Transcript 第五章拉深
第五章 拉深 主讲教师：林彩梅 罗定职业技术学院机电工程系 第五章 拉深 本章内容： • 第一节 圆筒形件拉深的变形过程 • 第二节 圆筒形件拉深的工艺计算及模具设计 • 第三节 阶梯形状零件的拉深 • 第四节 曲面形状零件的拉深 • 第五节 矩形件的拉深 • 第六节 其他拉深方法及辅助工艺 第五章 拉深 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、其他 形状零件的拉深特点、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。 第五章 拉深 拉深：是利用拉深模具将 冲裁好的平板或工序件 变成开口空心件的一种 冲压工艺。拉深可以制 成圆筒形、阶梯形、矩 形、球面、抛物面等旋 转体零件，也可制成方 形、矩形等非旋转体零 件，如图5-1所示。 图5-1拉深件示意图 a）轴对称旋转体拉深件 b)矩形件 c)不对称拉深件 第五章 拉深 平板坯料成形包括多种变形过程， 圆筒形件的拉深是其中的一种极端形式： 它在坯料平面内，一个主应变为拉，另 一个主应变为压，厚度变化很小；平板 坯料成形的另一种极端形式是胀形（双 向等拉）：它的两个主应变均为拉伸， 厚度边薄。其它成形工艺则介于两者之 间。 第一节 圆形件拉深的变形过程 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 表示方法； 2、掌握应力与应变状态；应力分布与起皱； 受力分析与拉裂； 3、了解防止起皱的措施。 重点及难点 1、拉深变形特点； 2、拉深变形的应力与应变状态 第五章 第一节 拉深 圆形件拉深的变形过程 一、拉深变形的过程及特点 平板圆形坯料变为圆筒形件的变形过程 如图5-2、5-3所示。 为了说明在拉深过程中坯料的变形情况， 在平板坯料上，沿直径方向画出一个局部的扇 形区域，如图5-4所示。 一、拉深变形的过程及特点 图5-2 圆筒件的拉深 1—凸模；2—压边圈；3—凹模；4—坯料；5—拉深 件 一、拉深变形的过程及特点 图5-3 拉深变形过程 一、拉深变形的过程及特点 金属材料在变形时发生塑性流动，使平板拉深成圆 筒。 图5-4 金属材料的转移 一、拉深变形的过程及特点 拉深前：圆形平面上同心圆间距相等，辐射线 分度相等，如图5-5所示。 拉深后：圆筒形件底部网格的形状基本没有变 化，而筒壁部分的网格发生了很大变化，拉深前等 距离a的同心圆拉深后变成了与筒底平行的距离不 等的水平圆圈线，间距也增大了，越靠近筒的口部 增大的越多。拉深前分度相等的辐射线拉深后变成 了距离相等、且垂直于底部的平行线。 取网格中一个小单元体来观察，如图5-6所示： 一、拉深变形的过程及特点 图5-5 拉深时网格的变化 一、拉深变形的过程及特点 图5-6 小单元体的拉深变形时网格变化 一、拉深变形的过程及特点 拉深变形的特点归纳： （1）在拉深过程中，处于凸模底部的材料几乎 不发生变化，变形主要集中在处于凹模端面上的凸 缘部分。 （2）由于金属材料内部的相互作用，使变形区 金属各单元体产生了内应力，在径向产生了拉应力 σ1，在切向产生了压应力σ3 ，在σ1和σ3的共同 作用 下该处金属材料沿径向伸长，且越到口部伸 长的越多；沿切向压缩，且越到口部压缩越多。 （3）拉深时，凸缘变形区内各部分的变形是不 均匀的，如图5-7所示。一般是底部厚度略有变小， 且筒壁厚度由底部向口部逐渐增厚。 一、拉深变形的过程及特点 高度方向的硬度也不同，越到零件口部越高。 图5-7 拉深件材料厚度和硬度的变化 第一节 圆形件拉深的变形过程 二、拉深时坯料内的应力与应变状态 拉深过程中，毛坏各部分的应力应变状态是不 一样的，由于变形区内的应力、应变状态决定了筒 形件成形的变形性质，因此应着重研究变形区的应 力、应变状态，毛坯处于如图5-8所示的不同区域 的应力与应变状态，图中： σ1、ε1——毛坯的径向应力与应变； σ2、ε2 ——厚度方向应力与应变； σ3、ε3 ——切向应力与应变。 二、拉深时坯料内的应力与应变状态 图5-8 拉深过程中变形毛毛坯的应力与应力状 态 二、拉深时坯料内的应力与应变状态 1、平面凸缘部分 材料在径向拉应力 和切向压应力的共同作 用下产生切向压缩与径 向伸长变形并逐步被拉 入凸、凹模间的间隙中 而形成直壁。在厚度方 向，由于压料圈的作用， 产生压应力。材料产生 切向压缩与径向伸长， 厚度有所增厚 （如图5-9所示） 。 图5-9平面凸缘的应力与应力状态 二、拉深时坯料内的应力与应变状态 2、凹模的圆角部分（如图5-10所示） 切向受压应力而压 缩，径向受拉应力而伸 长，厚度方向受到凹模 圆角的弯曲作用产生压 应力。切向压应力值不 大，径向拉应力最大， 且凹模圆角愈小，则弯 曲变形程度愈大，弯曲 引起的拉应力愈大，所 图5-10凹模圆角的应力与应力状态 以有可能出现破裂。 二、拉深时坯料内的应力与应变状态 3、筒壁部分（如图5-11所示） 直壁部分（传力区），已变形区，已经 发生了加工硬化，其变形抗力较大，所以几乎不再 变形。 • 该区域的应力状态为单向拉应力，拉伸变形。 图5-11筒壁的应力与应力状态 二、拉深时坯料内的应力与应变状态 4、凸模圆角部分（如图5-12所示） 承受径向拉应力和切向拉应力的作用，并且受到 凸模圆角的压力和弯曲作用，因而这部分材料变 薄最严重，尤其在与侧壁相切的部位；所以此处 最容易出现拉裂，是拉深的“危险断面” 。该区域 的应力状态为二拉一压。 图5-12凸模圆角的应力与应力状态 二、拉深时坯料内的应力与应变状态 5、筒底部分（如图5-13所示） 直接接受凸模施加的力并由它将力传给筒壁部分， 因此该区域也是传力区；且该区域材料在拉深开始 时即被拉入凹模，并在拉深的整个过程保持其平面 形状。它受双向拉应力作用，变形是双向拉伸变形。 