拉深工艺与模具设计

拉深工艺及拉深模具的设计拉深工艺是一种常见的金属加工方法，用于将平面金属材料加工成具有凹凸形状的器件或零件。

它通常涉及到将金属板材通过拉伸的方式使其变形，以达到所需的形状和尺寸。

而拉深模具则是用于支撑和引导金属板材在拉深过程中发生变形的工具。

拉深工艺的设计需要考虑多个因素，包括材料的性质、板材的厚度和尺寸、拉深的形状和深度等。

首先，根据所需拉深的形状设计模具的结构和形状，并确定所需的深度和尺寸。

其次，需要选择合适的材料和工艺参数，以确保金属材料在拉深过程中能够保持良好的塑性变形能力，并且不会发生过度拉伸、断裂或破裂。

此外，还需要考虑到加工效率和成本等因素，以优化拉深工艺的设计。

拉深模具的设计是实现拉深工艺的关键。

它通常由多个部分组成，包括上模板、下模板、导柱、导套、导向装置、弹簧等。

上模板和下模板是用于支撑金属板材并施加压力的主要部分，它们的形状和结构决定了拉深的形状和深度。

导柱和导套用于引导上模板的移动，以确保拉深的精度和稳定性。

导向装置用于确保上模板和下模板的对位精度，避免偏移和倾斜。

而弹簧则用于提供足够的弹性力，以使上模板在拉深过程中能够平稳地移动。

在拉深模具的设计过程中，需要考虑到多个因素。

首先，需要进行模具的结构和形状设计，确保其能够满足所需拉深的形状和深度。

其次，需要选择合适的材料，以确保模具具有足够的强度和硬度。

同时，还需要进行模具的冷却设计，以提高模具的寿命和加工效率。

此外，需要进行模具的装配和调试，确保其能够正常使用并满足要求的加工精度和质量。

总之，拉深工艺及拉深模具的设计需要考虑到多个因素，包括材料的性质、工艺参数、加工效率和成本等。

通过合理的设计和优化可以实现高效、精确和稳定的拉深加工。

毕业设计（论文）任务书内容如下：1、毕业设计（论文）题目：拉深五金件的冲压工艺及模具设计2、应完成的项目：（1）、对冲压件进行工艺性分析和方案比较确定（2）、进行冲压工艺方案设计，主要参数计算（毛坯尺寸和拉伸次数确定，落料力、卸料力、压边力等）。

（3）、模具结构形式的确定（注意考虑卸料的结构）（4）、模具主要尺寸的确定（凸凹模刃口尺寸计算、确定卸料弹簧，确定压边材料和冲裁件的排样）（5）、模具整体设计和装配图绘制、主要零件的零件图（6）、选择压力机的规格（7）、装配图零部件明细表和主要零部件设计图（8）、每人须画不少于2个主要零件的零件图。

3、参考资料以及说明：（1）、钟毓斌主编.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社 2007 （2）、史铁梁主编.模具设计指导. 北京：机械工业出版社 2003（3）、肖祥芷主编.中国模具设计大典（3）.南昌.江西科技出版社 2003 （4）、《冲模设计手册》编写组. 冲模设计手册.北京：机械工业出版社 1996 （5）、陈锡栋主编. 实用模具技术手册.北京：机械工业出版社 2001 （6）、王孝培. 冲压手册[M]. 北京：机械工业出版社，19964. 本毕业设计（论文）任务书于2011年10月20日发出，应于2012年5月10日前完成。

指导教师：签发2011 年10 月20 日学生签名：2011 年10 月25 日毕业设计（论文）开题报告题目拉深五金件的冲压工艺及模具设计时间2011年10月25日至2012 年5月10日本课题的目的意义用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次对该产品拉伸件的冷冲压模具设计。

主要工序包括：落料、拉深、冲孔。

主要意义1、综合运用专业理论和生产实践知识，进行冷冲模设计的实际训练，而培养和提高学生独立工作的能力。

2、巩固与扩充“冲压模工艺与设计”课程内容，掌握其设计的方法和步骤。

3、掌握冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册；熟悉模具标准及其它有关的标准和规范，并在模具设计中加以贯彻设计(论文)的基本条件及依据近年来冷冲模的应用越来越广泛，种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等。

拉深工艺及拉深模设计本章内容简介：本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。

涉及拉深变形过程分析、拉深件质量分析、圆筒形件的工艺计算、其它形状零件的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案确定、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、拉深辅助工序等。

