拉伸模具设计传递模，专业拉伸模具设计

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图纸概览

第1部分拉深变形过程分析

差2直臂旋转件拉深工艺设计

3非直壁旋转体零件拉深成形特点

1拉深的基本概念

拉深是利用拉深模将冲裁好的平板毛坯压制成各种开孔的空心零件，或将成品的开孔空心零件加工成其他形状的空心零件的冲压方法。图401

2典型拉深零件如图402所示

3拉深模具的特点

结构比较简单。与冲裁模相比，工作部分圆角较大，表面质量要求高。凸凹模之间的间隙略大于板材的厚度。

41拉深变形过程分析

411钣金拉深变形过程及其特点如图411所示

在毛坯上画一个由距离为a的等距同心圆和相同弧度b的径向线组成的网格，如图412所示，然后用网格绘制毛坯。

拉深过程中，毛坯受到凸模的拉拔力，在法兰毛坯的径向上产生拉应力，在切线方向上产生压应力。在它们的共同作用下，法兰变形区的材料发生塑性变形，并被连续拉入模具中，形成圆柱形拉深零件。

拉深后，我们发现如图412所示工件底部网格变化不大，而侧壁网格变化较大。以前的等距同心圆变成了平行于工件底部的不等水平线。且越靠近工件口，水平线之间的距离越大，同时过去等角度的放射状线在拉深后变成侧壁上等间隔的垂直线，如图413、前面的扇形空白网格变成了绘制的矩形网格。

412拉深过程中变形毛坯各部分的应力应变状态

拉拔过程中毛坯在某一时刻的变形和应力如图415所示

1平面法兰部分主变形区

2模具圆角区域过渡区域

3缸壁部分传力区域

4冲孔圆角过渡区

5缸底部小变形区

图415拉深毛坯的应力应变

413拉深变形过程力学分析

1法兰变形区应力分析

拉深过程中某一时刻变形区应力分布

根据微量元素的受力平衡，可得

材料流经凹模圆角半径时引起的弯曲变形阻力可按下式计算

材料流过凹模圆角并被矫直进入筒壁后，反向弯曲力仍按上述公式计算

拉深初始阶段凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算，即

材料流过模具圆角的摩擦阻力

通过冲头圆角处危险截面传递的径向拉应力为

上式反映了影响拉深力的因素，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，有利于研究以及深拉工艺的改进。

