冲压工艺及模具设计经典教材-冲压工艺及模具设计-第7章拉深工艺设计

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1、第7章拉深工艺设计在模具上加工成为具有一定形状、尺寸和使用要求的开口空心件的冲压工序称为拉深，拉深又称为拉延、引伸、延伸等。7.1.1拉深的变形过程拉深所用的模具主要由凸模、凹模和压边圈三部分组成。拉深中板料的转移7.1.2拉深过程中板料的应力应变状态图7.6分析制件各部分的应力、应变状态图7.7应力沿半径按对数曲线分布7.2拉深件的质量分析7.2.1起皱1拉深过程中影响起皱的主要因素板料的相对厚度t/D(2)拉深系数m(3)模具工作部分几何形状防止起皱的措施采用便于调节压边力的压边装置(2)采用锥形凹模(3)

2、采用拉深筋(4)采用反拉深7.2.2拉裂拉裂原因在拉深过程某一时刻，凸缘上拉应力在凹模入口处达到最大值。由实验显示，在整个拉深过程中，当Rt减小到时，出现最大值。此时筒壁承受最大的拉应力为式中：Q——压边力；f——板料与凹模和压边圈之间的摩擦系数；σb——板料的拉深强度极限；m——拉深系数；t——板料厚度；Rd——凹模的圆角半径；危险截面的抗拉强度为出现最大值的位置出现最大值的位置2.影响筒形件拉裂的主要因素板料力学性能的影响(2)拉深系数m的影响(3)凹模圆角半径的影响(4)凸模圆角半径的影响(5)摩擦的影响

3、(6)压边力的影响7.4圆筒形件的拉深拉深系数首次拉深时，拉深系数后次拉深系数多次拉深变形情况2.影响极限拉深系数mmin的主要因素(1)板料的力学性能(2)板料的相对厚度t/D(3)拉深条件①压边力②模具几何参数(4)拉深次数(5)润滑条件(6)拉深速度3.极限拉深系数的确定用压边圈首次拉伸时的m1为0.5～0.6；后次拉深mn为0.75～0.85，且m2＜m3＜m4，…，＜m。不用压边圈的拉深系数大于用压边圈的拉深系数。7.4.2拉深次数的确定mm1m2…mn取n次7.4.3拉深件

4、工序尺寸的计算1计算步骤：(1)选取修边余量δ(2)计算毛坯直径D。(3)计算板料相对厚度，并按表7-1判断是否采用压边圈拉伸。(4)计算总的拉深系数，并判断能否一次拉深成形。(5)确定拉伸次数n。(6)初步确定各次拉深系数。(7)调整拉深系数，计算各次拉深直径。(8)确定各次拉伸凸模、凹模圆角半径。(9)计算各次拉伸半成品高度。(10)绘制工序图。2.计算实例【例7.1】计算图7.19(a)所示筒形制件的板料直径D拉深次数n及各半成品尺寸，包括直径di、高度hi和圆角半径ri，材料为08F。(1)确定修边余量

5、δ由表7-4查得：mm，取δ=6mm(2)计算板料直径D：≈83mm(3)毛坯相对厚度：查表7-1，首次拉伸和以后各次拉深必须采用压边圈。(4)确定拉深次数n按表7-8取拉深系数：。各次拉深直径：需要4次拉深。(5)确定各次拉深半成品尺寸。(7)绘制工序图，如图7.20所示。7.5带凸缘圆筒形件的拉深带凸缘圆筒形件按其凸缘尺寸的大小分为窄凸缘(＜)和宽凸缘(＞)两种类型，如图7.21所示。7.5.1窄凸缘圆筒形件的拉深窄凸缘圆筒形件拉深，有两种拉深方法。第一种方法是，在前几道工序中按无凸缘圆筒形件拉深及尺寸计算

6、，而在最后两道工序中，将制件拉深成为口部带锥形的拉深件。最终将锥形凸缘校平，如图7.22所示。第二种方法是，一开始就拉深成带凸缘形状，凸缘直径为，以后各次拉深一直保持这样的形状，只是改变各部分尺寸，直至拉到所要求的最终尺寸和形状，如图7.23所示。7.5.2宽凸缘圆筒形件的拉深表12影响变形程度的变量有两个m1和相同的m1而不同的hi表132.宽凸缘圆筒形件的拉深方法1)宽凸缘圆筒形件拉深应遵循的规律(a)圆角半径不变(b)缩小筒径7.6特殊形状的制件拉深阶梯形件、球形制件、锥形件等7.6.1阶梯形件的拉深阶梯

7、形件能否一次拉成，主要根据零件的总高度与其最小阶梯筒部的直径之比。2.拉深方法的确定(1)若任意两个相邻阶梯的直径之比都大于或等于相应的圆筒形件的极限拉深系数。(2)若某相邻两阶梯直径之比小于相应的圆筒极限拉深系数，则按带凸缘圆筒形件的拉深进行，先拉小直径，再拉大直径，即由小阶梯拉深到大阶梯。7.6.2球形制件的拉深半球形件拉深系数为m=0.707当＞3%时，可以采用不带压边装置的简单有底凹模一次拉成。当=0.5%～3%时，采用带压边圈的拉深模拉深。当＜0.5%时，采用带拉深筋的凹模或反拉深凹模成形。(a)反拉

8、深；(b)带拉深筋拉深；(c)双弯曲拉深7.6.3锥形件的拉深锥形件的拉深次数及拉深方法取决于锥形件的几何参数，即相对高度、锥角α和相对厚度。1、对于(＜0.1～0.25，α =50°～80°)浅锥形件，可一次拉成。对于(＝0.3～0.70，α＝1°～45°)中锥形拉深件，拉深次数主要取决于毛坯的相对厚度，一般需一次或多次拉深，根据相对厚度不同可以分为以下三种情况：当＞2.5%时，可不