拉深,第9节__压边力、拉深力和拉深功（范文推荐）

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　 第九节

　压边力、拉深力和拉深功

　 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 4-50。

　表 4–50

　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 ＜1.5 1.5～2.0 ＞2.0 ＜0.6 0.6 ＞0.6 ＜1 1～1.5 ＞1.5 ＜0.8 0.8 ＞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。

　压边力的计算列于表 4-51。

　表 4–51

　压边公式的计算公式 100tD1100ntdt D1m1 nt dnm0.03(1 )tmD 10.03( 1)tD m 0.045(1 )tmD 10.045( 1)tD m 

　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。

　表 4–52

　在单动压床上拉深时单位压边力的数值 材

　 料 单位压边力 / MPa 铝 纯铜、硬铝（退火的或钢淬好火的）

　黄铜 压轧青铜 20 钢、08 钢、镀锡钢板 软化状态的耐热钢 高合金钢、高锰钢、不锈钢 0.8～1.2 1.2～1.8 1.5～2 2～2.5 2.5～3 2.8～3.5 3～4.5 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）； F A  2 21[ 2 ]4F D d r p  凹（ ）2 21[ 2 ]4n nF d d r p  凹（ ）ApD1dnd r 凹pp548( 1.1) 10bDp zt  zbtDpmax3( )( )b sF D d r t      凹maxFbsd

　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。

　为了更简便的计算拉深力，可采用表 4-54 所推荐的实用公式。

　表 4–54

　计算拉深力的实用公式

　拉深件型式 拉深工序 公式 查系数 K 的表格编号 无凸缘的筒形零件 第 1 次 第 2 次及以后各次

　 表 4 - 55 表 4 - 56 宽凸缘的筒形零件 第 1 次

　表 4 - 57 带凸缘的锥形及球形零件 第 1 次

　表 4 - 57 椭圆形盒形件 第 1 次 第 2 次及以后各次

　 表 4 – 55 表 4 - 56 低的矩形盒 （一次工序拉深）

　表 4 – 58

　 高的方形盒 （多工序拉深）

　第 1 次及 2 次以后各次 与筒形件同

　表 4 – 59、表 4 - 56 表 4 - 60 高的矩形盒 （多工序拉深）

　第 1 次及 2 次以后各次 与椭圆盒形件同

　表 4 – 59、表 4 - 56 表 4 - 60 任意形状的拉深件 —

　表 4 - 60 变薄拉深（圆筒形零件）

　—

　— 表中公式符号：

　 ——拉深力（N）； max 1 2(2 )bF l r c Lc    底maxFr 底L1c2c1 1 bF d t K   2 2 bF d t K   1 3 bF d t K   3 b bF d t K   1 1 cp bF d t K   2 2 cp bF d t K   1 4(2 2 1.72 )bF b b r t K    5(4 1.72 )bF b r t K   1 5(2 2 1.72 )bF b b r t K    5 bF Lt K  1 7( )n n n bF d t t K   F

　及 ——筒形件的第一次及第二次工序直径，根据材料中心线计算（mm）；

　——材料厚度（mm）；

　 ——锥形件的小直径，半球形的止境之半（mm）；

　——椭圆形零件的第一次及第二次工序后的平均直径（mm）；

　——次工序后的零件外径（mm）； 及 ——盒形件的长与宽（mm）；

　 ——盒形件的圆角半径（mm）； 及 —— 次及 次拉深工序后的壁厚（mm）；

　 ——材料的抗拉强度（MPa）；

　——凸模周边长度（mm）； 、 、 、 、 、 、——系数。分别有表 4-55、表 4-56、表 4-57、表 4-58、表4-59、表 4-60 查得；

　——系数，黄铜为 1.6～1.8，钢为 1.8～2.25。

　表 4–55

　筒形件第一次拉深时的系数 值（08～15 号钢）

　相对厚度 第一次拉深系数

　0.45 0.48 0.50 0.52 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 5.0 2.0 1.2 0.8 0.5 0.2 0.1 0.95 1.10 0.85 1.00 1.10 0.75 0.90 1.00 1.10 0.65 0.80 0.90 1.00 1.10 0.60 0.75 0.80 0.90 1.00 1.10 0.50 0.60 0.68 0.75 0.82 0.90 1.0 0.43 0.50 0.56 0.60 0.67 0.75 0.90 0.35 0.42 0.47 0.50 0.55 0.60 0.75 0.28 0.35 0.37 0.40 0.45 0.50 0.60 0.20 0.25 0.30 0.33 0.36 0.40 0.50 注：1.当凸模圆角半径 =（4～6）

　t 时，系数 应按表中数值增加 5﹪。

　2.对于其他材料，根据材料塑性的变化，对查得值作修正（随塑性减低而增大）。

　表 表 4 4 – 56

　筒形件第一次拉深时的系数 值 （08～15 号钢）

　相对厚度 第二次拉深系数

　0.7 0.72 0.75 0.78 0.80 0.82 0.85 0.88 0.90 0.92 5.0 2.0 1.2 0.85 1.10 0.70 0.90 1.10 0.60 0.75 0.90 0.50 0.60 0.75 0.42 0.52 0.62 0.32 0.42 0.52 0.28 0.32 0.42 0.20 0.25 0.30 0.15 0.20 0.25 0.12 0.4 0.16 1d2dtKd1 cpdnd1bbr1 nt nt1 nnbL1K2K3K4K5K6K7K1K100tD1mr 凹1K2K100tD2m

