第一节 圆筒形零件拉深讲解ppt课件.ppt

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1、第五章拉深工艺与拉深模设计拉深：又称拉延,是利用拉深模在压力机的压力作用下,将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法它是冲压基本工序之一,可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。拉深不变薄拉深变薄拉深拉深模：拉深模特点：结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。拉深所使用的模具。一、无凸缘圆筒形零件拉深第一节圆筒形零件拉深1）拉深成形时板料的受力分析2）拉深变形过程及特点①变形现象平板圆形坯料的凸缘——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。底部和筒壁为传

2、力区。1、圆筒形零件拉深变形过程2）拉深变形过程及特点②金属的流动过程工艺网格实验材料转移：高度、厚度发生变化。③拉深变形过程外力凸缘产生内应力：径向拉应力σ1；切向压应力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)拉深单元变形动画1、圆筒形零件拉深变形过程1）凸缘部分——主要变形区2、圆筒形零件拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态应力分布图2）凹模圆角部分——过渡区3）筒壁部分——传力区4）凸模圆角部分——过渡区5）筒底部分——小变形区（可忽略不计）坯料各区的应力与应变是很不均匀的。一、无凸缘圆筒形零件拉深4、圆筒

3、形零件拉深成形的缺陷及防止措施拉深过程中的质量问题：主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。凸缘变形区起皱：筒壁传力区拉裂：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。一、无凸缘圆筒形零件拉深1）凸缘变形区的起皱主要决定于：切向压应力σ3的大小，越大越容易失稳起皱；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模量越小，抵抗失稳能力越差。最易起皱的位置：凸缘边缘区域防止起皱：压边4、圆筒形零件拉深成形的缺陷及防止措施一、无凸缘圆筒形零件拉深2）筒壁传力区的拉裂筒壁受力的复杂性导致拉深后工件的侧壁壁厚和硬度分布并不均匀。4、圆筒形零

4、件拉深成形的缺陷及防止措施一、无凸缘圆筒形零件拉深2）筒壁传力区的拉裂主要取决于：一方面是筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处——“危险断面”产生破裂。防止拉裂：通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度；通过正确制定拉深工艺和设计模具，降低筒壁所受拉应力。4、圆筒形零件拉深成形的缺陷及防止措施一、无凸缘圆筒形零件拉深5、旋转体拉深件坯料尺寸的确定1）坯料形状和尺寸确定的依据（1）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工件表面积近似相等。（2）相似原理一、无凸缘圆筒形零件拉深毛坯的形状一般与

5、工件截面形状相似，但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。形状复杂的拉深件，需多次试压，反复修改，才能最终确定坯料形状。拉深件的模具设计顺序：先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。切边工序：拉深件口部不整齐，需留切边余量。①将拉深件划分为若干个简单的几何体；②分别求出各简单几何体的表面积；③把各简单几何体面积相加即为零件总面积；④根据表面积相等原则，求出坯料直径。2）简单旋转体拉深件毛坯尺寸的确定5、旋转体拉深件坯料尺寸的确定一、无凸缘圆筒形零件拉深常用旋转体拉深件坯料直径计算公式见表5-33）复杂形状旋转体拉深件毛坯尺寸的确定久里金法则(重心法)求其表面积：任何形状的母线绕轴旋转一周所得到

6、的旋转体面积，等于该母线的长度与其重心绕该轴线旋转所得周长的乘积。6、拉深系数的确定1）拉深系数的概念拉深系数m：指圆筒形件拉深后的直径dn与拉深前的坯料（或半成品）的直径D之比。即m＝dn/D第一次拉深系数：m1＝d1/D第二次拉深系数：m2＝d2/d1第n次拉深系数：mn＝dn/dn-1一、无凸缘圆筒形零件拉深极限拉深系数:工件在危险断面不至拉破时，所能达到的最小拉深系数mmin。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.拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，即若m取得过小，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。从工艺的角度来看，m

7、min越小越有利于减少工序数。6、拉深系数的确定1）拉深系数的概念2）影响极限拉深系数的因素主要是材料方面（材料性能、材料的相对厚度）、模具的几何参数、拉深工件条件（摩擦润滑、压料力、拉深次数）等的影响。表5-4和表5-5是圆筒形件在不同条件下各次拉深的极限拉深系数。为了提高工艺稳定性和零件质量，适宜采用稍大于极限拉深系数的值。3）极限拉深系数的确定6、拉深系数的确定7、拉深次数与工序尺寸1）拉深