冲压工艺与模具设计ppt电子教案第4章拉深工艺与模具设计课件

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1、冲压工艺与模具设计StampingTechnologyandMouldDesign第4章拉深工艺与模具设计第4章拉深工艺与模具设计拉深——利用专用模具将平板毛坯制成开口空心工件。拉深用拉深可以制得筒形、阶梯形、锥形、球形、方盒形以及其他形状复杂的零件：本章主要讨论圆筒形零件的拉深2第4章拉深工艺与模具设计【主要内容】拉深的变形过程拉深过程的力学分析拉深系数和影响拉深系数的因素圆筒形件拉深工艺计算拉深中辅助工序的安排【重点】拉深变形机理变形程度和拉深系数圆筒形件拉深工艺计算34.1拉深过程分析一、拉深变形过程拉深变形过程凸缘材料的变形过程用坐标网格实验法来说明拉深过程中金属的流动情况

2、：44.1拉深过程分析等间距同心圆和等分度辐射线划出的扇形网格→底部网格基本保持原状，筒壁网格则变化很大：同心圆→筒壁上的水平圆圈线，且间距增大，越靠近筒口间距越大（）→径向伸长分度相等的辐射线→筒壁上间距相等的垂直平行线（）→切向压缩坯料变形情况：原始直径为D的平板毛坯→圆筒毛坯环形部分（外径D内径d）→工件直壁——环形区域为变形区直径为d的圆盘部分→圆筒底部——不参加变形，为不变形区被拉入凸、凹模之间的直壁部分——已完成变形的部分，为传力区54.1拉深过程分析二、拉深时的应力、应变状态按应力、应变状态的不同分成五个部分：平面凸缘部分凹模圆角部分筒壁部分凸模圆角部分圆筒底部64.

3、1拉深过程分析1、平面凸缘部分——主要变形区应力状态：径向——拉应力切向——压应力厚向——压应力——三向应力状态和的绝对值要比大得多，且从凸缘外边向内和的值是变化的：由0→最大，而由最大→最小。74.1拉深过程分析应变状态：可根据体积不变定律和全量理论来确定：在凸缘外区，是绝对值最大的主应力（压应力）→是绝对值最大的压应变→为拉应变在凸缘内区靠近凹模圆角处，是绝对值最大的主应力（拉应力）→是绝对值最大的拉应变→为压应变84.1拉深过程分析2、凹模圆角部分（凸缘圆角部分）——过渡区应力状态：径向拉应力切向压应力厚向压应力——相当于拉弯应变状态：是绝对值最大的拉应变→是压应变94.1拉

4、深过程分析3、筒壁部分——传力区应力状态：径向拉应力切向拉应力（切向收缩受凸模阻碍）厚向压应力应变状态：径向拉应变切向（受凸模阻碍，变形无法实现）厚向压应变104.1拉深过程分析4、凸模圆角部分（底部圆角部分）——过渡区应力状态：径向拉应力切向拉应力厚向压应力——相当于拉弯应变状态：径向拉应变切向（受凸模阻碍，变形无法实现）厚向压应变114.1拉深过程分析5、圆筒底部——不变形区应力状态：径向拉应力切向拉应力厚向应变状态为：径向拉应变切向拉应变厚向压应变但由于凸模圆角及端面摩擦力的阻碍作用很大→制约了底部的拉伸→圆筒底部变形很小，可忽略不计。124.1拉深过程分析三、拉深变形中的特

5、殊问题1.起皱受切向压应力的作用，凸缘部分，特别是凸缘外边部分的材料可能会失稳，而沿切向形成高低不平的皱折(拱起)：——类似于压杆的失稳起皱134.1拉深过程分析144.1拉深过程分析起皱的危害表现在三个方面：厚度尺寸加大，很难通过凸、凹模间隙拉入凹模，故容易使毛坯所受拉力过大而断裂报废。使模具磨损加剧，模具的寿命大为降低。皱纹在工件的侧壁上保留下来，影响零件的外观质量。拉深时会不会起皱，取决于下列几方面主要因素：(1)凸缘部分的相对厚度凸缘部分相对厚度小，板料抗纵向弯曲能力小，就容易起皱。（——相当于压杆的直径小）(2)切向压应力的大小的大小取决于变形程度。变形程度大，需要转移的

6、剩余材料多，则大，就容易起皱。154.1拉深过程分析(3)凹模工作部分几何形状与平端面凹模相比，锥形凹模允许用相对厚度较小的毛坯而不起皱：164.1拉深过程分析锥形凹模拉深：174.1拉深过程分析生产中可用下述条件概略估算无压边圈拉深时是否会起皱：用平端面凹模拉深时：首次拉深以后各次拉深用锥形凹模拉深时：首次拉深以后各次拉深184.1拉深过程分析若不满足上述条件就要起皱，须采取措施。生产中防止起皱的有效措施是采用压边圈：弹性压边装置刚性压边装置——板料被强迫在压边圈和凹模平面间的间隙中流动，稳定性得到加强。但加压边圈后拉深阻力增加了。194.1拉深过程分析多道工序拉深时，也可用反向

7、拉深防止起皱：反向拉深反向拉深时毛坯与凹模的包角为，板材沿凹模流动的摩擦阻力和变形抗力显著增大，从而使径向拉应力增大，切向压应力的作用相应减小，能有效防止起皱，但拉深力增大，易产生拉裂。204.1拉深过程分析2.拉裂筒壁与底部转角稍上部位的材料易被拉断。拉裂拉深后得到的工件，其厚度沿底部向口部是不同的：214.1拉深过程分析侧壁上部的厚度增加最多，约为30％；筒壁与底部转角稍上的部位厚度最小，厚度减少了将近10％，变薄最严重→最容易被拉裂的地方——称为“危险断面”。3