拉深工艺与拉深模具设计

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1、拉深工艺与拉深模具设计概述4.1拉深变形过程分析4.2审图与拉深工艺性分析4.3拉深件毛坯尺寸计算4.4圆筒形件拉深计算4.5拉深凸、凹模结构设计4.6拉深件成形模具总体结构设计4.7其它旋转体件的拉深4.8盒形件的拉深4.9其它拉深方法4.10拉深次品分析及拉深中的辅助工序返回目录1、拉深的基本概念拉深－也称拉延，是利用模具使平板毛坯成为开口空心零件的冲压加工方法。2、拉深件分类(如图所示)直壁旋转体－圆筒形零件（无凸缘圆筒形件、有凸缘圆筒形件）、阶梯形件直壁非旋转体－盒形件曲面旋转体－球面、锥面零件曲面非旋转体－复杂形状零件4.

2、1拉深变形分析直壁旋转直壁非旋转曲面旋转复杂形状零件4.1拉深变形分析拉深变形过程拉深过程中毛坯的应力应变状态拉深过程中的力学分析拉深过程中出现的问题及其防止措施4.1拉深变形过程的分析4.1.1拉深变形过程1．金属的流动过程(如图所示)工艺网格实验2．拉深变形过程在拉深力的作用下，毛坯内部的各个小单元体之间产生了内应力，在径向产生拉应力，在切向产生压应力，在这两种压力的作用下，凸缘区的材料发生塑性变形并不断的被拉入凹模内,成为圆筒形零件。1、平面凸缘区—主要变形区2、凸缘圆角部分—过渡区3、筒壁部分—传力区4、底部圆角部分—过渡区

3、5、圆筒底部分—小变形区4.1.2拉深过程中毛坯的应力与应变状态根据应力应变状态不同，可将拉深过程的毛坯分成五个部分：法兰部分－变形区：径向拉应力，切向压应力；材料主要向径向流动，同时也向厚向流动而加厚凹模圆角部位－过渡区：除与法兰部分相同特点外，还承受凹模圆角的压力和弯曲作用而产生的压应力侧壁部分－已变形区、传力区：继续拉深时，将凸模拉深力传递到法兰区，受单向拉应力作用；发生少量的纵向伸长和变薄凸模圆角部位－过渡区：底部圆角稍上处，变薄最严重，为零件的危险断面，直接影响极限变形程度底部－不变形区、传力区：基本不变形，由于底部圆角部

4、分的拉深力，材料受两向拉应力作用，厚度略有变薄拉深过程中某一瞬时毛坯变形和应力情况(如图4.1.4)厚度变化：底部略有变薄，壁部上段增厚，下部变薄，侧壁靠近底部圆角处最严重，甚至断裂，为危险断面１、凸缘变形区的应力分析其中Rw—瞬时法兰外半径筒壁传力区的受力分析凸模的压力通过筒壁传递至法兰的内边缘，将变形区的材料拉入凹模，筒壁区所受的拉应力由以下各部分组成①使变形区产生塑性变形所必须的拉应力②克服变形区上下两个表面的摩擦阻力所必须的力③克服毛坯沿凹模圆角运动必须克服的弯曲阻力所以，筒壁的拉应力总和为④材料流过凹模圆角时的摩擦阻力4.

5、1.3拉深成形过程中出现的问题及防止措施1、起皱起皱主要是由于凸缘处的切向压应力超过了板料的临界压应力所引起的。起皱首先产生在法兰外缘处。1）起皱的影响起皱不利于拉深变形a、由于起皱，毛坯不能被拉过凸凹模间隙面而拉断b、轻微起皱的毛坯即使拉过凸凹模间隙，也会在筒壁上留下起皱痕迹而影响质量。2）起皱的影响因素：a:凸缘部分材料的相对厚度t/Db:切向压应力的大小拉深时，变形程度越大，就越容易起皱。c:材料的力学性能板料的屈强比小，则屈服极限小，变形区内的切向压应力也相对减小，因此板料不容易起皱3）防皱措施：主要采用压边圈防皱a:用于双

6、动冲床的刚性压边圈,主要靠调整压边圈与凹模表面间隙保证防皱。b:用于单动冲床的弹性压边圈，常用动源为橡胶、弹簧、气垫。2、拉裂拉深时筒壁总拉应力超过筒壁最薄弱处的材料强度时，拉深件产生破裂。原因：1）由于法兰起皱，坯料不能通过凸凹模间隙，使筒壁拉应力增大2）压边力过大，使径向拉应力增大3）变形程度太大防止拉裂的措施:1）采用适当的拉深比和压边力2）增加凸模的表面粗糙度，改善凸缘部分变形材料的润滑条件3）合理设计模具工作部分的形状4）选用拉深性能好的材料.拉深模设计程序审图拉深工艺性分析拉深工艺方案制定毛坯尺寸计算拉深次数确定冲压力及

7、压力中心计算凸、凹模结构设计总体结构设计冲压设备选择冲压模装配图绘制非标零件图绘制4.2审图与拉深工艺性分析学习目标：掌握拉深件的结构工艺性要求，了解拉深件在公差、材料上的要求，掌握拉深件工序安排的一般原则。教学要求：根据弯曲件的结构工艺性要求改善拉深件的结构设计；能够根据拉深件的工艺条件，确定拉深件圆角半径，确定带孔拉深件的孔的位置。4.2.1对拉深件形状尺寸的要求1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。2）尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设计成对称（组合）的拉深，然后剖开；3）在设计拉深件时，应注明必须保证外形

8、或内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准。4）拉深件口部尺寸公差应适当。5）一般拉深件允许壁厚变化范围0.6t1.2t,若不允许存在壁厚不均现象，应注明；6）需多次拉深成形的工件，应