冲压模具及设备徐政坤第6章节拉深

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1、第六章　拉　　深第六章　拉　　深第一节　拉深变形过程分析一、拉深变形过程及特点图6⁃2所示为圆筒形件的拉深过程。直径为D、厚度为t的圆形毛坯经过拉深模拉深，得到具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。第六章　拉　　深图6-2　圆筒形件的拉深圆筒形件的拉深第六章　拉　　深图6-3　拉深时材料的转移拉深时材料的转移第六章　拉　　深图6-4　拉深件沿高度方向壁厚与硬度的变化拉深件沿高度方向壁厚与硬度的变化第六章　拉　　深图6-5　拉深件的网格试验a)网格的变化　b)扇形小单元体的变形拉深件的网格试验第六章　拉　　深二、拉深过程中坯料内的应力与应

2、变状态拉深过程是一个复杂的塑性变形过程，其变形区比较大，金属流动大，拉深过程中容易发生凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂而使工件报废。因此，有必要分析拉深时的应力、应变状态，从而找出产生起皱、拉裂的根本原因，在设计模具和制订冲压工艺时引起注意，以提高拉深件的质量。第六章　拉　　深图6-6　拉深过程的应力与应变状态1.凸缘平面部分(A区)2.凸缘圆角部分(B区)3.筒壁部分(C区)4.底部圆角部分(D区)5.筒底部分(E区)第六章　拉　　深三、拉深件的主要质量问题及控制生产中可能出现的拉深件质量问题较多，但主要的是起皱和拉裂。1.起皱(1)起皱

3、产生的原因　凸缘部分是拉深过程中的主要变形区，而该变形区受最大切向压应力作用，其主要变形是切向压缩变形。(2)影响起皱的主要因素第六章　拉　　深图6-7　拉深件的起皱破坏a)起趋现象　b)轻微起皱影响拉深件质量　c)严重起皱导致破裂拉深件的起皱破坏第六章　拉　　深图6-8　锥形凹模的拉深锥形凹模的拉深第六章　拉　　深图6-9　带压料圈的模具结构(3)控制起皱的措施　为了防止起皱，最常用的方法是在拉深模具上设置压料装置，使坯料凸缘区夹在凹模平面与压料圈之间通过，如图6-9所示。第六章　拉　　深表6-1　采用或不采用压料装置的条件第六章　拉　

4、　深图6-10　拉深件的拉裂破坏2.拉裂第六章　拉　　深第二节　拉深件的工艺性一、拉深件的结构与尺寸1)拉深件应尽量简单、对称，并能一次拉深成形。2)拉深件壁厚公差或变薄量要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。3)当零件一次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时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。4)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。第六章　拉　　深5)拉深件的底部或凸缘上有孔时，孔边到侧壁的距离应满足a≥R+0.5t(或r+0.5t)，如图6-11a所示。6)拉深

5、件的底与壁、凸缘与壁、矩形件的四角等处的圆角半径应满足：r≥t，R≥2t，rg≥3t，如图6-11所示。图6-11　拉深件的孔边距及圆角半径第六章　拉　　深图6-12　带台阶拉深件的尺寸标注7)拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。第六章　拉　　深二、拉深件的精度一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。圆筒形拉深件的径向尺寸精度和带凸缘圆筒形拉深件的高度尺寸精度分别见表6⁃2、表6⁃3。第六章　拉　　深表6-2　圆筒形拉深件径向尺寸的偏差值(mm)第六章　拉　　深表6-3　带凸

6、缘圆筒形拉深件高度尺寸的偏差值(mm)第六章　拉　　深三、拉深件的材料用于拉深件的材料，要求具有较好的塑性，屈强比σs/σb小、板厚方向性系数r大，板平面方向性系数Δr小。第三节　旋转体拉深件坯料尺寸的确定一、坯料形状和尺寸确定的原则1.形状相似性原则2.表面积相等原则第六章　拉　　深表6-4　无凸缘圆筒形拉深件的切边余量Δh(mm)第六章　拉　　深表6-5　带凸缘圆筒形拉深件的切边余量ΔR(mm)第六章　拉　　深图6-13　圆筒形拉深件坯料尺寸计算图二、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定第六章　拉　　深表6-6　常见旋转体拉深件坯料直径的计

7、算公式第六章　拉　　深表6-6　常见旋转体拉深件坯料直径的计算公式第六章　拉　　深表6-6　常见旋转体拉深件坯料直径的计算公式第六章　拉　　深表6-6　常见旋转体拉深件坯料直径的计算公式第六章　拉　　深2.对于厚度小于1mm的拉深件，可不按工件材料厚度中心层尺寸计算，而根据工件外壁尺寸计算。3.对于部分未考虑工件圆角半径的计算公式，在计算有圆角半径的工件时计算结果要偏大，故在此情形下，可不考虑或少考虑修边余量。第六章　拉　　深三、复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定图6-14　旋转体表面积计算图第六章　拉　　深第四节　圆筒形件的拉深工艺计算一、

8、拉深系数及其极限前以述及，圆筒形件的拉深变形程度一般用拉深系数表示。在设计冲压工艺过程与确定拉深工序的数目时，通常也是用拉深系数作为计算的依据。第六章　拉　　深图6-16　圆筒形件的多次拉深从