图5-13筒底的应力与应力状态 第一节 圆形件拉深的变形过程 三、拉深时凸缘变形区的应力分布与起皱 1、凸缘变形区的应力分布 根据力学的平衡条件和塑性条件，可以求出拉 深过程的某一瞬间，凸缘变形区内和的大小。其值 按下式计算： Rt Rt 1 1.1 sm In ' （5-1） 3 1.1 sm (1 In ' ) （5-2） R R sm —— 拉深过程中某一瞬间凸缘区变形抗力的平均值， 与材料性质和变形程度有关； Rt —— 拉深过程中某一瞬间凸缘区的外缘半径； R —— 拉深过程中凸缘任意点的半径。 三、拉深时凸缘变形区的应力分布与起皱 将不同的 R 值代入公式（5-1）和（5-2）即可 得到拉深到 Rt 时，凸缘变形区切向压 应力和径向 拉应力的分布曲线（如图5-14所示）。 图5-14圆筒形件拉深凸缘区的应力分 布 三、拉深时凸缘变形区的应力分布与起皱 在处 R 1 max （即凸缘区内缘），径向拉应力最大： r Rt R Rt 1.1 sm In 1.1 sm In Inm Rr R R —— 坯料的半径； r —— 拉深件的半径。 三、拉深时凸缘变形区的应力分布与起皱 当开始拉深时，Rt = R ，则 1 max 1 1.1 sm In1 Inm 1.1 sm In m 当R Rt 时（即凸缘区外缘），切向压应力最大， 其值为： 3 max 1.1 sm 由图5-14所示曲线的变化规律可以得知，在凸缘 变形区一定存在这样一个圆，其上的切向压应力和 径向拉应力绝对值相等，并将凸缘分成两部分。 三、拉深时凸缘变形区的应力分布与起皱 令 1 3 求解得 R 0.61R t 2、凸缘变形区的起皱 拉深过程中，凸缘变形区的每个小扇形 块受到切向压应力σ3的作用。当σ3过大，扇形块 又较薄，超过该扇形块的临界压力时，扇形块就会 失稳弯曲而拱起，在凸缘变形区就会形成沿切向高 低不平的皱纹，这种现象称为起皱（如图5-15所 示） 。 三、拉深时凸缘变形区的应力分布与起皱 图5-15 拉深件的起皱与开裂现 象 三、拉深时凸缘变形区的应力分布与起皱 拉深是否起皱与拉深件受到切向压应力的大小和凸缘区 板料本身的抵抗失稳的能力有关，取决于以下因素： （1）凸缘部分材料的相对厚度。 （2）切向压应力σ3的大小。 （3）材料的力学性能。 （4）凹模工作部分的几何形状。 用平端面凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件是 t D (0.09 ~ 0.17)(1 d D) 用锥形凹模拉深时，毛坯首次拉深不起皱的条件是压 边力大小。 解决措施：压边圈。 t D 0.03(1 d D) 第一节 圆形件拉深的变形过程 四、筒壁传力区的受力分析与拉裂 坯料内各部分的受力关系如图5-11所示。筒壁 所受的拉应力除了与径向拉应力有关之外，还与由 于压料力引起的摩擦阻力、坯料在凹模圆角表面滑 动所产生的摩擦阻力和弯曲变形所形成的阻力有关。 1、压边力引起的摩擦力 2FY f dt 四、筒壁传力区的受力分析与拉裂 2、坯料流过凹模圆角时产生弯曲变形的阻力 1 t w b 4 rA t / 2 3、坯料流过凹模圆角后又被拉直成筒壁时产生 的反向弯曲阻力 W W ' 四、筒壁传力区的受力分析与拉裂 4、坯料流过凹模圆角时的摩擦阻力可近似按皮 带沿滑轮的滑动摩擦理论来计算：即用摩擦阻力系 数e 来修正，其中且当 / 2 时 e 2 1 1.6 为了克服上述各种阻力，筒壁必须传递的拉应力 值为： 2FY L 1 max dt b 1 1.6 r 2 A 1 t 四、筒壁传力区的受力分析与拉裂 式中 L —— 拉深到某一瞬间的筒壁传力区的拉应力； FY—— 压料力； —— 摩擦系数； d —— 拉深后筒形件的直径； —— 板料厚度； b—— 材料的抗拉强度； rA —— 凹模圆角半径； m —— 拉深系数。 t 四、筒壁传力区的受力分析与拉裂 如果 1 max 以整个拉深过程的最大值 代入公 式（5-7），即得整个拉深过程中筒壁内最大的拉 应力（ L max ），在 L max 瞬间及之前是可能发生拉 裂的危险阶段。最大拉应力求出后，最大拉深力即 可按下式计算 max 1 max Fmax dt L max 拉深工艺能否顺利进行的另一个关键问题是筒 壁传力区的拉裂，这主要取决于两方面：一方面是 筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传力区抗 拉强度。当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时， 拉深件壁部就产生破裂。 第二节 圆筒形件拉深的工艺计算及模具设计 学习目的与要求 1、掌握圆筒形件拉深系数和拉深次数的计算； 2、掌握拉深毛坯尺寸计算； 3、掌握带凸缘与不带凸缘圆筒形件的工序尺寸计算； 4、掌握压边装置与压力的确定； 5、掌握拉深力与压力机的选择； 6、掌握拉深件的工艺性分析； 7、掌握拉深模的设计原理。 重点及难点 1、圆筒形件拉深时拉深系数和拉深次数的计算； 2、拉深毛坯尺寸计算； 3、带凸缘与不带凸缘圆筒形件的工序尺寸计算； 4、压边装置与压力的确定； 5、拉深模的设计原理。 第二节 圆筒形件拉深的工艺计算及模具设计 一、拉深系数与拉深次数 1、拉深系数 拉深系数是表示拉深后圆筒形件的直径与 拉深前毛坯（或半成品）的直径之比，如图5-16所 d1 D 示m1。 m2 d 2 d1 ............. mn 1 d n 1 d n 2 mn d n d n 1 图 5-16 拉深工序示意图 一、拉深系数与拉深次数 工件的直径与毛坯直径之比称为总拉深系 数，即工件所需要的拉深系数 d n d1 d 2 d3 dn m总 m1m2 m3 mn D D d1 d 2 d n 1 d1 第一次半成品周长 m1 D 坯料周长 d 2 第二次半成品周长 m2 d1 第一次半成品周长 从上式可以看出，拉深系数也等于拉深后工 件周长与拉深前坯料（或半成品）周长之比。 