414拉深加工的障碍及预防措施

1起皱如图418所示，影响起皱的因素

1法兰部分材料的相对厚度

法兰部分的相对材料厚度为

4模具工作部分的几何形状

平端面模具拉深时，毛坯第一次起皱的条件为

使用锥形模具进行第一次拉深时，材料不起皱的条件是

如果达不到上述配方的要求，就会起皱。在这种情况下，必须采取措施防止起皱的发生。实际生产中最简单、最常用的方法是采用压边圈。

2裂纹

拉深后，工件沿底部到口部方向厚度不同，如图419

防止开裂

根据板材的成形性能，可采用适当的拉深比和压边力，以提高凸模的表面粗糙度，改善凸缘部分变形材料的润滑条件，合理设计工作部分的形状模具，选择拉深性能好的模具。材料。

3硬化

拉深是一种塑性变形工艺。材料变形后，不可避免地会发生加工硬化，使其硬度和强度增加，塑性下降。

加工硬化的优点是工件的强度和刚度比毛坯材料高，但塑性降低，使材料在进一步拉拔时难以变形。

42直臂旋转体零件拉深工艺设计

421拉深毛坯尺寸的确定

确定图纸毛坯尺寸的原则

体积不变原理和相似原理。

毛坯的计算方法等重量、等体积、解析图解法、绘图法。

确定修剪余量

由于材料的各向异性以及拉深时金属流动条件的差异，拉深后工件的口部凹凸不平，通常拉深后需要修整，因此高度方向不应有翻边或翻边计算毛坯尺寸时工件的尺寸增加修边余量。

工件表面积的计算

圆柱体直壁部分的表面积为

422无凸缘圆柱件拉深工艺计算

1拉伸系数

拉深系数是拉深后圆柱件的直径与拉深前毛坯直径的比值。

工件直径与毛坯直径之比称为总拉深系数，即工件所需的拉深系数

图422绘制过程示意图

拉深系数的倒数称为拉深程度或拉深比，其值为

拉深系数表示拉深前后毛坯直径的变化，反映拉深时毛坯外缘切向压缩变形的大小，因此可以作为衡量拉深变形程度的指标。拉深时毛坯外缘的切向压缩变形为

可见，拉深系数是一个小于1的值，该值越大，拉深前后毛坯的直径变化越小，即变形程度越小。该值越小，毛坯直径变化越大，即变形程度越大。

2影响拉深系数的因素

深冲材料机械性能、材料厚度、表面质量。

拉深模间隙、凸模圆角半径、凹模圆角半径、凹模形状如图423）凹模表面质量。

拉深条件压边圈、次数、润滑、工件形状。

图423锥形模具

3拉拔系数的值和拉拔次数

检查表以确认。

4后续拉深的特点

压力行程曲线。

1-第一张图纸；2秒绘图

图424第一拉、第二拉的拉拔力

423非法兰圆柱图纸工艺零件图数及尺寸计算

试确定零件材料08钢如下图，材料厚度=2mm

拉深次数及每次拉深工序的尺寸。

3确定拉深次数

判断是否可以一次性拔出

对于所示零件，通过毛坯的相对厚度

计算拉深次数

例如

可以看出该部分需要绘制四次。

半成品尺寸确定

半成品直径

拉深次数确定后，则根据计算出的直径差应等于的原则

调整每个拉伸系数，使实际拉伸系数大于计算的拉伸系数

深海时期使用的极限拉深系数。

零件的实际拉伸系数应调整为

调整拉伸系数后，重新计算各拉伸缸直径，可得

半成品直径。该零件每个半成品的尺寸为

424法兰圆柱件拉深方法及工艺计算

带凸缘圆柱件的拉深变形原理与一般圆柱件相同，但由于有如图427所示的法兰，其拉深方法和计算方法与一般圆柱件不同。

1带凸缘圆柱件的拉深特性

法兰圆柱形零件的拉深系数

由该式可知，拉深系数决定了相对法兰直径、相对高度、相对拐角半径三个因素，且影响程度呈递减趋势。

2宽凸缘圆柱件拉深工艺计算要点

毛坯尺寸计算

毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行，并参照不带圆度的圆柱形零件毛坯的计算方法进行计算。

判断是否可以一次性拉取

这只需要将工件实际需要的总拉深系数与法兰第一次拉深的最终拉深系数以及最终拉深的相对高度进行比较即可

半成品尺寸计算

宽法兰零件的拉深次数仍可通过计算得到。

根据表中拉深系数值计算，即第n次拉深后的直径为

每次拉拔后的桶体高度可按下式计算U

425阶梯圆柱件拉深

1绘制次数的确定如图4211

判断是否可以绘制一次

2拉深方法的确定

如果任意两个相邻台阶的直径比大于或等于相应圆柱件的极限拉深系数，则先拉拔较大的台阶，如图4212a所示。

若相邻两台阶直径之比dn/dn-1小于相应圆柱件的极限拉深系数，则按带凸缘圆柱件进行拉深，即从小台阶开始拉深到如图4212b所示的大台阶。

如果最小台阶直径

太小，即

太小，

当不太大时，可以采用胀形法求得最小步长。

如果台阶部分较浅，每级台阶高度不大，但相邻台阶直径相差较大，无法一次拉出，可先拉成圆形或大圆角的圆柱形，最后通过Reshape得到需要的零件，如图4213所示。

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