圆角半径rA=(815)t，较大值适用于小的凹模圆角半径rA=(48)t。表4.4.2圆筒形件的极限拉滦系敷【不带蹄圄)坯 料 的 相 对 厚 度(t/D) X100拉深系数1.52.02.53.0>3mL0.050.600.550. 530.501110.800.750.75a. 750.70m0.84O.SOO.SOa. so0.75m.O.ST0.S40.84a. 840.7Sm. 900.870.87a. st0.82m0.900.90a. so0.S5注：此表适用于08钢、10钢及15Mn钢等材料。其余各项同表4.4. 1之注。(1)查表法 根据工件的相对高度即高度H与直径d之比值，从表4.4.3中查得该工 件拉深次数。表4.4.3技探相对高度与拉瀚馈的关系(无凸缘圆筒形件)拉深系数坯料的相对厚度(t/D ) XI002L 5L.5-1. 01.0"-1.60 .&D. 34 3150.15-0. 0810.940.770. 840. 650.710. 570. 620. 50. 520. 450.460. 3821.88 1.541. 60-1. 321.361. 11. 13口. M . 360. S30.90.Y33.5 2.72. 87 22.3-1.S1.9 LBl.gl.3146.6 4.34. 33.53.62.92.92.42.42. a2.01.558.95.61. 65. 11.24.14. 13.33. 32. T2.72.0注：1. 大的H/d值适用于第一道工序的大凹模圆角rA (815)t。2. 小的H/d值适用于第一道工序的小凹模圆角rA (48)t。3. 表中数据适用材料为08F钢、10F钢。|码=叫队 L =d. = m,dn_15直到即当计算所得直径L小于或等于零件直径d时，计算的次数即为拉深次数。(3)计算方法拉深次数的确定也可采用计算方法进行确定，其计算公式如下：21+4 3房(小lg脚均式中d冲件直径；D坯料宜径；m】第一次拉深系数；m 第一次拉深以后各家的平均拉深系数。上述计算结果上靠取整即得到拉深次数。2. 各次拉深工序件尺寸的确定(1)工序件直径的确定确定拉深次数以后，由表查得各次拉深的极限拉深系数，适当放大，并加以调整，其 原则是：d1 保证iriim：mn= 万2 ）使n式中d 蓼件直径；D坯料直径。最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径;d in! Dd m.； d id r m. d n（4. 4. 3）根据拉深后工序件表面积与坯料表面积相等的原则，可得到如下工序件高度计算公式。计算前应先定出各工序件的底部圆甫半径（见4. 0.1 ）o= 0.25 %珞 +0.43：Sl + O32）加= 0.25 -3 +口.43-%+0.彩弓） 2） 劣境二° 4半-廿J+口.43 m乩+。叼）式中hm 、h.各次拉深工序件高度；&.、l、a.各世拉深工序件直径；，、r.各次拉深工序件底部圆带半径mD 坯料直径.无凸缘圆筒形件拉深工序计算流程如图4.4.3所示。判断能否一次拉成图4.4.3无凸缘圆筒形件拉深工序计算流程确定各次拉深系数，计算工序尺寸直径-高度-圆角半径计算坯牌直径及相对厚度，判断是否采用压边圈计算工件的相对高度，确定修边余星计算工件总的技深系数或工件相对高度绘制工序图确定拉溪次数绘制工序图例 4.4.1求图4.4.4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t=2mmo图4.4.4无凸缘圆筒形件解；因板料厚度故按板厚中径尺寸计算。（1）计算坯料直径根据春件尺寸，其相对高度为夏 76-1 75 =« Z. /d30-2 28查表4.3.1得切边量眼-6mm坯料宜径为D= +侦（只 +1.7加厂一。.而”依图 d =N8mm, r =4mm, H =75mino代入上式得D =9EL 2mm（2 ）确定拉深次数坯料相对厚度为=-?-xl00% = 2.03% > 2% D 98.2按表4.4.4可不用压料圈，但为了保险起见，首次拉深仍采用压料圈.