圓筒形件拉深系數(shù)
1.拉深系數(shù)的概念
拉深系數(shù)是指拉深后工件直徑d與拉深前毛坯直徑D之比。 M=d/D
A. （M<1）拉深系數(shù)M反映了拉深時(shí)材料變形程度的大小，M越小，表明變形程度越大。
B. 拉深系數(shù)M是拉深工藝中的一個(gè)重要參數(shù)，是拉深工藝計(jì)算和模具設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
C. 實(shí)際生產(chǎn)中，為減少拉深次數(shù)，M一般取最小值。
D. 當(dāng)M小到一定值時(shí)，凸緣外邊沿便會(huì)出現(xiàn)起皺現(xiàn)象，但可用增加壓力圈的壓邊力防止起皺的出現(xiàn)。
E. 當(dāng)M 小到一定值時(shí)，出現(xiàn)拉破現(xiàn)象，拉破一般出現(xiàn)在拉深力快出現(xiàn)峰值時(shí)，即拉深的初始階段。
F. 極限拉深系數(shù)，在危險(xiǎn)斷面不被拉破的條件下所能采用的最小拉深系數(shù)。
2.影響拉深系數(shù)的因素
A. 材料的機(jī)械性能。材料的塑性好，屈服比σs/σb小的材料，m可小些，因σs小，說(shuō)明材料易變形，σb大，說(shuō)明危險(xiǎn)斷面承載能力高，不易拉斷。
B. 毛坯的相對(duì)厚度t/D。
C. 拉深方式：有壓力圈時(shí)，拉深系數(shù)M可小些。
D. 模具結(jié)構(gòu)：拉深模的凸，凹模圓角的大小，及凸，凹模之間的間隙大小，對(duì)拉深系數(shù)影響很大。
E.磨擦與潤(rùn)滑條件：要求凹模、壓力圈與毛坯接觸面應(yīng)光滑，要求潤(rùn)滑，但凸模與毛坯接觸面要粗糙些好，不要潤(rùn)滑，以增加磨擦力，減少拉裂的可能性。
3.拉深系數(shù)的確定
由于影響材料拉深系數(shù)的因素很多，理論計(jì)算與實(shí)際相差太大，各種材料的拉深系數(shù)都是由實(shí)驗(yàn)方法獲得的。
拉深模的分類
1.再次拉深模
它是半成品毛坯套在壓力圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半成品毛坯拉進(jìn)凹模中，使半成品直徑減少，主要區(qū)別：是壓邊圈與首次拉深的壓邊圈不同。
2.復(fù)合拉深模
其中其拉深凹模又起到落料凸模的作用。
圓筒形拉深工藝計(jì)算
1.無(wú)凸緣筒形件拉深的工藝計(jì)算
�。�1） 拉深次數(shù)的確定
A. 求出工件的拉深系數(shù)：mz=d/D。
B. 假如mz>m1,則可一次拉深成形；如mz< m1，則需多次拉深（兩次或兩次以上）。
C. 求m1, m2, m3……mn直到體積小于mz為止，為時(shí)的n即是拉深的次數(shù)。
D. 另一種方法是由工件的相對(duì)高度H/d和相對(duì)厚度t/D確定。
E. 多次拉深的目的是防止拉裂。
�。�2）再次拉深的特點(diǎn)
變形仍然是依靠徑向拉應(yīng)力和切向壓應(yīng)力的聯(lián)合作用。使半成品的直徑發(fā)生收縮，增加高度。
它與首次拉深的不同主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
A. 首次拉深，再次拉深。
B. 毛坯：平板（厚度均，機(jī)械性能均勻），半成品（厚度不均，各處性能不一）。
C. 變形區(qū)：整個(gè)凸緣部分始終參與變形，只有臺(tái)肩部分參與變形。
D. 拉深力：初始階段較大，以后逐漸減小。
F. 危險(xiǎn)斷面：拉裂出現(xiàn)在初始階段，在凸模圓角處 拉裂出現(xiàn)在拉深未尾，在凸模圓角處。
G. 起皺：凸緣易起皺，起皺不易發(fā)生，只是在拉深末尾發(fā)生。
H. 拉深系數(shù)：最小→逐次增大。