一、拉深系数与拉深次数 拉深系数表示了拉深前后坯料直径或周长的变 化率，且反映了毛坯外边缘在拉深时切向压缩变形 的大小，因此可用它作为衡量拉深变形程度的指标。 其数值永远小于1。拉深系数愈小，说明拉深变形 程度愈大；相反，变形程度愈小。 一、拉深系数与拉深次数 2、极限拉深系数mmin及其影响因素 极限拉深系数：即使拉深件不破裂的最小拉深系数。 （1）材料的组织与力学性能 屈强比越小对拉深越有利间，拉深系数要取小些。 材料的塑性差时，则拉深系数要取大些。 材料的厚向异性系数r 和硬化指数n大时，可以采 用较小的拉深系数。 一、拉深系数与拉深次数 (2)板料的相对厚度t/D 因此板料相对厚度小，极限拉深系数较大；板料相 对厚度大，极限拉深系数较小。 (3)模具方面 1）凸模圆角半径rT太小，会降低极限变形程度。 2）凹模圆角半径rA对筒壁拉应力影响很大，拉深 过程中，由于板料绕凹模圆角滑动、弯曲和校直， 应增大凹模圆角半径。同理凹模圆角半径也不宜过 大，过大的圆角半径会减少板料与凹模断面的接触 面积及压料圈的压料面积，板料悬空面积增大，也 容易产生式稳起皱。 一、拉深系数与拉深次数 3）凸、凹模之间间隙也应适当。间隙太小时， 坯料进入间隙后会受到太大的挤压作用和摩檫阻力， 增大了拉深力，故极限拉深系数要提高；间隙太大， 则会影响拉深件的精度，拉深件锥度和回弹较大。 （4）凹模表面粗糙度及润滑条件 凹模工作表面（尤其是圆角）光滑，凸、凹模 间隙合理，润滑条件良好可以减小摩擦阻力和改善 金属的流动情况使极限拉深系数减小。 一、拉深系数与拉深次数 （5）拉深条件 是否采用压边圈对极限拉深系数的大小影响很 大。 （6）拉深速度 总结：凡是能增加筒壁传力区拉应力及减小危 险断面强度的因素均使极限拉深系数增大；凡是可 以降低筒壁传力区拉应力及增大危险断面强度的因 素都有利于毛坯变形区的塑性变形，极限拉深系数 就可以减小。根据拉深是材料的拉应力不应超过危 险断面强度的原则，首次极限拉深系数值大约为 0.4。通常m=0.46～0.60，以后各次的拉深系数在 0.70～0.86之间。 一、拉深系数与拉深次数 3、拉深次数 确定拉深次数时首先判断零件能否一次拉成，即 比较实际所需的总拉深系数m总和第一次允许的 极限拉深系数m1的大小。 m总>m1时，说明拉深该工件的实际变形程 度比第一次容许的极限变形程度要小，所以工 件可以一次拉成； m总≤m1时，说明该零件不可一次拉深成型， 必须进行多次拉深。 拉深系数的确定有两种方法：一是根据所查 拉深系数进行推算，即把毛坯直径或中间工序 毛坯尺寸依次乘以查出的极限拉深系 一、拉深系数与拉深次数 数m1,m2, m3,…, mn，计算得各次半成品的直径， 直到计算出的直径dn≤d为止（d为工件直径，调整 dn=d ），则计算出的最终次数n即为所需的拉深次 数；二是根据拉深件的相对高度（H/d）和毛坯的 相对厚度（t/D*100）从表中查取，如表5-4。 首次拉深和后续各次拉深的不同： （1）首次拉深时，平板毛坯的厚度和学性能 都是均匀的，而后续各次拉深时圆筒形工序件的壁 厚及力学性能都不均匀。 一、拉深系数与拉深次数 （2）首次拉深时，凸缘变形区是逐渐缩小的， 而后续各次拉深时其变形区保持不变，只是在拉深 终了以前才逐渐缩小。 （3）首次拉深时，拉深力的变化是变形抗力增 加与变形区减小两个相反的因素互相消长的过程， 因而在开始阶段较快地达到最大拉深力，然后逐渐 减小到零。而后续各次拉深变形区保持不变，但材 料的硬化及厚度的增加都是沿筒的高度方向进行的， 所以深力在整个拉深过程中一直都在增加，直到拉 深的最后阶段才由最大减小至零。 一、拉深系数与拉深次数 （4）后续各次拉深时危险断面与首次拉深时一 样，都是在凸模的圆角处，但首次拉深的最大拉深 力发生在初始阶段，所以破裂现象也发生在拉深的 初始阶段，而后续各次拉深的最大拉深力发生在拉 深的终了阶段，所以破裂现象往往发生在拉深的结 尾阶段。 （5）后续各次拉深变形区的外缘有筒壁的刚性 支持，所以稳定性较首次拉深时好。只是在拉深的 最后阶段，筒壁边缘进入变形区后，变形区的外缘 失去了刚性支持时才易起皱。 一、拉深系数与拉深次数 （6）后续各次拉深时由于材料已发生冷作硬化， 加上变形较复杂，所以它的极限拉深系数要比首次 拉深大得多，而且通常后一次略大于前一次。 二、毛坯尺寸的确定 （一）拉深件毛坯尺寸计算和原则 1、面积相等的原则 毛坯的尺寸是按拉深前毛坯表面积等于拉深后 工件的表面积的原则来确定的。 二、毛坯尺寸的确定 2、形状相似原则 拉深毛坯的形状一般与工件的截面形状相似， 即零件的横截面是圆形或椭圆形时，其拉深前毛坯 展开形状也基本上是圆形或椭圆形的。对于异形件 拉深，其毛坯的周边轮廓必须采用光滑曲线连接， 应避免急剧的转折和尖角，从而改善材料的流动。 具体求解步骤： （1）确定切边余量 见表5-5，5-6。 二、毛坯尺寸的确定 （2）计算工件表面积 ①将拉深件划分为若干个简单的几何体，如图5-17 所示 ； ②分别求出各简单几何体的表面积； ③ 把各简单几何体面积相加即为零件总面积； ④根据表面积相等原则，求出坯料直径。 二、毛坯尺寸的确定 按图得： 2 D A1 A2 A3 Ai 4 A1 d (h ) 故 4 D A d 0 2r A2 2 r 2 2 A3 d 0 2 4 整理后可得坯料直径为: i D d0 4d (h ) 2 rd0 8r 2 图5-17 旋转体拉深零 件毛坯尺寸计算 2 第二节 圆筒形件拉深的工艺计算及模具设计 三、圆形件工序尺寸的计算 （一）无凸缘圆筒形件各次拉深尺寸的计算 1、各工序拉深件直径的计算 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： １）保证ｍ1ｍ2…ｍｎ＝d/D ２）使ｍ1＜ｍ2＜…ｍｎ 三、圆形件工序尺寸的计算 最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径： ｄ1＝ｍ1Ｄ ｄ2＝ｍ2ｄ1 … ｄｎ＝ｍｎｄｎ-１ 2、各工序件圆角半径的计算 首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径可按 下式计算： rA1 0.8 ( D d )t 三、圆形件工序尺寸的计算 凸模圆角半径的确定： rT 1 (0.7 ~ 1.0)rA1 首次拉深可取： 中间各拉深工序凸模圆角半径可按下式确定： di 2 di 1 2t rTi 1 2 （ｉ＝3、4、…、ｎ） 3、工序件高度的计算 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角半径，如图5-18所示 。 