采用压料圈后, 首次拉深的可以迭择较小的拉深系数，有利于减少了拉深吹麝根据t /D=2.03%,查表1.1.2得各孜极限拉深系数mn = 0. 75, m5=0. 7S? rn Q. 80：口故 d 1=mxD =0. 50 XS8. 2mm = 49. 2mmd n=mn d x=0. 75Xi9. 2mm=36. 9mmd 3=m3 d =0. 7SX36. 9mm=28. Bmmd ,=m, d S=O. 8X 28. 8m in = 23mm因d i= 23mmKSBmili,所以应该用4次拉深成形°(3)各次拉深工序件尺寸的确定 经调整后的各袄拉深系数为：m=O.52, m=T8, ms=Q. S3, m f0. 84=6各次工序件直径为di=0. 52 X 9日.2nun=51. Giulci=0. 78 X51. 6imn=39. 9nm ci=0. B3 X 39. 9imn=33. Ljiljild,=0. 846 X33. lmm=28硕各次工序件底部圆弗半径取以下数值;j=Snim, r $=4mm各次工序件高度为0.25 xh2 0.25 xhg = 0.25 x98.251.69S.2239.998.2233.151.6 + 0.43 x)-x 151.6+0.32x851.6 39.9 + 0.43 x 39.95 x 39.9 十 0.32 .SII 33.1 + 0.43 xx (33.1+ 0.32x4i33.1mm = 37.4mmmm - 52.7mmmm = 66.3mm以上计算所得工序件有关尺寸都是中径尺寸，换算成工序件的外径和总高度后，绘制 的工序件草图如图4.4.5所示。443圆筒形件拉跺的压料力与拉深力1.压料装置与压料力为了解决拉深过程中的起皱问题，生产实际中的主要方法是在模具结构上采用压料装 置。常用的压料装置有刚性压料装置和弹性压料装置两种（详见4.7）。是否采用压料装置主要 看拉深过程中是否可能发生起皱，在实际生产中可按表4.4.4来判断拉深过程中是否起皱和采 用压料装置。图4.4.5拉深工序件草图拉溪方法第次拉涂以后各次拉深(t /D ) XI00mit /%_)；< 100用压料装置<1.5<0.6<1<0.8可用可不用1.5-2.00.61-1. 50.8不用压料装置>2.0>0.6>1.5>0.3表4-4 4采用或不采用压有装置的条件压料装置产生的压料力FY大小应适当，FY太小，则防皱效果不好；FY太大，则 会增大传力区危险断面上的拉应力，从而引起材料严重变薄甚至拉裂。因此，实际应用中，在 保证变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压料力。随着拉深系数的减小，所需压料力是增大的。同时，在拉深过程中，所需压料力也是 变化的，一般起皱可能性最大的时刻所需压料力最大。理想的压料力是随起皱可能性变化而变 化，但压料装置很难达到这样的要求。压料力是设计压料装置的重要依据。压料力一般按下式计算：任何形状的拉深件F t =建（4. 4. 5）圆筒形件首次拉深yrr 221弓=打疥-0】十电）4（4.4.6）圆筒形件以后各次拉深给二甘何、i-Q.十 2膈）'（i=Z、E 、n） 0LT）式中A 压料圈下坯料的投影面积P 单位面积压料力，P值可查表4.4.5；D 坯料直径；n.、楫各次拄深工序件直径；广"、i一一各校拉深凹模的圆甫半径。2.拉深力与压力机公称压力（1）拉深力在生产中常用以下经验公式进行计算；采用压料圈拉深时首次拉深F =淑£%£(4. 4. B)以启各孜拉深F - 71dCT&K2( i =2、3.、n )(4. 4. 9)不采用压料圈拉深时首次拉深F=1.2防-勺工(4.4.1。)以后各次拉深 F = L 3;r0j_i. 一砰)访占(i =2,公 * Q (i. 4. 11)式中F拉深力；t 板料厚度；D坯料直径；必、成一一各次拉深后的工序件直径；% 拉深件材料的抗拉强度；Km K：修正系数，其值见表4. 4. 6<表4-4 6售正系裁区，茂区iN值C550.570-&U0.&20-&50.&7o. ru0. 72o.rso.nQ. 50Kz1. 