�。�3）工藝計(jì)算程序
�。�. 確定切邊余量δ。
�。�. 計(jì)算毛坯的直徑Ｄ。
�。�. 確定是否用壓邊圈。
�。�. 確定拉深系數(shù)與拉深次數(shù)。
Ｅ. 確定各次拉深的直徑
�。�. 確定各次拉深的凸凹模圓角半徑：
ra=0.8 (D-d)t
ran=(0.6～0.9)ran-1
rt=(0.6-1)ra
G.確定各次拉深半成品的高度。
2.帶凸緣筒形件拉深的工藝計(jì)算
�。�1）帶凸緣（法蘭邊）筒形件分類：
�。�. 凸緣相對(duì)直徑很小 dt/d=1.1～1.4，相對(duì)高度較大 H/d>1，可以按無(wú)凸緣筒形件進(jìn)行工藝計(jì)算和拉深，即：首次拉深不留凸緣，再次拉深時(shí)留出錐形凸緣，最后工序把凸緣壓平。
Ｂ. 凸緣相對(duì)直徑很大 dt/d>4，并且高度Ｈ很低，這類零件的變形特點(diǎn)已起出拉深范圍，屬于脹形。
�。�. 凸緣相對(duì)半徑較大 dt/d>1.4，相對(duì)高度已較大，這類稱寬凸緣筒形件，即帶凸緣筒形件，它有兩種成形方法：第一種是每次拉深高度不變，改變達(dá)到要求；第二種是改變每次拉深的直徑來(lái)增加高度。
（2）帶凸緣筒形件的拉深特點(diǎn)：（原理與不帶凸緣筒形件相似）
�。�. 拉深系數(shù)
dt/d——凸緣相對(duì)直徑
H/d——工件相對(duì)高度r/d--底部及凸緣部分相對(duì)圓角半徑
m由以上三個(gè)尺寸因素確定，其中dt/d影響最大，而r/d影響最小，當(dāng)毛坯直徑Ｄ及拉深系數(shù)一定時(shí)，dt/d和H/d不同，則材料的變形程度不同，dt/d越小，H/d越大，則變形程度越大。
�。�.帶凸緣筒形件拉深，凸緣不全轉(zhuǎn)變?yōu)橥脖�，其可以看作是無(wú)凸緣拉深過(guò)程中的一個(gè)中間狀態(tài)，因此，其首次拉深系數(shù)可小于或即是無(wú)凸緣形件的拉深。
由于極限拉深系數(shù)m的大小主要取決于最大拉深力出現(xiàn)時(shí)是否拉破。當(dāng)拉到凸緣直徑為dt時(shí)，出現(xiàn)最大拉深力，則帶凸緣的拉深和不帶凸緣的拉深的極限拉深系數(shù)相同。如當(dāng)拉到凸緣直徑為dt時(shí)，未達(dá)到最大拉深力（即拉深力未超出材料的屈服極限），則帶凸緣的拉深系數(shù)還可再小些，其拉深系數(shù)可小于不帶凸緣拉深時(shí)的拉深系數(shù)，
�。�. 首次拉深時(shí)，m1=d1/D一定時(shí)，dt/d1與H1/d1的關(guān)系一定，即dt減小，Ｈ１增大，由于d1不變，按體積不變?cè)瓌t，dt與Ｈ１的變化關(guān)系不變，即變形程度由Ｈ１/d1來(lái)表示，即可由材料的極限H1/d1(即m1為極限拉深值時(shí))當(dāng)工件的Ｈ／d<h1/d1時(shí)，則可一次拉深，否則需再次拉深。
�。�. 帶凸緣筒形件的拉深中，dt是首次拉深中形成，在以后的各次拉深中不變，僅僅是靠減小直筒部分的直徑來(lái)增加筒形件的高度。凸緣部分由于首次拉深時(shí)的冷作硬化作用，在以后的拉深中已難以拉動(dòng)變形，強(qiáng)行拉動(dòng)會(huì)導(dǎo)致拉破。
使第一次拉深進(jìn)凹模的材料比最后拉深部分實(shí)際所需材料多才多3%～５％，使多余材料在以后的再次拉深中逐步分配，最后被留在凸緣上，防止由于材料不夠，在再次拉深中強(qiáng)行拉深。凸緣進(jìn)凹模而出現(xiàn)工件拉破現(xiàn)象。
�。�3）帶凸緣筒形件拉深高度：
Hn-第n次拉深高度
D-平板毛坯直徑
dt-凸緣直徑
dn-第n次拉深直徑
Rn-第n次拉深上部圓角半徑
Rn-第n次拉深底部圓角半徑
拉深的模具結(jié)構(gòu)
1.首次拉深模