三、圆形件工序尺寸的计算 图5-18圆筒形件的多次拉深 三、圆形件工序尺寸的计算 D2 r1 h1 0.25 d1 0.43 d1 0.32r1 d1 d1 D2 r2 h2 0.25 d 2 0.43 d 2 0.32r2 d2 d2 ... D2 rn hn 0.25 d n 0.43 d n 0.32rn dn dn d1、d2、…、 dn—— 各次工序件直径（中线值） h1、h2、…、 hn—— 各次工序件高度（中线值） r1、r2、…、 rn—— 各次工序件底部圆角半径 （中线值） D—— 坯料直径 三、圆形件工序尺寸的计算 (二)有凸缘圆筒形件后续各次拉深工序尺寸的计算 1、有凸缘圆筒形件的拉深特点 有凸缘圆筒形件的拉深变形原理与一般圆筒形 件是相同的，但由于带有凸缘，如图5-19所示 ， 其拉深方法及计算方法与一般圆筒形件的计算方法 有一定的差别。 图5-19 有凸缘圆筒形件与坯料图 三、圆形件工序尺寸的计算 有凸缘拉深件可以看成是一般圆筒形件在拉深 未结束时的半成品。图5-20所示为有凸缘圆筒形件 在拉深过程中不同时刻毛坯的形状和尺寸，以及在 拉深力和行程曲线上的位置。 根据df/d比值的不同： 窄凸缘圆筒形件：指df/d =1.1～1.4的凸缘圆筒 形件； 宽凸缘圆筒形件：指df/d ＞1.4的凸缘圆筒形件。 三、圆形件工序尺寸的计算 2、窄凸缘圆筒形件的拉深 第一种方法：可以将凸缘圆筒形件当作无凸缘 圆筒形件进行拉深，只是在最后两道拉深工序中才 将工序件拉成具有锥形的凸缘，最后通过整形工序， 压成平面凸缘。 图5-20 有凸缘圆筒形件与拉深过程 三、圆形件工序尺寸的计算 第二种方法是：一开始就拉深成带凸缘形状， 以后各次拉深一直保持现在的形状，只是改变各部 分尺寸，直到拉成所要求的最终尺寸和形状。 3、宽凸缘件的拉深 当rT=rA=r时，宽凸缘件毛坯直径的计算公式为： D d 4dh 3.44dr 2 f 三、圆形件工序尺寸的计算 宽凸缘件总的拉深系数可表示为： d d m D d 2f 4dh 3.44dr 1 2 df h r 4 3.44 d d d 由上式可见，宽凸缘圆筒形件的拉深系数取决于 凸缘的相对直径df/d（影响最大）、拉深件的相对 高度h/d和相对圆角半径r/d。 三、圆形件工序尺寸的计算 由于宽凸缘拉深件拉深时材料并没有被 全部拉入凸模，因此，与圆筒形件拉深相比这种拉 深有自己的特点： （1）宽凸缘件的拉深变形程度不能用拉 深系数的大小来衡量。 （2）宽凸缘件的首次极限拉深系数比圆 筒形件要小。 （3）宽凸缘拉深件的首次极限拉深系数 与零件的相对凸缘直径df/d，相对厚度有关。 三、圆形件工序尺寸的计算 拉深方法: （1）宽凸缘件拉深应遵循的规律： ①宽凸缘圆筒件拉深时，凸缘尺寸 微 量减小，就意味着筒壁产生了较大的拉应力增量。 为避免危险断面处破裂，第一次拉深就应使凸缘直 径达到最终值。而在以后的各次拉深中，保持凸缘 直径不变，仅使筒部直径和高度变化，由筒部板料 的转移流动来达到所要求的尺寸。 ②为了使后续各次拉深凸缘直径保持不变， 首次拉入凹模的板料应比制件最后 三、圆形件工序尺寸的计算 实际所需板料多3%~5%。在后续各次拉深时，用挤 压的方法将进入凹模多余板料按每次1%~3%返回到 凸缘，使凸缘增厚。 （2）宽凸缘件拉深方法： ①对于中小型制件（df<200mm）通常采用减小 筒部直径，增加筒部高度来达到最终尺寸。而圆角 半径在整个拉深过程中基本不变，如图5-21所示。 容易在制件表面上留下拉深的痕迹，尺寸形状不规 整。增加整形工序。 特点：第一次拉深时凸缘半径、r凸、r凹就拉深 至最终尺寸。 三、圆形件工序尺寸的计算 ②对于大型制件（df≥200mm ），经过第 一次拉深后，其凸缘处和底部的圆角半径很大，在 以后各次拉深中，高度保持不变，逐步减少圆角和 筒形部分直径而达到最终尺寸要求。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。但它只适用于坯料 的相对厚度较大，采用大圆角过渡不易起皱的情况。 三、圆形件工序尺寸的计算 图 5-21 宽凸缘零件的拉深方法 三、圆形件工序尺寸的计算 4、宽凸缘圆筒形件拉深工序尺寸的计算 （ 1）计算步骤 ①毛坯尺寸的计算。 按等面积原理进行，要考虑切边余量及多拉入 的材料。 ②判断工件能否一次拉成。 m总﹥m1，h/d≤h1/d1时，可一次拉成， 否则进行多次拉深。 三、圆形件工序尺寸的计算 ③拉深次数和半成品尺寸的计算。 凸缘件进行多次拉深时，第一次拉深后得到的 半成品尺寸，在保证凸缘直径满足要求的前提下， 其筒部直径d1应尽可能的小，以减少拉深次数同时 又要尽量多地将板料拉入凹模。 三、圆形件工序尺寸的计算 首次拉深系数的确定 假定 df/d1值 表5-8 d1=m1D m1 h1=··· t/D*100% 计算df/d1 t/D*100% 查表5-9 首次拉深的最大 相对高度h1/d1 h1/d1 三、圆形件工序尺寸的计算 第二次拉深系数的确定，根据表5-10进行计算。 即 dn=mndn-1 n≥2 直到dn≤d（工件直径）时，总的拉深次数n就 确定了。 