《拉深变形工艺性》PPT课件

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1、第4章拉深拉深(又称拉伸、拉延、压延、引伸等)：它是将一定形状的平板毛坯冲压成各种开口空心件，或以开口空心件为毛坯，减小直径，增大高度的一种冲压加工方法。拉深的特点：生产率高，材料利用率高；具有一定的尺寸精度和较低的表面粗糙度。能够制造小到几毫米（如空心铆钉），大到几米（如汽车覆盖件）的拉深件和其它加工方法不易成形的薄壁且复杂的制件；在机械、电子、电器、仪表、汽车、航空、军工产品和人民日常生活用品的生产中占有很重要的地位。第4章拉深拉深件的形状：可分为旋转体件拉深、盒形件拉深和复杂形状件拉深等三类。其中，旋转体拉深件又

2、可分为无凸缘圆筒形件、带凸缘圆筒形件、半球形件、锥形件、抛物线形件、阶梯形件和复杂旋转体拉深件等。拉深的变形方法：拉深工艺可分为不变薄拉深和变薄拉深。不变薄拉深通过减小毛坯或半成品的直径来增加拉深件高度，拉深过程中材料厚度的变化很小，可以近似认为拉深件壁厚等于毛坯厚度。变薄拉深是以开口空心件为毛坯，通过减小壁厚的方式来增加拉深件高度，拉深过程中筒壁厚度有显著变薄。本章主要讨论圆筒形拉深件的不变薄拉深。4.1拉深变形分析4.1.1拉深变形过程1、无凸缘圆筒形件的拉深过程。如图4-1所示图4-1拉深工艺过程1-凸模2-压边

3、圈3-毛坯4-凹模5-拉深件6-平面凸缘部分7-凸缘圆角部分8-筒壁部分9-底部圆角部分10-筒底部分4.1拉深变形分析2、无凸缘圆筒形件拉深的变形过程。通过网络实验可以直观地观察、分析材料在拉深时的变形情况。在圆形毛坯的表面上画上许多间距都等于a的同心圆和分度相等的辐射线，如图4-2（a）所示图4-2拉深网络试验该毛坯拉深成无凸缘圆筒形件后网格的变化情况如图4-2（b）所示。单元网格的变形情况为切向产生压缩变形，径向产生拉伸变形，故矩形单元网格的高度ai大于同心圆的间距a。越靠近筒壁的口部，矩形网格的高度越高，即a5

4、>a4>a3>a2>a1>a，表明越靠近口部的筒壁材料在拉深时的变形程度越大。如图4-2（c）所示。4.1拉深变形分析4.1.2拉深变形过程中坯料的应力、应变状态在拉深过程中，坯料可分为平面凸缘部分、凸缘圆角部分、筒壁部分、底部圆角部分、筒底部分等五个区域，如图4-1（b）所示。各部分材料在拉深过程中具有不同的应力应变状态，如图4-3所示。图4-3拉深时坯料的应力、应变状态4.1拉深变形分析1．平面凸缘部分平面凸缘部分为拉深时的主要变形区。材料产生径向拉应力s1。同时，材料在切向产生压缩变形，相邻材料之间由于相互挤压而

5、产生切向压应力s3。当使用压边装置时，压边力使平面凸缘部分材料产生厚向压应力s2。由于平面凸缘部分材料在拉深时径向拉长，切向缩短，分别产生径向拉应变e1和切向压应变e3。其中，切向压应变e3的绝对值大于径向拉应变e1，故根据体积不变原则，材料将产生厚向拉应变e2，厚度增加。2．筒壁部分筒壁部分为已变形区。在拉深过程中，该部分材料起到向变形区传递拉深力的作用，因而也称为传力区。筒壁部分在拉深时可近似认为受单向拉应力s1作用，应变状态为轴向产生拉应变e1，厚向产生压应变e3，厚度减薄。4.1拉深变形分析3．筒底部分筒底部分

6、为非变形区。该部分材料在拉深时受双向拉应力s1、s2作用，径向产生拉应变e1、e2，材料厚度将变薄，但变薄量很小，一般只有1~3%。4．凸缘圆角部分凸缘圆角部分为平面凸缘部分和筒壁部分的过渡区。材料在流经凸缘圆角部分时，除了有径向拉应力s1和切向压应力s3外，还有因承受凹模圆角的压力而产生的厚向压应力s2。其中，径向拉应力s1的绝对值最大，故径向拉应变e1的绝对值也最大，切向压应变e3和厚向压应变e2的量值较小。4.1拉深变形分析5．底部圆角部分底部圆角部分为筒壁部分和筒底部分之间的过渡区，常称为第二过渡区。筒底部分材

7、料主要受拉深力引起的径向拉应力s1，以及凸模的压力和材料的弯曲作用产生的厚向压应力s3。切向有拉应力s2，但量值较小。材料在径向产生拉应变e1，厚向产生压应变e2，厚度变薄。切向压应变e2很小，可忽略不计。4.1拉深变形分析4.1.3拉深的变形特点拉深时各部分材料的应力、应变状态有很大的差异，变形程度也各不相同。平面凸缘部分材料经拉深转化为筒壁时，变形程度很不一致，靠近口部的材料变形程度大，靠近底部的材料变形程度小。如图4-4所示。4.1拉深变形分析4.1.4拉深工序的主要工艺问题1．平面凸缘部分的起皱平面凸缘部分的起

8、皱是指在拉深过程中，该部分材料沿切向产生波浪形的拱起。起皱现象轻微时，材料在流入凸、凹模间隙时能被凸、凹模挤平。起皱现象严重时，起皱的材料无法被凸、凹模挤平，继续拉深时将因拉深力的急剧增加导致危险端面破裂，即使被强行拉入凸、凹模间隙，也会在拉深件筒壁留下折皱纹或沟痕，影响拉深件的外观质量。起皱是平面凸缘部分材料在拉深时受切向压应力