拉深工艺与模具设计ppt课件.ppt

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1、第四章拉深工艺与模具设计主讲：闫洁10/5/20211变薄拉深不变薄拉深10/5/20212学习目的与要求：1．了解拉深变形规律及拉深件质量影响因素；2．掌握拉深工艺计算方法；3．掌握拉深工艺性分析与工艺设计方法；4．掌握拉深模典型结构及特点；5．掌握拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。10/5/20213拉深是将一定形状的平板毛坯通过拉深模具冲压成各种开口空心件或以开口空心件为毛坯，通过拉深进一步改变其形状和尺寸的冲压工艺方法。不变薄拉深变薄拉深拉深10/5/20214轴对称旋转体盒形件不对称拉深件拉深件类型

2、10/5/20215本章主要内容1.拉深变形过程及其成形特点2.常见拉深件成形精度的影响因素3.无凸缘园筒件的拉深成形方法4.有凸缘园筒件的拉深成形方法5.拉深力的计算。6.拉深模工作部分尺寸及其精度计算。7.拉深零件工艺性分析。10/5/20216本章的关键词：拉深、压边圈、起皱、筒壁危险断面拉裂拉深系数、极限拉深系数拉深次数、窄凸缘、宽凸缘拉深工艺性、硬化指数、屈服比10/5/202171.拉深变形过程及其成形特点圆筒形件是最典型的拉深件。平板圆形坯料拉深成为圆筒形件的变形过程如图所示。变形现象：平板圆形

3、坯料的凸缘—弯曲绕过凹模圆角然后拉直—形成竖直筒壁。变形区—凸缘；已变形区—筒壁；不变形区—底部。传力区－底部和筒壁。10/5/202181.拉深变形过程及其成形特点1.1拉深过程中坯料内的应力与应变状态图中所示为拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态。根据应力与应变状态不同，可将坯料划分为五个部分。⑴凸缘部分⑵凹模圆角部分⑶筒壁部分⑷凸模圆角部分⑸筒底部分10/5/2021910/5/2021101.拉深变形过程及其成形特点1.1拉深过程中坯料内的应力、应变状态拉深变形过程：凸缘产生内应力：径向拉应力σ1；切向压

4、应力σ3凸缘塑性变形：径向伸长，切向压缩，形成筒壁直径为ｄ高度为Ｈ的圆筒形件（H>（D-d）/2）材料转移：高度、厚度发生变化。拉深单元变形动画外力10/5/2021111.2拉深的成形特点拉深过程中出现质量问题主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。凸缘区起皱是由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；传力区的拉裂是由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。同时，拉深变形区板料有所增厚，而传力区板料有所变薄。这些现象表明，在拉深过程中，坯料内各区的应力、应变状态是不同的，因而出现的问题也不同。10/5/2021

5、122.常见拉深件成形精度的影响因素2.1平面凸缘的起皱10/5/202113拉深过程中，凸缘区变形区的材料在切向压应力σ的作用下，可能会产生失稳起皱。凸缘区是否起皱，主要决定于两个方面：⑴切向压应力σ的大小，越大越容易失稳起皱；⑵凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化指数越小，抵抗失稳能力越小。常见的防止起皱的方法：采用便于调节压边力的压边圈和拉深筋把凸缘压紧在凹模表面。P12710/5/202114硬化指数n（n值）是评定板料伸长类成形性能的一个重要参数。n值大，则拉伸

6、失稳时的极限应变大。这对于胀形、扩孔、内凹曲线翻边等伸长类成形来说，可以在一次成形中获得较大的极限变形程度。n值对复杂形状零件的成形也有影响，在以胀形为主的成形工艺中，n值大的板料，成形性能好。P3210/5/2021152.2筒壁危险断面的拉裂筒壁部分在拉深过程中起传递拉深力的作用，在单向拉应力作用下，当达到材料的抗拉强度极限时，筒壁被拉裂。10/5/202116筒壁部分与底部园角部分的交界面附近材料的厚度最薄，硬度最低，因而该处是发生拉裂的危险断面。是否拉裂取决于拉深力的大小和筒壁材料的强度。10/5/2

7、02117防止拉裂：一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度；另一方面通过正确制定拉深工艺和设计模具，降低筒壁所受拉应力。10/5/202118旋转体的坯料形状和尺寸确定的依据体积不变原则：若拉深前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相等，得到坯料尺寸相似原则：拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似。但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。10/5/2021193.无凸缘园筒件的拉深成形方法3.1毛坯尺寸计算⑴将拉深件划分为若干个简单的几何体，⑵分别求出各简单几何体的表面积。⑶各简单几何体面积相加

8、即为零件总面积。⑷根据表面积相等原则，求出坯料直径。10/5/202120按图得：故：整理后坯料的直径：10/5/2021213.2无凸缘圆筒形零件拉深系数的确定拉深系数m表示拉深前后坯料（工序件）直径的变化率。m愈小，说明拉深变形程度愈大，相反，变形程度愈小。第一次拉深系数：第二次拉深系数：第n次拉深系数：10/5/202122拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，即如果m取得过小，会使拉深件