00.30S&0.730.720.66o.&o0. 550.50.450.40friz m j., "ITlg0.700.T20.750.77O.&O0.S50.900-95k3i.a0. 350.500.850. 80o.roo.&o0. 50(2)压力机公称压力单动压力机，其公称压力应大于工艺总压力。工艺总压力为Fs=FFy(4. 4. 12)式中F拉深力；F v压料力心选择压力机公称压力时必须注意，当拉深工作行程较大，尤其落料拉深复合时，应使 工艺力曲线位于压力机港块的许用压力曲线之下.而不能简单地按压力机公称压力大于工 艺力的原则去确定压力机规格，否则可能会发生压力机超载而损坏。在实际生产中可以按下式来确定压力机的公称压力：浅拉深>(1.6- 1.8)；(4. 4.13)深拉深> (1.8- 2.0)(4.1.14)式中孔压力机公称压力。4一5一1有凸缘圆筒形件的拉深该类零件的拉深过程，其变形区的应力状态和变形特点与无凸缘圆筒形件是相同的。 但有凸缘圆筒形件拉深时，坯料凸缘部分不是全部进入凹模口部，当拉深进行到凸缘外径等于 零件凸缘直径(包括切边量)时，拉深工作就停止。因此，拉深成形过程和工艺计算与无凸缘 圆筒形件的差别主要在首次拉深。图4.5.1为凸家圆筒形件及坯料图口乩/刁二1.11.4林为窄凸缘筒形件：dff则称为宽凸缘筒形件°1. 有凸缘圆筒形件的拉深变形程度有凸家圆筒形件的泣深系数为式中 叫有凸缘圆筒形件的拉深系数;d零件筒形部分的直径:+ 4-3 44K相等，即r = R时，坯料直径为D坯料直径。(4. 5.1)由式（4.5.1）可以看出，有凸缘圆筒形件的拉深系数取决于有关尺寸的三个相对比 值即珞/d 1凸缘的相对直径）、h/d （零件的相时高度、R/d （相对圆角半径）。其 中以就/d霰响最大，h，d次之，R/d最响较小口福和h/d越大，表示拉深时 毛坯立形区的宽度大，拉深成形的难度也大。当 /d和h/d超过一定值时，便不能一凌拉深，*4.5.1是一次拉深可能达到的极限相对高度.表4.5.2为有凸缘圆筒形件首祇拉深的极限拉深系数。由表可以看出，为,d Wl. 1时, 极限拉深系数与无凸蜜圆筒形基本相同-随着& /申增大，其极限拉深系数诚小。到仙/=3时，拉深系数为。-脂，但这并不表明有凸缘圆筒形件拉深的变形程度大。试= = 0.33时，可以得出，D = « 3d ；而当4 fd二3时，可得出色=3 d. D0.33比较此两式，可见有D = a这说明毛坯的直径等于凸缘直径，毛坯外径不收缩，零件的变形性质已发生变化，为局部成形，而不再是拉深。当总拉深系数四大于表4.5.1的极限拉深系数值或零件相对高度h/d小于表4. 5.2的极限值时，则凸缘圆筒形件可以一沃拉深成形，否则，需要两次以上拉深成形- 有凸缓圆筒形件以后各次拉深系数为：做二厂 (i = 2、3、11)注：1. 表中大值适于大的圆角半径由t/D=2%1.5%时的R=(1012)t到t/D=0.3%0.15%时的R=(2025) t,小值适用于底部及凸缘小的圆角半径，随着凸缘直径的增加及相对拉深深度的减小，其值也跟着减小。2. 表中数值适用于10钢，对于比10钢塑性好的材料取表中的大值；塑性差的材料，取表中小数值。表4.S*有凸攥的明形件第一校拉龄剧蟾噱数凸嫌的相对直径迓 妊 料 的 相 对 厚 度3FD)Kiw以21.51.51. 01.00. &0.60. 30. 3口. 101.1以下0. 510. 530. 55 . 570. 591 30. 490. 510. 530. 540. 551 50. 470. 490. 500. 510. 521 8 , 45 , 46 , 470. 48 , 482. 00. 420. 430. 44 . 450. 452. 20. 400. 410. 42 . 420. 422. 50. 370. 380. 38 . 380. 382. 80. 340. 350. 35 . 350. 353. 00. 320. 330. 330. 330. 332. 