冷冲压工艺与模具设计内容第四课时.ppt

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1、第4章拉深工艺及模具设计拉深工艺的基本知识任务一拉深件结构工艺性工艺设计任务二拉深模具设计任务三拉深模的典型结构任务四其他形状零件的拉深任务五拉深模的装配与调试任务六任务一拉深工艺的基本知识阶段一拉深模简介阶段二拉深及拉伸变形过程分析阶段三拉深件的质量问题及控制阶段一拉深模简介1、拉深的概念拉深是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心件制成开口空心零件的冲压工序。2、拉深的分类分为不变薄拉深和变薄拉深。3、常见的拉深件阶段二拉深及拉深变形过程分析1、拉深变形过程2、拉深变形的特点（1）拉深过程中，坯料的凸缘部分是主要变形区，其余部分只发

2、生少量变形，但要承受并传递拉深力，故是传力区。（2）变形区受切向压应力和径向拉应力作用，产生切向压缩和径向伸长变形。当变形程度较大时，变形区主要发生失稳起皱现象。（3）拉深件的壁部厚度不均匀，口部壁厚略有增厚，底部壁厚略有减薄，靠近底部圆角处变薄最严重。（4）拉深件各部分硬度也不一样（见图4-6），口部因变形程度大，冷作硬化严重，故硬度较高；而底部变形程度小，冷作硬化小，故硬度也低。3、拉深过程中坯料内的应力与应变状态根据毛坯各部分的应力与应变状态，可将其分为5个区域：（1）凸缘平面区[见图4-8a）、b）、c）]（2）凸缘圆角区[见图4-8a）

3、、b）、d）]（3）筒壁区[见图4-8a）、b）、e）]（4）底部圆角区[见图4-8a）、b）、f）]（5）筒底区[见图4-8a）、b）、g）]阶段三拉深件的质量问题及控制1、起皱拉深时坯料凸缘区出现波纹状的皱褶称为起皱。（1）起皱的原因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。当切向压应力较大而坯料的相对厚度t/D（t为料厚，D为坯料）又较小时，凸缘部分的料厚与切向压应力之间失去了应有的比例关系，从而在凸缘的整个周围产生波浪形的连续弯曲，这就是拉深时的起皱现象。（2）影响起皱的主要因素1）坯料的相对厚度t/D。2）拉深系数m。3）拉

4、深模工作部分的集合形状与参数（3）控制起皱的措施最常见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。2、拉裂（1）拉裂产生的原因当凸缘区转化为筒壁厚，拉深件的壁厚就不均匀，口部壁厚增大，底部壁厚减小，壁部与底部的最大拉应力超过了该危险断面材料的抗拉强度时，便产生拉裂。（2）避免拉裂的措施生产实际中常用适当加大凸、凹模圆角半径、降低拉深力、增加拉深次数、在压料圈底部和凹模上涂润滑剂等方法来避免拉裂的产生。任务二拉深件结构工艺性及工艺设计阶段一拉深件的结构工艺性阶段二拉深件的工艺设计阶段一拉深件的结构工艺性1、拉深件的结

5、构与尺寸（1）拉深件应尽量简单、对称，并能以此拉深成形。（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，（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。（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4-11。（6）拉深件的底与壁、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4-11所示。否则，应增加整形工序。一次整形的，圆角半径可取r≥（0.1—0.3）t，R≥（0.1—

6、0.3）t。（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。2、拉深件的精度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4-2、表4-3。对于精度要求较高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度。3、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，平面方形性系数Δr小。屈强比σS/σb值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深的性能越好阶段二拉深件的工艺设计1、毛坯尺寸计算（1）修边余量的

7、确定（2）形状简单的旋转体拉深件的毛坯直径（3）复杂旋转体拉深制件的毛坯尺寸计算1）久里金法则任何形状的母线绕某轴旋转一周所构成的旋转体的表面积，等于该母线的长度与该母线形心绕该轴旋转所得周长的乘积。即2）计算步骤见书173～174页2、拉深系数（1）拉深系数的概念拉深系数是指拉深后的工件直径与拉深前的工件（或毛坯）直径之比。（2）极限拉深系数使拉深件不拉裂的最小拉深系数称为极限拉深系数。（3）影响极限拉深系数的因素1）材料的组织与力学性能2）板料的相对厚度（t/D）×1003）摩擦与润滑条件4）模具的几何参数3、拉深次数（1）拉深次数（2）第一

8、次拉深以后各次拉深的特点1）首次拉深时，平板毛坯厚度和机械性能可视为是均匀的，筒形毛坯的壁厚及机械性能是不均匀的；凸缘变形区时逐渐缩小，