各次筒部高度： 0.25 2 0.14 2 2 hn Dn d f 0.43rpn rdn rpn rdn2 dn dn 第二节 圆筒形件拉深的工艺计算及模具设计 四、压边装置与压边力的确定 在生产中，防止圆筒形件拉深过程中起皱的方 法，通常是在拉深模上设置压边装置，并采用适当 的压边力。变形程度较小，坯料相对厚度较大时， 不会起皱，就可不必采用压边圈。是否采用压边圈 可按表5-11确定。 1、压边装置（压边圈） 种类：首次拉深一般采用平板压边圈； 宽凸缘首次拉深所使用的压边圈； 带限位装置的压边圈； 后续各次拉深模的压边圈。 四、压边装置与压边力的确定 压料圈是压料装置的关键零件，常见的结构形 式有平面形、锥形和弧形，如图5-22、23所示。 图5-22 压料圈的结构形式 1-凸模 2-顶板 3-凹模 4-压料圈 四、压边装置与压边力的确定 图5-23 有限位装置的压料圈 四、压边装置与压边力的确定 双动压力机上进行拉深时，将压边圈安装在机 床的外滑块上，利用外滑块压边。 弹性压边常用的弹性元件有气垫、液压垫、弹 簧和橡皮垫四种。气垫、液压垫能在整个拉深过程 中保持压边力不变，压边效果较好。 2、压边力的确定 压边力的选择是在零件不起皱的条件下取最小 值，其表达式为 Q=Fq F—在压边圈下毛坯的投影面积； q—单位面积上的压力； 四、压边装置与压边力的确定 圆筒形件第一次拉深的压边力为 2 2 Q D d1 2rd 1 q 4 圆筒形以后各次拉深的压边力 2 2 Qn d n 1 d n 2rdn q 4 第二节 圆筒形件拉深的工艺计算及模具设计 五、拉深力确定与压力机的选取 1、拉深力 采用压料圈拉深时 首次拉深 F d1t b K1 F d i t b K 2 以后各次拉深 不采用压料圈拉深时 首次拉深 F 1.25 ( D d1 )t b 以后各次拉深 F 1.3 (d i 1 d i )t b 五、拉深力确定与压力机的选取 2、压力机选取 对于单动压力机，其公称压力应大于总的工艺 力，总工艺力包括拉深力P和压边力Q，即 P总≥P+Q 注意： 当拉深工作行程较大，尤其落料拉深复合时， 应使总工艺力曲线位于压力机滑块的许可载荷曲线 之下，否则易使压力机超载而损坏。 五、拉深力确定与压力机的选取 实际生产中可按下式估算压力机的公称压力P0： 浅拉深： P0>=（1.6~1.8）P总 深拉深： P0>=（1.8~2.0）P总 六、拉深件的工艺性 1、对拉深件外形的要求 应尽量减少其高度，使其尽可能用一次或两次 拉深工序来完成。 六、拉深件的工艺性 可用一次工序制成的条件有以下几点： （1）圆筒形件一次拉深的高度如表5-14。 （2）对于矩形件一次制成的条件：当矩形 件角部的圆角半径r=(0.05~0.20)B时，拉深件的 h<(0.3~0.8)B。 （3）对于凸缘一次制成的条件：零件的 圆筒形部分直径与毛坯直径的比值d/D≥0.4。 2、对拉深件形状的要求 （1）设计拉深件时，应明确注明必须保 证的是外形还是内形，不能同时标注零件内、外形 尺寸。 （2）尽量避免采用非常复杂的、非对 称的拉深件。 六、拉深件的工艺性 （3）拉深复杂外形的空心件时，要考虑工序 间毛坯定位的工艺基准。 （4）有下凹的拉深件。 （5）需多次拉深的零件，在保证必要的表面 质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可 能产生的痕迹。 （6）在保证装配要求的前提下，应允许拉深 件侧壁有一定的斜度。 3、对拉深件的圆角半径和精度要求 （1）拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距 离应满足：ａ≥Ｒ+0.5ｔ（或a>=rd+ 0.5t），如图 5-24所示。 六、拉深件的工艺性 （2）拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆 角半径应满足： rd ≥ｔ，Ｒ≥2ｔ，ｒ≥3ｔ。否则， 应增加整形工序。 （3）拉深件的尺寸精度应在T13级以下，不宜高于 IT11级。如果公差等级要求较高，可增加整形工序。 图5-24 拉深件的圆角半径 第二节 圆筒形件拉深的工艺计算及模具设计 七、凸、凹模工作部分的设计 1、凸、凹模的圆角半径 （1）凹模圆角半径的确定 首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径 可按下式计算： rA1 0.8 ( D d )t 以后各次拉深凹模圆角半径应逐渐减小， 一般按下式确定： rAi (0.6 ~ 0.8)rAi1 （ｉ＝2、3、…、ｎ） 以上计算所得凹模圆角半径一般应符合 rA≥2ｔ的要求。 七、凸、凹模工作部分的设计 （2）凸模圆角半径的确定 首次拉深可取：rT 1 (0.7 ~ 1.0)rA1 中间各拉深工序凸模圆角半径可按下式确定： di 2 di 1 2t （ｉ＝3、4、…、ｎ） rTi 1 2 最后一次拉深凸模圆角半径rTn即等于零件圆角半径 ｒ，但不小于料厚；如必须获得较小的圆角半径时， 最后一次拉深时仍取rpn>r零件,然后通过整形工序得到 零件要求的圆角半径。 七、凸、凹模工作部分的设计 2、拉深模间隙 (1)无压料圈的拉深模 其拉深间隙为： Z (1 ~ 1.1)tmax (2)有压料圈的拉深模 其拉深间隙可以查表5-16。 （3）矩形件拉深模的间隙，直边部分可近似 按U形件弯曲的间隙确定，圆角部分的间隙应比 直边部分的间隙大0.1t。 七、凸、凹模工作部分的设计 （4）圆筒形拉深件最后一道工序的间隙，尺寸 标注在外径上的圆筒形拉深件，应当以凹模为基准， 间隙取在凸模上，减小凸模尺寸取得间隙；尺寸标 注在内径上的圆筒形拉深件，应当以凸模为基准， 间隙取在凹模上，增大凹模尺寸得到间隙。 