冲压模具设计与制造-拉深工艺与模具设计

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1、《冲压模具设计与制造》第四章拉深工艺与模具设计第一节拉深变形分析一.拉深的概念拉深：利用模具使平板毛坯加工成开口带底空心零件的冲压工艺。§4.1拉深变形分析二.拉深模的特点(1)凸模和凹模都没有锋利的刃口，具有较大的圆角半径(2)凸、凹模之间的间隙一般稍大于板料的厚度(3)在凸模上开设有通气孔§4.1拉深变形分析三.拉深变形的过程1.平面塑性变形2.立体塑性变形§4.1拉深变形分析四.拉深变形的特点§4.1拉深变形分析(1)变形区主要集中在D与d之间的环形部分(2)径向受到不均匀拉伸塑性变形§4.1拉深变形分析(3)切向受到均匀压缩塑

2、性变形；(4)材料沿高度方向产生了塑性流动；(5)圆筒底部没有产生塑性变形。§4.1拉深变形分析五.起皱与防皱1.起皱起皱：在拉深过程中，毛坯凸缘产生塑性失稳而拱起。(1)决定因素a.凸缘部分材料的相对厚度b.切向压应力的大小c.板料的屈强比d.板料的塑性应变比e.凹模工作部分的几何形状§4.1拉深变形分析(2)危害a.影响表面质量及尺寸精度；b.板料难于通过凸、凹模间隙而被拉断；c.起皱后的板料与模具间的摩擦加剧，磨损严重，使得模具的寿命大为降低。(3)起皱趋势a.凸缘外边缘的切向压应力在拉深过程中不断增加；b.凸缘变形区材料厚度不

3、断增大，凸缘的相对厚度逐渐增大；c.凸缘失稳起皱最强烈的时刻是时。§4.1拉深变形分析2.防皱措施(1)用压边圈§4.1拉深变形分析(2)模具采用拉深肋或拉深圈(3)采用反拉深§4.1拉深变形分析(4)改进拉深零件设计a.尽量降低拉深高度b.设计加强肋提高零件刚度c.选用屈服点低的材料d.增大板料厚度§4.1拉深变形分析六.拉裂与防裂1.拉裂拉裂：筒壁拉应力大于危险断面的抗拉强度而产生破裂。2.影响因素导致筒壁所受的拉应力过大，或危险断面强度过低的因素。§4.1拉深变形分析3.防裂措施(1)减小拉深高度，减小拉深变形量；(2)减小压边

4、力；(3)增加凸缘和凸缘圆角的凸缘润滑；(4)增大凸缘圆角半径和底圆圆角半径；(5)增大凸模和筒壁的摩擦；(6)选用抗拉强度高，屈服强度小的材料；(7)防止凸缘起皱。§4.1拉深变形分析七.拉深硬化(1)拉深后材料变形的硬度分布由工件底部向口部是逐渐增加；(2)硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材料，但塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难；(3)多次拉深时，应正确选择各次的变形量，并考虑半成品件是否需要退火以恢复其塑性。§4.2直壁旋转体零件的拉深第二节直壁旋转体零件的拉深一.毛坯尺寸的计算1.计算原则(1)体积不变；(2)形状相

5、似；(3)t≥1，按工件中线尺寸计算；t＜1，按内或外形尺寸计算；(4)毛坯尺寸要加上修边余量§4.2直壁旋转体零件的拉深2.拉深件的修边余量修边余量：为了避免拉深件外缘的不平齐、不规则，在原本得到理论毛坯面积上的放大量。§4.2直壁旋转体零件的拉深3.形状简单的拉深件毛坯计算§4.2直壁旋转体零件的拉深(1)底圆面积(2)底部圆角面积(3)圆筒面积(4)毛坯面积(5)毛坯直径§4.2直壁旋转体零件的拉深二.圆筒形件拉深变形程度表示－拉深系数1.拉深系数的概念和意义(1)拉深系数m的特点a.m<1b.m越小，表示拉深变形程度越大§4.

6、2直壁旋转体零件的拉深(2)拉深系数m的计算第一次拉深系数：第二次拉深系数：第n次拉深系数：总理论拉深系数：§4.2直壁旋转体零件的拉深2.极限拉深系数mmin极限拉深系数：把材料既能拉深成形又不被拉裂时的最小拉深系数。3.极限拉深系数mmin的确定无凸缘圆筒形工件有压边圈和无压边圈时的拉深系数分别可查表，实际生产中采用的拉深系数一般均大于表中所列数字。§4.2直壁旋转体零件的拉深4.拉深次数的确定(1)查表法根据拉深件的相对高度和毛坯相对厚度查表。(2)推算法§4.2直壁旋转体零件的拉深5.实际拉深系数的确定(1)实际拉深系数大于极

7、限拉深系数(2)均匀分配各次拉深变形程度(3)满足总拉深系数要求§4.2直壁旋转体零件的拉深三.无凸缘圆筒形件拉深工序设计计算步骤(1)确定修边余量(2)计算毛坯直径(3)确定拉深次数(4)调整各次的实际拉深系数(5)计算各工序件尺寸(6)画出工序图§4.2直壁旋转体零件的拉深四.其它旋转体零件的拉深特点§4.2直壁旋转体零件的拉深(1)不能简单地用拉深系数衡量成形的难易程度(2)凸缘部分、悬空部分和中间部分都是主要变形区a.坯料的凸缘及悬空部分产生拉深变形；b.坯料靠近球形冲头顶部的中间部分产生是胀形变形。(3)凸缘部分和悬空部分容

8、易起皱(4)中间部分容易拉裂(5)切向应力分布不均§4.3拉深模工作部分的设计计算第三节拉深模工作部分的设计计算拉深模工作部分的尺寸指的是凹模圆角半径，凸模圆角半径，凸、凹模的间隙c，凸模直径，凹模直径等。§4.3拉深模