表4-29 连续拉深件的修边余量δ（一） 注：表中的修边余量直接加在制件的凸缘上，再计算毛坯的展开尺寸。图4-35 带凸缘筒形件毛坯尺寸的计算表4-31 简单几何形状的表面积计算公式（续）计算时，拉深件尺寸均按厚度中心线尺寸计算，但当带料（条料）厚度小于1.0mm时，也可以按制件图标注的外形或内形尺寸计算。......
2023-06-26
计算实例：带料连续拉深工艺优化
【摘要】：图5-57 管壳连接拉深排样图例5-4 图5-58所示为窄凸缘筒形件，材料为08F钢，料厚为0.5mm，年产量较大，经分析采用带料连续拉深冲压较为合理。
例5-3 图5-55所示为管帽零件。材料为纯铜，料厚为0.4mm。
解 具体拉深工艺计算步骤如下：
1.毛坯直径计算
1）计算制件毛坯直径（不包括修边余量）。计算该制件毛坯相关尺寸可参考图5-56。按表4-32中序号20公式计算D1。
图5-55 管帽制件图
图5-56 计算毛坯用尺寸
2）计算毛坯实际直径。由于该制件外形尺寸较小，修边余量可直接加在制件毛坯直径的外形上。由表4-30查得，当制件料厚为0.4mm，制件毛坯直径为15.75mm时，修边余量δ≈1.4mm。
求得实际毛坯直径为
结合实际经验把以上计算的毛坯直径调整为D=17mm。
2.计算总拉深系数m总
由表4-41查得m总=0.2～0.24，由表4-33查得[m总]=0.24～0.26。由此可以看出m总=0.28>[m总]。那么可以不进行中间退火工序，用连续拉深设计是能够成立的。
3.确定拉深类型
对于材料厚度t=0.2～0.5mm，外径小于10mm的纯铜圆筒形件，可直接选用整体带料连续拉深。
4.带料宽度和步距的计算
由表5-8序号1所列的图示计算带料宽度B，即
实际带料宽度B按经验值取19mm。
由表5-8序号1所列的图示计算带料步距A，即
式中，b1=1.5mm，由表5-9查得。
5.确定各次拉深直径和拉深次数
按式
计算，求得各次拉深的凸模直径，并确定拉深次数。
根据以上倒推法计算需10次拉深，经调整后实际拉深凸模的直径如下：d1=14.35mm；d2=12.45mm；d3=10.75mm；d4=9.3mm；d5=8.0mm；d6=6.85mm；d7=6.0mm；d8=5.2mm；d9=4.7mm；d10=4.34mm。
6.各次拉深的凸、凹模圆角半径计算
（1）首次拉深凸、凹模圆角半径计算
1）首次拉深凸模圆角半径按式（4-46）计算，即
2）首次拉深凹模圆角半径按式（4-47）计算，即
（2）以后各次拉深凸、凹模圆角半径计算
1）以后各次拉深凸模圆角半径按式
计算：
求得rP2=1.6mm，rP3=1.2mm，rP4=1.0mm，rP5=0.8mm，rP6=0.7mm，rP7=0.6mm，rP8=0.5mm，rP9=0.5mm，rP10=0.5mm。
2）以后各次拉深凹模圆角半径按式
计算：
求得rd2=1.5mm，rd3=1.2mm，rd4=1.0mm，rd5=0.8mm，rd6=0.7mm，rd7=0.6mm，rd8=0.5mm，rd9=0.4mm，rd10=0.3mm。从第10次的凹模圆角半径可看出rd10=0.3mm，而制件的口部凸缘处圆角半径为0.2mm。只有增加整形工序进行整形，才能达到制件的要求。故在工位⑩后面增加了两次整形工序，其一是减小圆角半径；其二是将直径ф4.34mm增大到直径ф4.35mm，具体如图5-57所示。
7.各工位拉深高度计算
无工艺切口的各工位拉深高度可按式
计算。
求得
按以上计算得各次拉深高度，经调整后的实际近似值如下：H1=6mm，H2=6.6mm，H3=7.3mm，H4=7.8mm，H5=8.5mm，H6=8.8mm，H7=9.5mm，H8=10mm，H9=10.5mm，H10=10.7mm。
按式（4-42）计算各工位的拉深高度虽然比较方便，但实际的各工位拉深高度经过试模后进一步调整才能确定。
8.绘制出连续拉深的排样图
经过以上的各环节拉深工艺的计算后，绘制出图5-57所示的连续拉深排样图，该制件共分为13个工位来完成，具体各工位的加工内容如下：
工位①：首次拉深；
工位②：第二次拉深；
工位③：第三次拉深；
工位④：第四次拉深；
工位⑤：第五次拉深；
工位⑥：第六次拉深；
工位⑦：第七次拉深；
工位⑧：第八次拉深；
工位⑨：第九次拉深；