有凸缘圆筒形件的拉深方法(1) 窄凸缘圆筒形件的拉深 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锥形的凸缘，最后通过整形压成平面凸缘。图4.5.2为窄 凸缘圆筒形件及其拉深工艺过程，材料为10钢，板厚为1mm。(2) 宽凸缘圆筒形件的拉深方法 如果根据极限拉深系数或相对高度判断，拉深件 不能一次拉深成形时，则需进行多次拉深。a)窄凸缘拉深件b)窄凸缘件拉深过程I第一次拉深II第二次拉深III第三次拉深IV 一成品图4.5.2窄凸缘圆筒形件的拉深第一次拉深时，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 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 作行程时，应严格控制凸模进入凹模的深度。对于多数普通压力机来说，要严格做到这一点有一定困难，而且尺寸计算还有一定误 差，再加上拉深时板料厚度有所变化，所以在工艺计算时，除了应精确计算工序件高度外，通 常有意把第一次拉入凹模的坯料面积加大3%5%（有时可增大至10%），在以后各次拉深时， 逐步减少这个额外多拉入凹模的面积，最后使它们转移到零件口部附近的凸缘上。用这种办法 来补偿上述各种误差，以免在以后各次拉深时凸缘受力变形。宽凸缘圆筒形件多次拉深的工艺方法通常有两种：一种是中小型、料薄的零件，采用逐步缩小筒形部分直径以增加其高度的方法（图4.5.3a）。 用这种方法制成的零件，表面质量较差，其直壁和凸缘上保留着圆角弯曲和局部变薄的痕迹， 需要在最后增加整形工序。另一种方法常用在2 00mm较大零件，零件的高度在第一次拉深就基本形成。在以后各次拉深 中，高度保持不变，逐步减少圆角半径和筒形部分直径而达到最终尺寸要求（图4.5.3b）。用 这种方法拉深的零件，表面质量较高，厚度均匀，不存在上述的圆角弯曲和局部变薄的痕迹。 适用于坯料的相对厚度较大，采用大圆角过渡不易起皱的情况。3. 有凸缘圆筒形拉深工序件高度的计算与圆筒形拉深工序件高度的计算方法一样。有凸缘圆筒形拉深工序件高度的计算公式为:片二峰（七）十0.43十珞）十牛陌-氏勺仅二学（口一）十。尘（q +职十学（/ - R：）0 5_式中"h .各祇拉深后工序件的高度；、d.一一各次拉深后工序件的直径，D 一一坯料直径；-、.、r.一一咎袱拉深后工序件的底部圆角半径=R.、R.一各被拉深后工序件的凸税处圆角半径。宽凸堤圆筒形件拉深工序计算流程如图4. 5.4所示-图4.5.3宽凸缘筒形件的拉深方法计莒工件凸椽相对直径，确定俺边余星计惹毛坯直径不台理重选计曾首次拉深凸昧相时直径、计耸首决拉深相对高度计算毛坯相对厚度、工件相对高度、工件总的拉探系数图4.5.4宽凸缘圆筒形件拉深工序计算流程4.5.2fifr梯形件的拉深阶梯形件（图4.5.5）的拉深与圆筒形件的拉深基本相同，也就是说每一阶梯相当于相 应圆筒形件的拉深。而其主要问题是要决定该阶梯形件是一次拉成，还是需要多次才能拉成。图4.5.5阶梯形件1. 判断能否一次拉深成形判断所给阶梯形件能否一次拉深成形的方法是，先求出零件的高度h与最小直径d n之比，然后查表4.4.3，如果拉深次数为1,则可一次拉深成形，否则就要多次拉深成形。2. 阶梯形件多次拉深的方法（1）当任意两相邻阶棵直径之比都不小于相应的圆筒形件的极限拉深 系数时，其拉深方法为；由大阶梯到小阶梯依谀拉出（图4.5.牌），这时拉深沃数等于阶 梯数瓦（2 ）如果某相邻两阶梯直径之比（* 4）小于相应圆筒形件的极限拉深系数时， 搜凸缘件的拉深方法进行拉深，先拉小直径心，再拉大直径总一1，如图4.5.6bfl?示-图 中d/d】小于相应的圆筒形件极限拉深系敬，故用L 2, 3次拉深出虹 如d/L不小 于相应圆筒形件的极限拉深系数时，可直接从L拉深出妲；最后拉深出当阶梯件的坯料相对厚度较大而且每个阶梯的高度不大，相邻阶 梯直径差又不太时，也可以采用如图4. 5. 7所示的拉深方法，即首先拉成带大圆南半径的 圆筒形件，然后用校形方法得到零件的形状和尺寸。图4.5.6阶梯形多次拉深方法图4.5.7电喇叭底座的拉深I 4.5.3曲面形状零件的拄深 J1.