7.1.1拉伸加工概述
拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。拉深工艺可制成的制品有圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其他各种不规则的开口空心零件。拉深工艺与其他冲压工艺结合，可制造形状复杂的零件，如落料工艺与拉伸工艺组合在一起的落料拉深复合模。日常生活中常见的拉深制品有旋转体零件、方形零件和复杂零件等。旋转体零件如搪瓷脸盆、易拉罐和铝锅等，如图7-1所示；方形零件如饭盒、汽车油箱等；复杂零件如汽车覆盖件等。

图7-1 拉伸件
拉深可分为不变薄拉深和变薄拉深。前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚与拉深前的坯料相比基本不变；后者拉深成形后的零件，其壁厚与拉深前的坯料相比有明显的变薄，这种变薄是产品要求的，零件呈现底厚、壁薄的特点。在实际生产中，应用较多的是不变薄拉深。
拉深所使用的模具叫拉深模。拉深模结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。图7-2所示为有压边圈的首次拉深模的结构图，平板坯料放入定位板6内，当上模下行时，首先由压边圈5和凹模7将平板坯料压住，随后凸模10将坯料逐渐拉入凹模孔内形成直壁圆筒。成形后，当上模升时，弹簧4恢复，利用压边圏5将拉深件从凸模10上卸下，为了便于成形和卸料，在凸模10上开设有通气孔。压边圈在这副模具中，既起压边作用，又起卸载作用。

图7-2 拉伸模结构图
1-模柄 2-上模座 3-凸模固定板 4-弹簧 5-压边圈
6-定位板 7-凹模 8-下模座 9-卸料螺钉 10-凸模
7.1.2 拉深件的工艺性
1. 拉深件的公差等级
拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。
2. 拉深件的结构工艺性
① 拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。
② 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。
③ 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。
④ 拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足：

⑤ 拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径应满足：

否则，应增加整形工序。半径关系如图7-3所示。

图7-3 半径关系
⑤ 拉深件的尺寸标注，应注明保证外形尺寸，还是内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸。带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准，若以上部为基准，高度尺寸不易保证，如图7-4所示。

图7-4带台阶拉深件的尺寸标注
7.1.3 拉深模的典型结构
拉深模结构相对较简单。拉深模根据使用的压力机类型不同，可分为单动压力机用拉深模和双动压力机用拉深模；根据拉深顺序可分为首次拉深模和以后各次拉深模；根据工序组合可分为单工序拉深模、复合工序拉深模和连续工序拉深模；根据压料情况可分为有压边装置拉深模和无压边装置拉深模。
1. 首次拉深模
(1) 无压边装置的首次拉深模
这种模具结构简单，上模往往是整体的，如图7-5所示。当凸模3直径过小时，则还应加上模座，以增加上模部分与压力机滑块的接触面积，下模部分有定位板1、下模座2 与凹模4。为使工件在拉深后不至于紧贴在凸模上难以取下，在凸模3上应有直径Φ3mm 以上的小通气孔。拉深后，冲压件靠凹模下部的脱料颈刮下。这种模具适用于拉深材料厚度较大（t>2mm）及深度较小的零件。

图7-5 无压边装置的首次拉深模
1-定位板2-下模板3-凸模4-凹模
(2) 有压边装置的拉深模
如图7-2所示为压边圈装在上模部分的正装拉深模。由于弹性元件装在上模，因此凸模要比较长，适于拉深深度不大的工件。如图7-6所示为压边圈装在下模部分的倒装拉深模。由于弹性元件装在下模座下压力、工作台面的孔中，因此空间较大，允许弹性元件有较大的压缩行程，可以拉深深度较大一些的拉深件。这副模具采用了锥形压边圈6。在拉深时，锥形压边圈先将毛坯压成锥形，使毛坯的外径己经产生一定量的收缩，然后再将其拉成筒形件。采用这种结构，有利于拉深变形，可以降低极限拉深系数。

