计算拉深力和压边力的方法

计算拉深力与压边力的目的在于选择设备和设计模具时对各零件的强度校核。

1.拉深力的计算

利用冲模将坯料拉深成一定形状和尺寸的制品零件所需用的作用力称为拉深力。

(1)圆筒形制品零件拉深力的计算

圆筒形制品零件的拉深力，可按下式计算:

一次成形或首次拉深:P₁=πd₁tσ_b·n₁

以后各次拉深 P_n=πd_ntσ_b·n_n

式中 d₁——首次(第一次)拉深所得坯件直径(mm)；

d_n——第n次拉深所得坯件直径(mm)；

P₁、P_n——第一次及第n次所需拉深力(N)；

t——材料厚度(mm)；

σ_b——材料强度极限(MPa)；

n₁、n_n——首次及第n次拉深力修正系数，见表2-83；

π——圆周率，π=3.14。

表2-83 拉深力修正系数n₁～n_n数值

注:m—拉深系数。

(2)矩(方)形制品盒零件拉深力的计算

矩(方)形盒零件拉深力由两部分组成:直边部分按弯曲力计算，圆角部分按圆筒形零件拉深力计算。其计算公式为

P=tσ_b(2πrC₁+LC₂)

式中 r——零件的圆角半径(mm)；

P——拉深力(N)；

L——四个直边部分长度之和(不包括圆角)(mm)；

C₁——修正系数[拉深深度h=(5～6)r时，C₁=0.2；h>6r时，C₁=0.5]；

C₂——修正系数(无压边且有较大圆角半径时C₁=0.2；有压边时C₂=0.3)；

t——板料厚度(mm)；

σ_b——材料强度极限。(www.xing528.com)

(3)底部为不规则形状零件拉深力的计算

底部为不规则任意形状零件拉深力，一般可按下式计算:

P=KLtσ_b

式中 L——拉深件壁周长(mm)；

t——材料厚度(mm)；

σ_b——材料强度极限(MPa)；

K——系数，一般K=0.6～1.1。

2.压边力的计算

在拉深成形时，压边圈对坯料所作用的压力称为压边力。压边力的作用是防止坯料在拉深变形过程中产生起皱现象。在拉深时，压边力大小应适当，若压边力过大，则会将坯料压得太紧，易把制品拉裂；压边力太小，则起不到压边作用，会使制品起皱。故压边力计算方法为:

1)任何形状零件拉深时:

P_压=F·q

2)圆筒形零件拉深时:

首次拉深(或一次拉深成形)

以后各次拉深

式中 P_压———压边力(N)；

F——压边下面的坯料面积(mm²)；

q——单位面积上的压边力(MPa)，见表2-84；

D——坯料直径(mm)；

d_n、d_n-1、d₁——第n次:第n-1次、第1次拉深直径(mm)；

r_凹1、r_凹n——第一及第n次拉深凹模圆角半径(mm)；

π——圆周率π=3.14。

表2-84 单位压边力q (单位:MPa)