拉深变形特点曲面形状零件主要是指球面、锥面、抛物面形状冲件以及诸如汽车覆盖件一类冲件。 这类零件的拉深成形，其变形区、受力情况及变形特点并不是单一的，而是属于复合类冲压成 形工序。从电动喇叭罩的成形实验中，可以大致了解这类曲面零件的变形特点。图4.5.8中标 明了电动喇叭罩拉深成形后的变形数值，括号内的是径向拉应变值，括号外是切向应变值，上 段为压，下段为拉。从拉深成形过程及实测的结果还可以看出：零件的曲面由三部分组成，即 坯料的凸缘及进入凹模中的一部分，这一变形区部分产生拉深变形；坯料的中间部分也是 产生拉深变形；坯料靠近球形冲头顶部的部分，这一部分变形区产生的是胀形变形。后两部 分的分界点在图4.5.10中的第4点位置。这一典型零件拉深成形的变形数值表明，曲面零件拉深成形共同特点是由拉深和胀 形两种变形方式的复合。显然，不同曲面形状零件拉深成形的成形极限和成形方法的判断是不 同的。/U20材料：08厚度0.8mm图4.5.8电动喇叭罩拉深成形应变数值曲面形状零件在开始拉深成形时，中间部分坯料几乎不与模具表面接触，处于“悬空” 状态。随着拉深过程的进行，悬空材料逐渐减少，但仍比圆筒形件拉深时大得多。坯料处于这 种悬空状态，抗失稳能力较差，在切向压应力作用下很容易起皱。所以起皱成为曲面零件拉深 要解决的主要问题。为此，常常采用压边装置、加大凸缘尺寸、带压料筋的拉深模（图4.5.9）、 反拉深（图4.5.10）等措施防止起皱。但需要注意的是，这些措施虽然减小了起皱的可能性， 却增大了凸模顶部接触的中心部位坯料的径向拉应力，使之容易变薄而破裂。在实际生产中必 须处理好两者关系，做到既不起皱又不破裂。图4.5.9带压料筋的拉深模图2.球面冲件的拉深图4.5.10反拉深模零件可分为半球面（图4.5.11,非半球面图4.S.LLb、5 d）两大类日半球面零件，其拉深系数是个与零件直径大小无关的常数，即：m=- =-=0. 71=常数所以,在这种情况下拉深系数不能作为工艺设计的根据。由于球面形状零件拉深时的主 要成形障碍是坯料起皱，所以坯料的相对厚度（t/DX100）成为决定拉深难易和选定拉深方法 的主要依据。在实际生产中，半球面件（图4.5.11a）的拉深方法主要有以下三种:t/DX100>3时， 不用压边即可拉成。不过应注意的是：尽管坯料的相对厚度大，仍然易起小皱，因此必须采用 带校正作用的凹模，以便对冲件起校正作用。拉深这种冲件最好采用摩擦压力机。t/DX100=0.53时，需采用带压边圈的拉深模。t/DX100<0.5时，则采用具有拉深筋 的凹模或反拉深。当球面形状冲件带有高度为（0.10.2） d的直边（图4.5.11b）或带有每边宽度为（0.1-0.15） d的凸缘时（图4.5.11c），虽然拉深系数有一定降低，但对冲件的拉深却有相当的好处。当对 不带直边和不带凸缘的半球形冲件的表面质量和尺寸精度要求较高时，都要留加工余料以形成 凸缘，在冲件拉深后切除。SL )tl 】G )图4.5.11各种球形件高度小于球面半径的浅球面件(图4. 5. 1W)的拉深方法,按其几何尺寸关系可以分为两种情况;当坯料直径 用9屈 (R 一球面半径，t 一祗厚)时，可以用带底模具压成 这时毛坯不易起皱，但在成形时毛坯容易窜旬而且可能产生一定的回弹，所以威形精度 不高，隅如球面半径R较大，而零件的深度较小时，必须按回弹重修正模具口当坯料直径D>9应时，由于必须解决起皱间题，这时应该附加一定宽度的凸缘(加工余科)，并用 强力压边装萱或用带拉深筋的模具，以增大控深成形中的胀形成分-加工余料在成形后切 掉口这样可以得到较高尺寸精度、表面庙堂好的球面零件口3. 抛物面零件的拉深(1) 浅抛物面冲件(h/d<0.50.6)。其拉深特点与半球面件差不多，因此，拉深方 法与半球面冲件相似。(2) 深抛物面冲件(h/d>0.50.6)。其拉深的难度有所提高。为了使坯料中间部 分紧密贴模而又不起皱，必须加大径向拉应力。但这一措施往往受到坯料顶部承载能力的限制， 所以在这种情况下应该采用多工序逐渐成形的办法，特别是当零件深度大而顶部的圆角半径又 小时，更应如此。多工序逐渐成形的主要要点是采用正拉深或反拉深的方法，