（１） 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，制造輕易。
�。ǎ玻� 壓邊圈即起壓邊作用，又起卸料作用和板料的定位作用。
（３） 凸模上開(kāi)有氣孔，以防止拉深件緊吸附于凸模上而造成困難。
�。ǎ矗� 模具采用倒裝式，以便在下部空間較大的位置安裝和調(diào)節(jié)壓邊裝置。
2.再次拉深模
再次拉深模，半成品毛坯套在壓邊圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半成品毛坯拉進(jìn)凹模中，使半成品直徑減小，主要區(qū)別：是壓邊圈與首次拉深的壓邊圈不同。
3.復(fù)合拉深模
拉深的凹模又起到落料凸模的作用。
拉深模工作部分尺寸確定
其工作部分主要是指?深凸模、凹模和壓邊圈。這些工作部件的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)拉深件的變形和拉深件的質(zhì)量有很大的影響。
１.拉深間隙
拉深間隙對(duì)拉深件筒形直壁部分有校正作用：間隙大，則校正作用減小，效果不明顯，形成口大底小的錐形；間隙減小，則拉深力增大，易造成拉破的現(xiàn)象，而且模具的磨損快。
考慮到拉深中外緣的變厚，除最后一次拉深間隙取即是或略小于板料厚度以外（以保證工件精度），其余拉深都應(yīng)把間隙取為稍大于材料厚度。對(duì)于不用壓邊圈的拉深，Z=(1～1.1)Zmax，未次拉深用小值，中間拉深用大值。
２.凸凹模圓角半徑
凹模圓角半徑對(duì)拉深件影響更大，凹模圓角不能小，但太大，易造成壓邊面積小而起皺，而且拉深過(guò)程中，凸緣較早離開(kāi)壓邊圈，亦會(huì)引起起起皺現(xiàn)象。
凸模圓角小，圓角材料變薄嚴(yán)重，易拉裂：
ran=(0.6～0.9)tan-1
rt=(0.6～1)ra
最后工序rt=r工件>(1 ～２)t
３.凸凹模工作部分尺寸計(jì)算
拉深件尺寸精度主要取決于最后一道工序，拉深凸凹模尺寸，與中間工序尺寸無(wú)關(guān)，所以中間工序可直接取工序尺寸作為模具工作部分尺寸，而最后一道工序則要根據(jù)工件內(nèi)（外）形尺寸要求和磨損方向來(lái)確定凸凹模工作尺寸及公差。
按尺寸標(biāo)注方式：
標(biāo)外形：Ｄa=(D-0.75t)+ δn dt=(D-0.75-2Z)- δt
按內(nèi)形標(biāo)注：Da=(d+0.4t+2Z)+ δa dt=(d+0.4t) δt
其中δa和δt按ＩＴ８～９級(jí)精度。
拉深凸模出氣孔按d=(5～１０)mm
４. 采用壓邊圈條件及壓邊圈類型
�。ǎ保� 不產(chǎn)生起皺的條件是：Ｄ-d<22t
�。ǎ玻� 壓邊裝置的類型：剛性和彈性兩類。
剛性壓邊圈：是雙動(dòng)壓力機(jī)上利用外滑塊壓邊，壓邊不隨拉深的行程變化而變化。
彈性壓邊裝置：用于單動(dòng)壓力機(jī)上，壓邊力隨沖床的行程變化而變化
（３） 壓邊圈的類型：
平面壓邊圈：一般用于首次拉深。
帶弧形的壓邊圈：用于t/D<0.3帶有小凸緣圓角半徑的拉深。
帶限位裝置的壓邊圈：保持壓邊力均衡，防止壓邊圈把毛坯壓得太死。
拉深的質(zhì)量分析
�。�1） 拉裂，起皺：由于壓邊力小，造成起皺，使拉進(jìn)凹模型腔困難。
�。�2） 拉裂：徑向拉應(yīng)力太大。
�。�3） 起皺：切向壓應(yīng)力太小，失穩(wěn)。
�。�4） 工件邊沿呈鋸齒狀：毛坯邊沿有毛刺。
�。�5） 工件邊沿高低不一：毛坯中心與模具中心不一致，或是由于材料壁厚不均，凹模圓角半徑，模具間隙不均。
（6） 危險(xiǎn)斷面明顯變�。簣A角半徑（模具）太小，壓力力太大。
�。�7） 工件底部拉脫：凹模圓角太小。材料處于切割狀態(tài)。
（8） 工作凸緣折皺：凹模圓角半徑太大，拉深未了時(shí)壓力圈壓不到，起皺后被繼續(xù)拉進(jìn)凹模。