学习目的与要求：1．了解拉深变形规律、掌握拉深变形程度的表示；2．掌握影响拉深件质量的因素；3．掌握拉深工艺性分析。

重点：1. 拉深变形特点及拉深变形程度的表示；2．影响拉深件质量的因素；3．拉深工艺性分析。

难点：1．拉深变形规律及拉深变形特点；2．拉深件质量分析；3．拉深件工艺分析。

拉深：利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口空心件的冲压工序。

拉深工艺可以在普通的单动压力机上进行，也可在专用的双动、三动拉深压力机或液压机上进行。

拉深件的种类很多，按变形力学特点可以分为四种基本类型，如图5-1所示。

图5-1 拉深件示意图5.1 拉深变形过程分析5.1.1 拉深变形过程及特点图5-2所示为圆筒形件的拉深过程。

直径为D、厚度为t的圆形毛坯经过拉深模拉深，得到具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。

图5-2 圆筒形件的拉深1．在拉深过程中，坯料的中心部分成为筒形件的底部，基本不变形，是不变形区，坯料的凸缘部分（即D-d的环形部分）是主要变形区。

拉深过程实质上就是将坯料的凸缘部分材料逐渐转移到筒壁的过程。

2．在转移过程中，凸缘部分材料由于拉深力的作用，径向产生拉应力，切向产生压应力。

在和的共同作用下，凸缘部分金属材料产生塑性变形，其“多余的三角形”材料沿径向伸长，切向压缩，且不断被拉入凹模中变为筒壁，成为圆筒形开口空心件。

3．圆筒形件拉深的变形程度，通常以筒形件直径d与坯料直径D的比值来表示，即m=d/D（5-1）其中m称为拉深系数，m越小，拉深变形程度越大；相反，m越大，拉深变形程度就越小。

5.1.2 拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程是一个复杂的塑性变形过程，其变形区比较大，金属流动大，拉深过程中容易发生凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂而使工件报废。

第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案一、填空题1.拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。

2.拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。

3.拉深系数m是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值，m越小，则变形程度越大。

4.拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。

坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。

5.对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：（１）变形区为凸缘部分；（２）坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向的伸长，即一向受压、一向收拉的变形；（３）极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。

6.拉深时，凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。

7.拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用，导致材料失稳_而引起。

8.拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。

9.拉深件的壁厚不均匀。

下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。

10.在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的。

即使在凸缘变形区也是这样，愈靠近外缘，变形程度愈大，板料增厚也愈大。

11.板料的相对厚度t/D越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。

12.因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是经过多次拉深的拉深件，起口部质量更差。

因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。

13.拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度。

14.正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆形。

15.用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件，通常是先做好拉深模，以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复试模，直到得到符合要求的冲件时，在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。

圆筒件拉深模具设计拉深是主要的冲压工序之一，而圆筒件又是最典型的拉深件。

本论文以外胆下壳零件为例，介绍了拉深零件工艺的制定、模具设计过程。

从毛坯尺寸的确定，拉深系数和拉深次数的选择，凸凹模尺寸的计算，拉深方式的选择到模具结构的最终敲定，从而建立了拉深模设计的基本过程。

本次设计的模具及工艺在生产实践中切实可行，取得了较好的经济效果。

标签：圆筒件拉深；拉深件工艺；凸凹模计算；模具结构1 零件毛坯尺寸的确定旋转体零件系采用圆形毛坯，其直径按面积相等原则计算。

以前，计算毛坯尺寸时，先将零件划分为若干便于计算的简单几何体，分别求出其面积后相加。

计算量大且容易出错，现在，利用计算机三维软件，如SolidWorks等，可以方便准确的计算出零件总表面积。

零件如图1所示，材料为3A21。

本零件相对高度为，参考《航空工艺装备设计手册-冷冲模设计》的表4-2 ，选取修边余量δ=11mm。

加上修边余量，在SolidWorks中设计出零件图，得出其总表面积ΣA=180950mm2。

毛坯直径：2 拉深系数和次数毛坯的相对厚度，（t为毛坯厚度）。

4 持续改进4.1 第二道拉深模的改进为了减小金属流动的阻力，凹模口部做成锥形。

这样，拉深毛坯的过渡形状呈曲面，具有了更大一些的抵抗塑性失稳的能力，使得起皱的趋向有所减小，其拉深效果比圆筒形好。

4.2 反拉深凹模的改进反拉深的凹模如果为整体，高度比较高，浪费比较贵的模具钢，加工难度大，需热处理的材料也多。

若改成三段组合，则比较节省。

5 模具结构设计参考文献：[1]王孝培.冲压手册（第二版）[M].机械工业出版社，2000.[2]《冲模设计手册》编写组.冲模设计手册—模具手册之四[M].机械工业出版社，1988.[3]郑家贤.冲压工艺与模具设计实用手册[M].机械工業出版社，2005.[4]《航空工艺装备设计手册》编写组.航空工艺装备设计手册—冷冲模设计[M].国防工业出版社，1998.基金资助：河南工程学院.机械基础与工程训练河南省实验教学示范中心（省级项目，编号508906）作者简介：黄宏俊（1981-），男，河南平顶山人，本科，讲师，研究方向：机械设计制造及其自动化。