图7-6 带锥形压边圈的倒装拉深模
1-上模座 2-推杆 3-推件板 4-锥形凹模 5-限位柱
6-锥形压边圈 7-拉深凸模 8-固定板 9-下模座
目前在生产实际中常用的压边装置有两大类：
1) 弹性压边装置
这种装置多用于普通的单动压力机上。通常有如下3种：① 橡皮压边装置如图7-7a所示；② 弹簧压边装置如图7-7b所示；③ 气垫式压边装置如图7-7c所示。这3种压边装置压边力的变化曲线如图7-8所示。
随着拉深深度的增加，凸缘变形区的材料不断减少，需要的压边力也逐渐减少。而橡皮与弹簧压边装置所产生的压边力恰与此相反，随拉深深度增加而始终增加，尤以橡皮压边装置更为严重。这种工作情况使拉深力增加，从而导致零件拉裂，因此橡皮及弹簧结构通常只适用于浅拉深。气垫式压边装置的压边效果比较好，但其结构、制造、使用与维修都比较复杂一些。

图7-7 弹性压边装置            图7-8 弹性压边装置的压边力曲线
在普通单动的中、小型压力机上，由于橡皮、弹簧使用十分方便，还是被广泛使用。这就要正确选择弹簧规格及橡皮的牌号与尺寸，尽量减少其不利方面。如弹簧，则应选用总压缩量大、压边力随压缩量缓慢增加的弹簧；而橡皮垫则应选用较软橡皮。为使其相对压缩量不致过大，选取橡皮的总厚度不应小于拉深行程的5倍。
对于拉深板料较薄或带有宽凸缘的零件，为了防止压边圈将毛坯压得过紧，可以采用带限位装置的压边圈，如图7-9所示，拉深过程中压边圈和凹模之间始终保持一定的距离s。

图7-9 带限位装置的压边圈
2) 刚性压边装置
这种装置用于双动压力机上，其动作原理如图7-10所示。曲轴1旋转时，首先通过凸轮2带动外滑块3使压边圈6将毛坯压在凹模7上，随后由内滑块4带动凸模5对毛坯进行拉深。在拉深过程中，外滑块保持不动。刚性压边圈的压边作用，并不是靠直接调整压边力来保证的。考虑到毛坯凸缘变形区在拉深过程中板厚有增大现象，所以调整模具时，压边圈与凹模间的间隙c应略大于板厚t。用刚性压边，压边力不随行程变化，拉深效果较好，且模具结构简单。图7-11所示即为带刚性压边装置的拉深模。

2. 以后各次拉深模
在以后各次拉深中，因毛坯己不是平板形状，而是已经成形的半成品，所以应充分考虑毛坯在模具上的定位。图7-12所示为无压边装置的以后各次拉深模，仅用于直径变化量不大的拉深。

图7-12 无压边装置的以后各次拉深模
图7-13所示为有压边装置的以后各次拉深模，这是一般最常见的结构形式。拉深前，毛坯套在压边圈4上，压边圈的形状必须与上一次拉出的半成品相适应。拉深后，压边圈将冲压件从凸模3上托出，推件板1将冲压件从凹模中推出。

图7-13 有压边装置的以后各次拉深模
1-推件板 2-拉深凹模 3-拉深凸模 4-压边圈 5-顶杆 6-弹簧
3. 落料拉伸复合模
图7-14所示为一副典型的正装落料拉深复合模。上模部分装有凸凹模3 （落料凸模、拉深凹模），下模部分装有落料凹模7与拉深凸模8。为保证冲压时先落料再拉深，拉深凸模8低于落料凹模7一料厚以上。件2为弹性压边圈，弹顶器安装在下模座下。
图7-15所示为落料、正、反拉深模。由于在一副模具中进行正、反拉深，因此一次能拉出高度较大的工件，提高了生产率。件1为凸凹模（落料凸模、第一次拉深凹模），件2为第二次拉深（反拉深）凸模，件3为拉深凸凹模（第一次拉深凸模、反拉深凹模)，件7为落料凹模。第一次拉深时，有压边圈6的弹性压边作用，反拉深时无压边作用。上模采用刚性推件，下模直接用弹簧顶件，由固定卸料板4完成卸料，模具结构十分紧凑。