圆筒形件拉深计算

常见的旋转体拉深件坯料直径的计算公式查阅手册.
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三、复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定
久里金法则求其表面积：
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。 如右图所示，旋转体表面积为
A 2Rx L
因拉深前后面积相等，故坯料直径D： D 2 2R x L 4 D 8R x L
［m］
（3）拉深工作条件 1）模具的几何参数 2）摩擦润滑 3）压料圈的压料力
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（4）拉深方法、拉深次数、拉深速度、拉深件的形状等
表 3 圆筒形件的极限拉深系数（带压料圈） 表 4-8 圆筒形件的极限拉深系数（带压料圈）
圆筒形件的极限拉深系数
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圆筒形件的极限拉伸系数 （不带压料圈）
h 6mm
D d 2 4d ( H h) 1.72 dr 0.56 r 2
代已知条件入上式得Ｄ＝98.2ｍｍ
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（２）确定拉深次数 坯料相对厚度为
t 2 100 % 2.03% 2% D 98.2 按表4-1可不用压料圈，但为了保险，首次拉深仍采用压料圈。
但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。
圆形拉深件
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方形拉深件
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。 切边工序：拉深件口部不整齐，需留切边余量。
表1 无凸缘圆筒形拉深件的修边余量
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压料圈的结构形式
机械工程学院模具教衡和防止将坯 料压得过紧，特别是拉深板料较薄且凸缘较宽的拉深件 时，可采用带限位装置的压料圈，如下图所示。限位柱 可使用压料圈和凹模之间始终保持一定的距离s。对于带 凸缘零件的拉深，s=t+(0.05～0.1)mm;铝合金零件的拉 深，s=1.1t;钢板零件的拉深，s=1.2t(t为板料厚度)

形的应 变与 凸缘半径之 间的关系 ． 并通过该 关系求得 了等效应变 ． 确定 了真实 应力
应 变 关 系模 式 。 而 求 解 出 拉 深 力 ． 从
关键 词 ： 拉深过程； 应变分析； 拉深力
中图分类 号 ： Ｇ ８．１ Ｔ ３６４
文献 标识码 ： Ａ
拉 深或拉 延是板 材 冲 压成 形工 艺 中的 一道 重要工 序 ， 在金 属板 材 成形 中 不但 应用 广 泛 ， 且应 用历 而
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内 蒙古 工 业大 学 学报 第２ ５卷 第 ３期
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＮＮＥＲ Ｏ ＮＧＯＬＩ ＯＦ Ｉ Ｍ Ａ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ Ｉ ＯＦ ＴＥＣＨＮ（ Ｌ０Ｇ Ｙ ）
文章 编 号 ：０ １ ５６ （０ ６ ０ —１ ３０ １０ — １ ７ ２ ０ ）３０ ８ — ７
性 加工 理 论 ．
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内蒙古工业 大学学报
１ １ 平 底拉 深时 的等 效 应变 ．
１１ １ 等效 应变 （ ） ．． 一 如 图 １所示 ， “ 为 凹模 入 口（。 ） 的径 向位 移 ， 设 。 ，点 处 ． 由于 。 方 向是 指 向 凹模 的 中 心 ， 属 向 凹模 内移 动 ， 的 金 凸缘变形 相 当于一 个 环形 毛坯 在径 向拉应 力 的作用 下收
形 理论 》 汪大 年教 授 的《 、 金属 塑 性 成形 原 理 》 俞汉 清 教授 的《 、 金属 塑性 成 形 原理 》 最 新 出版 的《 料 成 、 材
形原理 》 ）在较 为权威的杂志上也没有相关研究的报道． 等 ． 但是这些 问题确实对实际生产有着重要影
响． 特别是 计算 拉 深或 拉 延力 的理 论公 式 即拉 深或拉 延力Ｐ随拉 深 或拉 延ｈ的变 化 关 系——Ｐ—ｈ曲线 ， 对 于精确 计算 拉深 或 拉延 力 、 究拉 延与 胀形之 间的关系 、 件的 胀形 量 与被 拖 入 凹模 内金属 的 量 的计 研 工