工位⑩：第十次拉深；
工位(11)、(12)：整形；
工位(13)：落料。
图5-57 管壳连接拉深排样图
例5-4 图5-58所示为窄凸缘筒形件，材料为08F钢，料厚为0.5mm，年产量较大，经分析采用带料连续拉深冲压较为合理。
解 具体拉深工艺计算步骤如下：
1.毛坯直径计算
如图5-58所示，该制件为窄凸缘拉深件。从表4-29查得，当凸缘直径为ф18.4mm时，查得修边余量δ=2.0mm，计算毛坯的凸缘直径d凸=（18.4+2×2）mm=22.4mm。其毛坯尺寸按料厚中心线绘制出，如图5-59所示。
图5-58 窄凸缘筒形件
图5-59 按料厚中心线绘出
计算该制件毛坯相关尺寸可参考图5-59。按表4-32中序号20公式计算毛坯D。
调整后得拉深件的实际毛坯直径为37.5mm。
2.总拉深系数m总计算
由表4-33查得
所以
那么可以不进行中间退火工序，用连续拉深设计是能够成立的。
3.确定拉深类型
由
根据表5-6和h/d的值，决定采用有工艺切口的连续拉深排样。
4.选择工艺切口的类型
对于薄料的圆筒形件连续拉深，可选用表5-7序号3中有两圈工艺切口的类型。因该工艺切口类型在拉深过程中，带料的料宽与步距不受拉深影响而变形，即带料在拉深过程中是平直的，使送料更稳定，所以可以在带料的搭边上设置导正销孔精确定位。
5.计算和确定工艺切口的相关尺寸、料宽和步距等
工艺切口有关尺寸见表5-8序号3所列的图示。
料宽B由表5-8序号3中的公式查得
步距A由表5-8序号3中的公式查得
式中，n=1.5mm，b2=1.5mm，由表5-9查得。
6.确定是否采用多次拉深
根据凸缘相对直径d凸/d=1.47；毛坯相对厚度t/D×100=1.33；h/d=1.1，查表4-40的一次拉深所能达到的最大相对高度h1/d1=0.63，则h/d（1.1）>h1/d1（0.63），需多次拉深才能达到要求。
7.确定拉深次数和拉深系数
首次拉深系数查表4-37，试选拉深系数m1=0.58。
从图5-58可以看出，该制件相对高度小，可直接查表4-38选m2=0.76。于是m1m2=0.58×0.76=0.44>0.4（总拉深系数），说明第二次拉深后还是不能达到制件的要求。应再加一次拉深工序，查表4-38选m3=0.79。
在实际生产中，采用了三次连续拉深，其调整后的拉深系数分别为m1=0.58，m2=0.80，m3=0.87。即每次拉深采用较小的变形程度，相应地也可以减小过渡工序的凸、凹模圆角半径，最后也不需加整形工序。在连续拉深模设计时要考虑增加1～2个空工位，对拉深过程较为有利。
8.拉深直径的计算
根据以上调整后的拉深系数求得各工序拉深直径如下：
首次拉深直径：
二次拉深直径：
三次拉深直径：
9.凸、凹模圆角半径的计算
1）首次拉深凹模圆角半径可按式（4-43）计算：
以后各次拉深凹模圆角半径按式rd3≈1.35mm。
计算得：rd2≈1.6mm，
2）rP1≈2.35mm，rP2≈2.35mm，rP3≈2.35mm。
10.各次拉深高度的计算
1）首次拉深高度计算。计算拉深高度时，对于有工艺切口的带料连续拉深，首次拉深时，拉入凹模的材料比所需的多4%～6%（工序次数多时取上限，反之，工序次数少时取下限）。
首次拉深假想毛坯直径按式（4-50）计算：
其中，x值取4%。
首次拉深高度按式（4-51）计算：
2）第二次拉深高度计算。第二次拉深假想毛坯直径按式（4-53）计算：
首次拉深进入凹模的面积增量x，在第二次拉深中部分材料返回到凸缘上。那么式中x1值取2%。
第二次拉深高度按式（4-52）计算：
3）第三次拉深高度等于制件的高度，那么H3=16.8mm。
11.校核首次拉深的相对高度
查表4-40，当
时，
而
故上述计算是合理的。
12.绘制出连续拉深的排样图
根据以上的毛坯直径、拉深系数、拉深直径及各工序拉深高度等计算，绘制出图5-60所示的连续拉深排样图。
图5-60 连续拉深带料排样图
具体工位安排如下：
工位①：冲切导正销孔，冲切内圈切口；
工位②：空工位；
工位③：冲切外圈切口；
工位④：空工位；
工位⑤：首次拉深；
工位⑥：空工位；
工位⑦：第二次拉深；
工位⑧：第三次拉深；
工位⑨：冲底孔；
工位⑩：落料。
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