七、凸、凹模工作部分的设计 3、凸、凹模工作部分尺寸及公差 对于最后一道工序的拉深模 当零件尺寸标注在外形时，如图5-25所示， 以凹模为基准，工作部分尺寸为： DA ( Dmax 0.75) A 0 DT ( Dmax 0.75 2Z ) 0 T 七、凸、凹模工作部分的设计 图5-25 尺寸标注形式 七、凸、凹模工作部分的设计 当零件尺寸标注在内形时，以凸模为基准，工 作部分尺寸为： d T (d min 0.4) T 0 d A (dmin 0.4 2Z ) A 0 对于多次拉深，中间各工序的凸、凹模尺寸可 按下式计算： DA D A 0 DT ( D 2Z )0T 第二节 圆筒形件拉深的工艺计算及模具设计 八、拉深模的典型结构 1、单动压力机首次拉深模 所用的毛坯一般为平面形状，模具结构相对简单。 （1）无压边圈的拉深模 适用于底部平整、拉深变形程度不大、相对厚度 较大和拉深高度较小的零件。 无压边圈落料拉深复合模的结构，如图5-26所示。 （1）无压边圈的拉深模 图5-26无压边装置的简单拉深模 1-定位板；2-下模座；3-凸模；4---凹模 （1）无压边圈的拉深模 为防止制件在拉深后紧贴在凸模上难以取下， 或在取件过程中制件与凸模之间形成真空而引起制 件变形，在凸模上应设计与大气相通且直径大于 3mm的通气孔。 另一种无压边圈的拉深模，如图5-27所示： 刮件环是由两块（或四块）分离的部分构成的 环形，其直径可以增大，当拉深件完全通过后，在 拉簧拉力作用下，刮件紧贴凸模，于是在凸模上行 时可以将制件脱出，由下模座中落下。 （1）无压边圈的拉深模 图5-27首次拉深模无压边装置的简单拉深模 1、8、10-螺钉；2-模柄；3-凸模；5-凹模； 6-刮料环；7-定位板；9-拉簧；11-下模座 1、单动压力机首次拉深模 （2）有压边圈的拉深模 带弹性压边圈的正装式拉深模如图5-28所 示。 图5-28有压边装置顺装拉深模 （2）有压边圈的拉深模 中小型制件常采用这种模具形式。凹模固定 在上模座上，并设有刚性打料装置。坯料由固定挡 料销定位。凸模固定在下模座上，并设有弹性压边 装置，其压边力可以由弹簧或橡皮产生，也可以由 气垫产生。 2、单动压力机后续各次拉深模 后续各次拉深模的定位方式、压边方式、拉深 方法以及所毛坯与首次拉深有所不同，如图5-29所 示。 2、单动压力机后续各次拉深模 图5-29无压边装置的以后各次拉深模 八、拉深模的典型结构 3、单动压力机落料拉深模 （1）凸缘制件的落料拉深模 这类模具主要注意设计成先落料后拉深，因此 拉深凸模低于落料凹模。 工作过程：条形板料通过固定卸料板的定位槽 由前向后送入并定位，上模下行，落料拉深凸凹模 与落料凹模首先完成落料工序。上模继续下行，拉 深凸模开始接触落料毛坯并将其拉入落料拉深凸凹 模孔内，完成拉深工序。 3、单动压力机落料拉深模 上模回程时，固定卸料板从落料拉深凸凹模上卸下 废料，压边圈将制件从拉深凸模上顶出；若制件卡 在落料拉深凸凹模孔内，可通过打料杆推出。可以 通过改变定距块的厚度来控制拉深深度，保证拉深 制件的高度和凸缘的大小。 4、双动压力机拉深模 如图5-30所示，凸模通过螺钉销钉固定在凸模 座上，凸模座与压力机内滑块紧固；压边圈用螺钉 和压板坚固在压力机外滑块上；压边圈和凸模通过 导向板保持两者之间的位置；凹模用螺钉和压板紧 固在工作台上。 4、双动压力机拉深模 图5-30 双动压力机工作原 理 第三节 阶梯形状零件的拉深 学习目的与要求 了解阶梯形件拉深的拉深变形特点及工艺计算。 重点及难点 阶梯形件拉深的拉深变形特点及工艺计算。 第三节 阶梯形状零件的拉深 阶梯圆筒形件的拉深相当于圆筒形件多次拉 深的过渡状态（如图5-31所示） 图5-31 阶梯形零件 第三节 阶梯形状零件的拉深 1.拉深次数的确定 判断能否一次拉深 (h1 h2 h3 ...... hn ) / dn h / dn 2.拉深方法的确定 （1）若任意两个相邻阶梯的直径比都大 于或等于相应的圆筒形件的极限拉深系数，则先 从大的阶梯拉起 (如图5-32a)。 d n d n 1 （2）相邻两阶梯直径 之比小 于相应的圆筒形件的极限拉深系数，则按带凸缘 圆筒形件的拉深进行,即由小阶梯拉深到大阶梯 (如图5-32b) 。 第三节 阶梯形状零件的拉深 图5-32 阶梯形多次拉深方法 第三节 阶梯形状零件的拉深 d n d n 1 dn （3）若最小阶梯直径 过小，即 hn 过小， 又不大时，最小阶梯可用胀形法得到。 （4）若阶梯形件较浅，且每个阶梯的高 度又不大，但相邻阶梯直径相差又较大而不能一 次拉出时，可先拉成圆形或带有大圆角的筒形， 最后通过整形得到所需零件，(如图5-33)。 第三节 阶梯形状零件的拉深 图5-33 直径差较大的浅阶梯形件的拉深方法 第四节 曲面形状零件的拉深 学习目的与要求 1、了解曲面形状零件的拉深变形特点； 2、了解各类曲面形状零件的拉深方法； 3、理解提高曲面形状零件成形质量的措施。 重点及难点 1、曲面形状零件拉深变形特点； 2、提高曲面形状零件成形质量的措施。 第四节 曲面形状零件的拉深 曲面形状(如球面、锥面及抛物面) 零件的拉 深，其变形区的位置、受力情况、变形特点等都与圆 筒形零件不同，所以在拉深中出现的各种问题和解决 方法亦与圆筒形件不同。对于这类零件就不能简单地 用拉深系数衡量成形的难易程度，并把拉深系数作为 制定拉深工艺和模具设计的依据。 第四节 曲面形状零件的拉深 一、 曲面形状零件的拉深特点 1、曲面形状零件的成形过程 图5-34所示是球形零件拉深盛开的过程。 2、曲面形状零件的成形特点 （1）拉深球面零件时(图5-34)，毛坯的凸缘部 分与中间部分都是变形区，而且在很多情况下中间 部分反而是主要变形区 。 第四节 曲面形状零件的拉深 一、 曲面形状零件的拉深特点 （2）锥形零件的拉深与球面零件一样，除具有凸模 接触面积小、压力集中、容易引起局部变薄及自由 面积大、压边圈作用相对减弱、容易起皱等特点外， 还由于零件口部与底部直径差别大，回弹特别严重， 因此锥形零件的拉深比球面零件更为困难。 （3）抛物面零件,其拉深时和球面以及锥 形零件一样，材料处于悬空状态，极易发生起皱。 