摘要随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。

本文针对带凸缘圆筒形零件的拉伸工艺性及拉伸工序过程，列举其中一次拉深并完成模具设计。

介绍了筒形零件冷冲压成形过程，经过对筒形零件的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。

进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。

同时具体分析了模具的主要零部件的设计，冲压设备的选用，凸、凹模间隙调整。

列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。

关键词冲压件/带凸缘圆筒形拉伸件/拉伸工艺/拉深模设计WITH FLANGE CYLINDRICAL DEEPDRAWING DIE DESIGNABSTRACTAs China's industrial development unceasingly, the mold industry also appears more and more important. This paper belt of flange cylindrical parts stretching manufacturability and stretching process process, list one time deep drawing and complete the mold design. Cold stamping process of cylindrical parts is introduced, after mass production of the cylindrical parts, parts quality, parts structure, and use requirement analysis, research, according to not reduce the usability for the premise, to identify it for stamping parts, complete parts processing, with stamping method and the brief analysis of the blank shape, size, layout, cutting board, deep drawing, stamping process in nature, the determination of number and order. The technology force, pressure center, mold working parts dimension and tolerance of calculation, and design the mold. At the same time, concrete analysis of main components of the mold design, the selection of stamping equipment, convex and concave die clearance adjustment. Lists the mould needs a detailed list of spare parts, and gives the reasonable assembly drawing.KEYWORDS stamping parts, flange cylindrical stretching, stretching, deep drawing die design process目录1 前言 (1)1.1 模具的概论 (1)1.1.1 冲压与冲模 (1)1.1.2 我国冲压现状与发展方向 (2)1.1.3 国外模具发展趋势及行业特点 (2)1.1.4 模具设计及加工技术的现状 (3)1.1.6 冲模的零部件 (4)1.2 冲压件工艺分析 (5)1.2.1 冲压加工的经济性分析 (5)1.2.2 冲压件的工艺性分析 (5)1.3 本设计要求 (6)2 工艺方案 (7)2.1 工艺性分析 (7)2.1.1 拉深件的结构与尺寸 (7)2.1.3拉深件材料 (7)2.2 设计方案的确定 (7)3 主要工艺参数计算 (8)3.1 确定排样、裁板方案 (8)3.1.1 工艺分析 (8)3.1.2 确定修边余量 (8)3.1.3 坯料直径 (8)3.1.4 排样 (9)3.1.5 压力中心的确定 (10)3.2 拉深工艺的计算 (10)3.2.1 压边 (10)3.2.2 总拉深系数 (10)3.2.3 预算拉深次数 (10)3.2.4 确定首次拉深工序件尺寸 (11)3.2.5 确定拉深次数及以后各次拉深的工序件尺寸 (12)3.2.6 第二次拉深直径和高度 (13)3.2.7 第三次拉深直径和高度 (13)3.2.8 修边 (14)3.2.9 拉深速度 (14)3.3 工艺力计算 (14)3.3.1 拉深力 (14)3.3.2 压料力 (15)3.4 压力机的选择 (16)3.4.1 初选压力机 (16)3.4.2拉深功 (16)3.4.3压力机电动机功率 (16)3.4.4功率校核 (17)4 拉深模设计 (17)4.1拉深模具结构设计 (17)4.2模具工作部分尺寸计算 (17)4.2.1 凸凹模间隙 (17)4.2.2 凸凹模圆角半径 (17)4.2.3凸凹模工作尺寸及公差 (17)4.3标准件的选取 (18)4.3.1 模架 (18)4.3.2下模座 (19)4.3.3上模座 (19)4.3.4 导柱、导套 (19)4.3.5 销钉 (19)4.3.6 螺钉 (20)4.3.7 模柄 (20)4.3.8带螺纹推杆（顶杆） (20)4.3.9 打杆 (20)4.3.10 打杆螺母 (21)4.3.11 橡胶的选取 (21)4.3.12 橡胶螺杆 (22)4.3.13 ；螺杆螺母 (22)4.3.14 模柄紧固螺钉 (22)4.4模具非标准件的设计 (22)4.4.1 拉深凸模的设计 (22)4.4.2拉深凹模的设计 (23)4.4.3 凸模固定板设计 (24)4.4.4压料圈的设计 (24)4.4.6 托板的设计 (25)5 压力机的校核 (25)6 模具装配图 (26)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 前言板料冲压是金属加工的一种基本方法，他用以生产各种板料零件，具有生产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。

压边力、拉深力和拉深功的计算一、压边力1.压边条件为了防止在拉深过程中，工件的边壁或凸圆起皱，应使毛坯（或半成品）被拉入凹模圆角以前，保持稳定状态，起稳定程度主要取决于毛坯的相对厚度，或以后各次拉深半成品的相对厚度，拉深时是采用压边圈的条件，列表于1。

表1采用或不采用压边圈的条件拉深方法第一次拉深以后各次拉深×100×100用压边圈可用可不用不用压边圈＜1.51.5～2.0＞2.0＜0.60.6＞0.6＜11～1.5＞1.5＜0.80.8＞0.8为了作出准确的估计，还应考虑拉深系数的大小，在实际生产中可以用下述公式计算。

锥形凹模拉深时，材料不起皱的条件是：首次拉深以后各次拉深普通平端面凹模拉深时，毛坯不起皱的条件是：首次拉深以后各次拉深如果不能满足上述公式要求，则可在拉深模设计时应考虑实用压边圈。

2.压边力的计算压边圈的压力必须适当，如果过大，就需要增加拉深力，因而会使工件拉裂，而压边圈的压力过低，就会使工件的边壁或凸缘起皱。

在生产中单位压边力p可以按下表选取，压边力为压边面积乘单位压边力，即：FQ＝Ap公式中，FQ－压边力（N）A-在压边圈下毛坯的投影面积(mm2)p－单位压边力（Mpa）压边力的计算列于表2。

表 2 压边公式的计算公式拉深情况公式拉深任何形状的工件筒形件第一次拉深（用平毛坯）筒形件以后各次拉深（用筒形毛坯）注：—压边圈的面积; —单位压边力; —平毛坯直径;、、……—拉深件直径；—凹模圆角半径。

P的经验公式：式中——各工序拉深系数的倒数；——毛坯的抗拉强度（MPa）；——材料厚度（mm）；——毛坯直径（mm）。

值亦可有表4-52或表4-53查得。

二、拉深力及拉深功1.拉深力的计算在确定拉深条件所需的压力机吨位时，必须先求得拉深力。

如果给定了毛坯的材质，直径和板料厚度，拉深模的直径及凹模的圆角半径等，则、在拉深圆筒形件时，其最大拉深力可按下式计算：式中——拉深力；——材料的抗拉强度（MPa）；——材料的屈服极限（MPa）；——拉深凹模直径（mm）；对于长方形盒件，可按下面经验公式：式中——拉深力（N）；——工件底部的圆角半径（mm）；——直边部分全长（mm）；=0.5时，用于拉深很浅的工件；=2.5时，用于拉深深度为的工件；=0.2 用于间隙较大，且无压边圈时；=0.3 用于牙边力为时；=1.0 用于拉深很困难时。