模具设计与制造 第2版 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 李奇 朱江峰4-1.ppt

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1、第4章拉深工艺与拉深模具7/22/2021本章要点拉深变形分析拉深件的主要质量问题及控制拉深系数和影响拉深系数的因素旋转体拉深件毛坯尺寸计算拉深模具的结构与特点7/22/2021本章难点拉深模具的结构与特点。7/22/2021拉深是利用专用模具将平板毛坯制成空心零件的一种冲压工艺方法，也是板料立体成形中最重要的方法。拉深又称拉延、引伸、延伸等。用拉深方法可以制成筒形、阶梯形、锥形、球形和其他不规则状的薄壁零件，如果和其他冲压成形工艺配合，还可以制造形状极为复杂的工件（图4.1）。绪论7/22/2021用拉深方法来制造薄壁空心件，生产效率高，材料消耗小，零件

2、的强度和刚度高，而且工件的精度也较高。拉深件的加工范围非常广泛，从几毫米的小零件直至轮廓尺寸达2~3m，厚度为200~300mm的大型零件。因此，在汽车、拖拉机、航宇航天、国防、电器、仪表、电子等工业部门以及日常生活用品生产中，拉深成形占据相当重要的地位。绪论7/22/2021绪论7/22/20214．1．1拉深过程分析1．拉深变形过程圆筒形件的拉深过程如图4.2所示。将圆形平板毛坯置于凹模上，随凸模的下行，在拉深力F的作用下，凹模口以外的环形部分逐渐被拉入凹模内，最终形成一个带底的圆筒形工件。其中a图表示无压边的拉深过程。7/22/2021b图表示有压边的

3、拉深过程。4．1．1拉深过程分析7/22/20214．1．1拉深过程分析拉深凸模和凹模与冲裁模不同的是其工作部分没有锋利的刃口，而是分别有一定圆角半径R凸与R凹，并且其单面间隙稍大于板料厚度（图4.3）。直径为D、厚度为t的圆形毛坯在这样的条件下拉深时，在拉深凸模的压力作用下，被拉进凸模和凹模之间的间隙中，形成了具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。7/22/20214．1．1拉深过程分析图4.4表明拉深过程中，圆形平板毛坯拉成筒形时，材料的转移情况。若将平板毛坯的三角形阴影部分切去，把留下部分的狭条沿着直径为d的圆周弯折过来，再把它们加以焊接，就可以做成

4、一个高度h＝（D一d）/2的圆筒形工件。7/22/20214．1．1拉深过程分析为了进一步说明金属的流动状态，可在圆形毛坯上画出许多等间距为α的同心圆和等分度的辐射线，如图4.5所示。在拉深后观察由这些同心圆与辐射线所组成的网格，可以发现：在筒形件底部的网格基本上保持原来的形状，而筒壁部分的网格则发生了很大的变化。原来的同心圆变为筒壁上的水平圆周线，而且其间距a也增大了，愈靠近筒的上部增大愈多，即：a1>a2>a3>…a，原来等分度的辐射线变成了筒壁上的垂直平行线，其间距则完全相同，即：b1=b2=b3=…=b。7/22/20214．1．1拉深过程分析如果从

5、网格中取一个小单元体来看，在拉深前扇形A1在拉深后变成了矩形A2，若不计其板厚的微变，则小单元的面积不变，即A1＝A2。这和一块扇形毛坯被拉着通过一个楔形槽（如图4.5b所示）的变化过程类似，在直径方向被拉长的同时，切向则被压缩了。在实际的拉深过程中，当然并不存在楔形槽，毛坯上的扇形小单元体也不是单独存在的，而是处在相互联系、紧密结合在一起的毛坯整体内。由于拉深的直接作用，使小单元体在径向被拉长，材料之间的互相挤压使小单元体在切向被压缩。7/22/20214．1．1拉深过程分析7/22/2021由上述分析可知，在拉深过程中，毛坯的中心部分成为筒形件的底部，基

6、本不变形，是不变形区。毛坯的凸缘部分（即D－d的环形部分）是主要变形区。拉深过程实质上就是将毛坯的凸缘部分材料逐渐转移到筒壁部分的过程。在转移过程中，凸缘部分材料由于拉深力的作用，在径向产生拉应力σ1，又由于凸缘部分材料之间相互的挤压作用，在切向产生压应力σ3。在σ1与σ3的共同作用下，凸缘部分材料发生塑性变形，其“多余三角形材料”将沿着径向被挤出，并不断地被拉入凹模洞口内，成为圆筒形的开口空心件。4．1．1拉深过程分析7/22/20214．1．2拉深件与拉深模的分类1．拉深件分类在冲压生产中，拉深的种类很多。各种拉深件按变形力学特点可以分为以下四种基本类型

7、（表4.1）：1）圆筒形零件—指直壁旋转体的轴对称拉深件7/22/20214．1．2拉深件与拉深模的分类（2）曲面形零件－指曲面旋转体的轴对称拉深件7/22/20214．1．2拉深件与拉深模的分类（3）盒形零件—指直壁旋转体的非轴对称拉深件7/22/20214．1．2拉深件与拉深模的分类（4）非旋转体曲面形状零件7/22/20214．1．2拉深件与拉深模的分类虽然这些零件的冲压过程都叫做拉深，但是由于其几何形状的特点不同，在拉深过程中，它们的变形区位置、变形性质、毛坯各部位的应力状态和分布规律等都有相当大的差别。所以在确定拉深的工艺参数、工序数目与工艺顺序方

8、面都不一样。7/22/20212．拉深工艺分类拉深工