总之:曲面形状零件的拉深是拉深和胀形 两种变形方式的复合，其应力、应变既有拉伸类、 又有压缩类变形的特征。 第四节 曲面形状零件的拉深 图5-34 球面形状零件拉深 第四节 曲面形状零件的拉深 二、球面零件拉深方法 球面零件可分为半球形件(图5-35a)和非半球 形件(图5-35b，c，d) 两大类。不论哪一种类型， 均不能用拉深系数来衡量拉深成形的难易程度。 对于半球形件，根据拉深系数的定义可知，其拉 深系数是与零件直径无关的常数，即： md Dd 2 d 0.707 第四节 曲面形状零件的拉深 图5-35 各种球面形状的零件 第四节 曲面形状零件的拉深 三、 锥形零件拉深方法(如图5-36) （1）对于低锥形件 h d 2 0.25 ~ 0.30, 50 ~ 80 ( ) ， 可一次拉成，但精度不高，因回弹较严重。可采用带 拉深筋的凹模或压边圈，或采用软模进行拉深。 h d 2 0.3 ~ 0.70, 15 ~ 45 （2）对于中锥形件 h d 2 0.7 ~ 0.80, 10 ~ 30 ）， （ 拉深方法取决于相对料厚： （3）对于高锥形件 （ ）， 因大小直径相差很小，变形程度更大，很容易产生变 薄严重而拉裂和起皱。 第四节 曲面形状零件的拉深 图5-36 锥形件 第四节 曲面形状零件的拉深 四、 抛物面零件拉深 抛物面零件常见的拉深方法有下面几种： (1)浅抛物面形件 h / d 0.5 ~ 0.6 ( ) 因其高径比 接近球形，因此拉深方法同球形件。 h / d 0.5 ~ 0.6 (2)深抛物面形件 ( )其拉深难度有 所提高。这时为了使毛坯中间部分紧密贴模而又 不起皱，通常需采用具有拉深筋的模具以增加径 向拉应力。如汽车灯罩的拉深(如图5-37)就是采 用有两道拉深筋的模具成形的。 第四节 曲面形状零件的拉深 图5-37 汽车灯罩的拉深 第五节 矩形零件的拉深 学习目的与要求 1、了解矩形件的拉深变形特点及拉深变形程度； 2、了解矩形体坯料的形状和尺寸的确定； 3、了解其他矩形零件的拉深。 重点及难点 1、矩形件的拉深变形特点及拉深变形程度； 2、矩形体坯料的形状和尺寸的确定。 第五节 矩形零件的拉深 一、矩形件的拉深特点(如图5-38) 根据网格的变化可知矩形件拉深有以下 变形特点： （1）矩形件拉深的变形性质与圆筒件一 样，也是径向伸长，切向缩短 。 （2）变形的不均匀导致应力分布不均匀 (如图5-39)。 （3）矩形件拉深时，直边部分除了产生 弯曲变形外，还产生了径向伸长，切向压缩的拉 深变形。 第五节 矩形零件的拉深 图5-38 矩形件拉深变形特点 第五节 矩形零件的拉深 图5-39 矩形件拉深时的应力分布 第五节 矩形零件的拉深 二、 矩形零件拉深毛坯形状与尺寸确定 1．一次拉深成形的低矩形件 低矩形件是指一次可拉深成形，或虽两次 拉深，但第二次仅用来整形的零件(如图5-40) 。计 算步骤如下： (1)按弯曲计算直边部分的展开长度 l0 H 0.57rp H H 0 ΔH (2)把圆角部分看成是直径为d=2r,高为h 的圆筒件，则展开的毛坯半径为： R r 2 2rH 0.86rp r 0.16rp 第五节 矩形零件的拉深 二、 矩形零件拉深毛坯形状与尺寸确定 (3)通过作图用光滑曲线连接直边和圆角 部分，即得毛坯的形状和尺寸 : D 1.13 B 2 4 BH 0.43rp 1.72H 0.5r 4rp 0.11rp 0.18r 第五节 矩形零件的拉深 图5-40 低矩形矩毛坯作图法 第五节 矩形零件的拉深 2.多次拉深高矩形件毛坯形状和尺寸的确定 该类零件的变形特点是在多次拉深过程中， 直边与圆角部分的变形相互渗透，其圆角部分将 有大量材料转移到直边部分。毛坯尺寸仍根据工 件表面积与毛坯表面积相等的原则计算。当零件 为正方矩形且高度比较大，需要多道工序拉深时， 如图5-41，可采用圆形毛坯，其直径为： D 1.13 B 2 4 B( H 0.43rp ) 1.72r ( H 0.5r ) 0.4rp (0.11rp 0.18r ) r 当rp 时： D 1.13 B 2 4 B( H 0.43r ) 1.72r ( H 0.33r ) 第五节 矩形零件的拉深 图 5-41 方矩件毛坯的形状与尺寸 第五节 矩形零件的拉深 三、矩形件多次拉深的变形程度 1. 在矩形件的初次拉深时，圆角部分侧壁内的 拉应力大于直边部分。因此，矩形件初次拉深的极 限变形程度受到圆角部分侧壁传力区强度的限制。 但是，由于直边部分对圆角部分拉深变形的 减轻作用和带动作用，都可以使圆角部分危险断面 的拉应力有不同程度的降低。因此，矩形件初次拉 深可能成形的极限高度大于圆筒形零件。 第五节 矩形零件的拉深 2.方形矩拉深工序形状和尺寸确定(如图5-42) 采用直径为D0 的圆形毛坯，中间工序都拉深 成圆筒形的半成品，在最后一道工序才拉深成 方形矩的形状和尺寸。计算时，应采用从n-1道 工序，即倒数第二次拉深开始，确定拉深半成 品件的工序直径。 Dn 1 1.41B 0.82r 2 Dn-1 ——n-1道拉深工序所得圆筒形件半成品 的直径(mm)； B ——方形矩的内表面宽度(mm)； r——方形矩角部的内圆角半径(mm)； δ——方形矩角部壁间距离(mm)。该值直接影 响毛坯变形区拉深变形程度是否均匀的最重要 参数。 第五节 矩形零件的拉深 图5-42 方形矩多工序拉深的 半成品形状和尺寸 第五节 矩形零件的拉深 3. 长方形矩的拉深方法与正方形矩相似，中间 过渡工序可拉深成椭圆形或长圆形，在最后一次 拉深工序中被拉深成所要求的形状和尺寸，如图 5-43所示。其计算与作图同样由 n-1 道(倒数第 二次拉深)工序开始，由内向外计算。 第五节 矩形零件的拉深 图5-43 寸 高长方形矩多工序拉深的半成品形状和尺 第六节 其它拉深方法及辅助工艺 • • • • • 学习目的与要求 1、了解其他拉深方法的工作原理； 2、掌握拉深辅助工序； 重点及难点 拉深辅助工艺 第六节 其它拉深方法及辅助工艺 一、软模拉深 软模拉深是指用橡胶(包括聚氨酯橡胶)、液体 或气体的压力代替刚性凸模或凹模对板料进行拉深。 