　0.8 0.5 0.2 0.1 1.00 1.10 0.82 0.90 1.00 1.10 0.70 0.76 0.85 1.00 0.57 0.63 0.70 0.82 0.46 0.50 0.56 0.68 0.35 0.40 0.44 0.55 0.27 0.30 0.33 0.40 0.8 0.20 0.23 0.30 注：1. 当凸模圆角半径 =（4～6）t 时，表中值应加大 5﹪。

　2.对于 3、4、5 次拉深的系数 K2。由同一表格查出其相应的 及 的数值，但需根据是否有中间退火工序而取表中较大或较小的数值；

　 无中间退火时—— 取较小值（靠近下面的一个数值）

　 有中间退火时—— 取较小值（靠近上面的一个数值）

　3.对于其它材料，根据材料塑性的变化，对查得值作修正（随塑性减低而增大）。

　表 表 4 4 – 57

　宽凸缘筒形件第一次拉深时的系数 值（08～15 号钢）

　﹙用于 = 0.6～2﹚ 凸缘相对直径

　第一次拉深系数 m2 0.35 0.38 0.40 0.42 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 3.0 2.8 2.5 2.2 2.0 1.8 1.5 0.3 1.0 1.1 0.90 1.0 1.1 0.83 0.9 1.0 1.1 0.75 0.83 0.9 1.0 1.1 0.68 0.75 0.82 0.90 1.0 1.1 0.56 0.62 0.70 0.77 0.85 0.95 1.10 0.45 0.50 0.56 0.64 0.70 0.80 0.90 1.0 0.37 0.42 0.46 0.52 0.58 0.65 0.75 0.85 0.30 0.34 0.37 0.42 0.47 0.53 0.62 0.70 0.23 0.26 0.30 0.33 0.37 0.43 0.50 0.56 0.18 0.20 0.22 0.25 0.28 0.33 0.40 0.45 注：1.这些系数也可用作于带凸缘的锥形及半球形零件在无拉深肋模具上的拉深。当采用拉深肋时， 值应增大 10﹪～20﹪。

　2.对于其它材料，根据材料塑性的变化，对查得值作修正（随塑性减低而增大）。

　表 4–58

　由一次拉深成的低矩形件的系数 值（08～15 号钢）

　毛坯相对厚度

　角部相对圆角半径

　2～1.5 1.5～1.0 1.0～0.6 0.6～0.3 0.3 0.2 0.15 0.10 0.05 盒形件相对高度

　系数 值 r 凸nm100tD2K2K3K100tD1dd凸3K4K100tDrBhB4K

　1.0 0.90 0.75 0.60 0.40 0.95 0.85 0.70 0.55 0.35 0.90 0.76 0.65 0.50 0.30 0.85 0.70 0.60 0.45 0.25 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 — 0.7 0.6 0.5 0.4 — — 0.7 0.6 0.5 — — — 0.7 0.6 — — — — 0.7 注：对于其它材料,根据材料塑性的变化,对查得值作修正（随塑性减低而增大）。

　表 表 4 4 – 59

　由空心的筒形或椭圆形毛坯拉深高盒形件 最后工序的系数 值

　（08～15 号钢）

　毛坯相对厚度% 角部相对圆角半径

　○ ○ ○ 0.3 0.2 0.15 0.1 0.05 系数 值 2.0 1.2 0.8 0.5 4.0 2.5 1.5 0.9 5.5 3.0 2.0 1.1 0.40 0.50 0.55 0.60 0.50 0.60 0.65 0.75 0.60 0.75 0.80 0.90 0.70 0.80 0.90 1.0 0.80 1.0 1.1 —

　注：1.对于矩形盒， d 1、 d 2 为第 1 及第 2 道工序椭圆形毛坯的小直径。对于方形盒。

　d 1、 d 2 为第 2 道工序圆筒毛坯直径。

　2.对于其它材料，须视材料塑性好或差（与 08、15 号钢相比较），查得 值再作或小或大的修正。

　表 4–60 值 制件复杂程度

　难加工件 普通加工件 易加工件 值 0.9 0.8 0.7

　2.压床吨位的选择。

　对于单动压床

　对于单动压床

　式中 ——压床的公称压力； ——内滑块公称压力； ——外滑块公称压力； ——拉深力； 5KrB5K5K6K6KF F F  拉 压1F F 拉 2F F 压F1F2FF 拉

　——压边力。

　3.拉深功 拉深力并不是常数，而是随凸模的工作行程改变的（图 4-110），为了计算实际的拉深功（即曲线下的面积），不能用最大拉深力 ，而应该用平均拉深力。

　1）不变薄拉深

　式中 ——拉深功（J）； ——最大拉深力（N）； ——拉深深度（mm）；

　——系数（查表 4-61）。

　图 4-110

　拉深力——凸模行程图 表 4-61

　 与拉深系数的关系 拉深系数

　0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 系数

　0.8 0.77 0.74 0.70 0.67 0.64 2）变薄拉深

　式中 F——变薄拉深力（按表 4-54 中所列的最后一项公式计算）（N）。由于变薄拉深力在凸模工作过程中近似不变，故可视作平均值；

　 ——拉深深度（mm）；

　 1.2——安全系数，考虑由于变薄拉深过程中摩擦所增加的能量消耗。

　F 压maxF3 3max10 10 A F h cF h    平均AmaxFhccmc31.2 10 A Fh  h

　压力机电动机的功率可按下式计算：

　式中 ——压力机电动机功率

　 ——不平衡系数

　 ——拉深功（J）；

　 ——压力机效率；

　 ——电动机效率；

　 ——压力机每分钟的行程次数。

　 1.36——由马达转换成千瓦的转换系数。

　1 260 750 1.35KAnN    NKA12n