它又分为软凸模拉深和软凹模拉深，由于该法便模 具简单化，特别是在成批及小批生产中获得较为广 泛的应用。 1、软凸模拉深 用液体的压力代替金属凸模进行拉深。 在液体压力作用下，平板毛坯的中间部分苜 先受两向拉应力作用产生胀形变形，其形状由平面 变成为接近球面的曲面。 一、软模拉深 当液体压力继续增大，而且毛坯法兰边的径向拉应 力也增大，当达到足以使凸缘变形区产生拉深变形 时，毛坯周边材料便开始逐渐进入凹模。并形成侧 壁。 用液体凸模拉深时，由于液体与毛坯之间不 存在摩擦力，毛坯的稳定性不好，容易偏斜，而且 中间部分容易变薄，所以该法应用受到一定限制。 但是，由于所用的模具简单，有时不用冲压设备也 能进行拉深工作，所以它常用于大尺寸的或形状极 为复杂零件的拉深。 一、软模拉深 2、软凹模拉深 用液体压力或橡胶代替金属凹模的软凹模拉 深具有理想的拉深工艺，如图5-44所示： 1)拉深过程中，软凹模以很大的压力，将板 料紧紧包覆于凸模上。这样，不仅可以提高零件的 成形准确度；而且，危险断面不断转移(由凸模圆 角与筒壁相切处逐渐转移到凹模圆角与筒壁相切 处)，使传力区抗拉强度提高。并且由于增加了凸 模与板料间的有利摩擦力，可使拉出的零件壁厚均 匀，变薄率大大减小。 2)可以减少板料与软凹模一侧的相对滑动， 从而使有害摩擦力有相当程度的降低。 一、软模拉深 图5-44 液体软凹模拉深 第六节 其它拉深方法及辅助工艺 二、径向加压拉深法 在拉深凸模对毛坯作用的同时，由高压液体 在毛坯变形区的四周施加径向压力的结果，使变形 区的应力状态发生变化，并使径向拉应力的数值减 小。在变形区的外边缘则是三向应力状态。由于径 向压力的作用，毛坯变形区产生变形所需的径向拉 应力下降，减轻了毛坯传力区的负担，所以极限变 形程度可以提高。另外，高压液体由毛坯与模具 二、径向加压拉深法 接触面之间的泄漏也形成了良好的强制润滑 作用，有利于拉深进行。 模具和设备比较复杂，应用受到一定限制。 三、差温拉深法 拉深时，毛坯可能产生的最大变形受到 传力区侧壁强度的限制。 温差拉深法就是在拉深过程中使毛坯的变形区 和传力区处于不同的温度，而其温度变化的影响恰 好有利于提高拉深时的极限变形程度。 三、差温拉深法 1、局部加热并冷却毛坯的拉深 该法的模具结构如图5-45所示。在拉深过程中， 利用凹模及压边圈之间的加热器将毛坯局部加热到 一定温度，以提高材料的塑性，降低凸缘的变形抗 力；而拉入凸凹模之间的金属，由于在凹模洞口与 凸模内通以冷却水，将其热量散逸，不致降低传力 区的抗拉强度。故在一道工序中可获得很大的变形 程度。 三、差温拉深法 图5-45 局部加热拉深工 艺 三、差温拉深法 2、深冷拉深 该法的模具结构如图5-46所示。在拉深变 形过程中，用液态空气(-183°)或液态氮（-195°） 深冷凸模，使毛坯的传力区被冷却到-（160°～ 170°）而得到大大强化，在这样的低温下，10～ 20号钢的强度可提高到1.9～2.1倍，而18—8型钢 的强度能提高2.3倍。从而降低的拉深系数，对于 10～20号钢，m = 0.37～0.385，对于1Cr18Ni9及 1Cr18Ni9Ti不锈钢，m = 0.35～0.37 。 三、差温拉深法 图5-46 温差拉深 第六节 其它拉深方法及辅助工艺 四、拉深过程的辅助工序 分为： （1）拉深工序前的辅助工序，如材料的软化 热处理、清洗和润滑等； （2）拉深工序间的辅助工序，如软化热处理、 涂漆和润滑等； （3）拉深后的辅助工序，如消除应力退火、 清洗、打毛刺、表面处理和检验等。 四、拉深过程的辅助工序 1、润滑 在毛坯与凹模接触表面之间涂上润滑剂， 在两者之间形成一层薄膜，将两者滑动的表面相互 隔离，因而可以减少毛坯与凹模相互间的摩擦，从 而也减少了凹模的磨损。 应涂在压边面和凹模圆角部位，以及与 此部位相接触的毛坯表面上。 切忌在凸模表面或与凸模接触的毛坯表面上涂润滑 剂，以防止材料沿凸模滑动，使材料变薄。 四、拉深过程的辅助工序 润滑剂要满足以下要求： （1）形成一层坚固的膜，能承受很大的压力。 （2）附着性强，形成均匀分布的润滑层，摩 擦系数小。 （3）不损坏模具及制件的机械性能和化学性 能。 （4）易清洗，性能稳定，无害。 四、拉深过程的辅助工序 在生产中使用不同润滑剂的原则是： （1）当拉深材料中的应力接近于强度极限时， 必须采用含有大量粒状填料（石墨、滑石）的润滑 剂。 （2）拉深材料中的应力不大时，允许采用不带 填料的油剂润滑剂。 （3）当拉深不锈钢、高温合金等黏模严重、强 化剧烈的材料时，一般也需要对毛坯表面进行“隔 离层”处理，目前常用的方法是在金属表面喷涂氯 化乙烯漆，在拉深时再涂机油。 四、拉深过程的辅助工序 2、中间热处理 在拉深过程中，除铅和锡外，几乎所有金属都 要产生加工硬化现象，使金属的强度指标：屈服极 限和抗拉强度增大，而塑性指标：伸长率和断面收 缩率降低。 根据硬化率的高低可降金属分为两类： （1）普通硬化金属 （2）高度硬化金属 普通硬化的金属，如工艺过程制订得正确，模 具设计合理，一般不需要进行中间退火；而对于高 度硬化的金属，在一、二次拉深工件之后，需要进 行中间热处理，恢复材料的塑性，软化金属组织。 四、拉深过程的辅助工序 （1）低温退火 （2）高温退火 特别指出：拉深后的制件常常需要进行消除残 余应力的低温退火，否则在长期保存过程中，这些 制件在内应力的作用下容易产生变形或龟裂。特别 对于不锈钢、高温合金及黄铜。 3、酸洗 为了去除热处理工序件的表面氧化皮及其它污 物，以及表面处理前的准备。 四、拉深过程的辅助工序 方法： 一般是将冲件置于加热的稀酸液中浸蚀，接着 在冷水中漂洗，后在弱碱溶液中将残留于冲件上的 酸中和，最后在热水中洗涤并经烘干即可。 退火、酸洗是延长生产周期和增加生产成本、 产生环境污染的工序，应尽可能加以避免。