《拉深工艺与拉深》PPT课件

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1、第五章拉深工艺与拉深模5.1圆筒件拉深变形过程分析5.2拉深工艺计算5.3拉深模具结构5.4拉深模工作部分设计拉深(drawing)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。第五章拉深工艺与拉深模拉深件类型a）轴对称旋转体拉深件b)盒形件c)不对称拉深件第五章拉深工艺与拉深模第五

2、章拉深工艺与拉深模不变薄拉深变薄拉深拉深模结构图１-模柄２-上模座３-凸模固定板４-弹簧５-压边圈６-定位板７-凹模８-下模座９-卸料螺钉10-凸模第五章拉深工艺与拉深模5.1圆筒件拉深变形过程分析圆筒形件是最典型的拉深件。一、圆筒件拉深变形过程分析（一）拉深变形过程（二）拉深变形过程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。底部和筒壁为传力区。5.1圆筒件拉深变形过程分析5.1圆筒件拉深变形过程分析一、圆筒件拉深变形过程分析2．拉深变形过程外力凸缘产生内应力：径向拉应力σ1；切

3、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）（二）拉深变形过程5.1圆筒件拉深变形过程分析1.凸缘部分二、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3.筒壁部分4.凸模圆角部分5.筒底部分坯料各区的应力与应变是很不均匀的。拉深成形后制件壁厚和硬度分布拉深过程的应力与应变状态下标1、2、3分别代表坯料径向、厚度方向、切向的应力和应变5.1圆筒件拉深变形过程分析5.1圆筒件拉深变形过程分析拉深件的壁厚和硬度的变化三、拉深件的起皱与拉裂拉深过程中的质量问题：主要是凸缘

4、变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。凸缘区起皱：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。5.1圆筒件拉深变形过程分析1.凸缘变形区的起皱三、拉深件的起皱与拉裂（续）主要决定于：一方面是切向压应力σ3的大小，越大越容易失稳起皱；另一方面是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，抵抗失稳能力越小。最易起皱的位置：凸缘边缘区域起皱最强烈的时刻：在Rt=（0.7～0.9）R0时防止起皱：5.1圆筒件拉深变形过程分析5.1圆筒件拉深变形过程分析凸缘变形区的起皱5.1圆筒件拉深变形过程分析

5、2.筒壁的拉裂主要取决于：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：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。三、拉深件的起皱与拉裂（续）一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度；5.1圆筒件拉深变形过程分析筒壁的拉裂5.2拉深工艺计算拉深系数m是以拉深后的直径d与拉深前的坯料D（工序件dn）直径之比表示。一、拉深系数与极限拉深系数1.拉深系数的定义第一次拉深系数：第二次拉深系数：第n次拉深系数：5.2拉深工艺计算拉

6、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。一、拉深系数与极限拉深系数1.拉深系数的定义（续）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，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。极限拉深系数［m］从工艺的角度来看，［m］越小越有利于减少工序数。5.2拉深工艺计算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［m］的值。一、拉深系数与极限拉深系数2．极限拉深系数的确定＞［m］时，拉深件可一次拉成，否则需要多次拉深。<[m]时，＝m1m2……mn，n为拉深次数1）由表查得各次的极限拉深系数；2）

7、依次计算出各次拉深直径，即ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；…；ｄｎ＝ｍｎｄｎ－１；3）当ｄｎ≤ｄ时，计算的次数即为拉深次数。推算方法１．拉深次数的确定一、拉深系数与极限拉深系数5.2拉深工艺计算例求图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序件尺寸。材料为10钢，板料厚度ｔ＝2ｍｍ。5.2拉深工艺计算解：因ｔ＞1ｍｍ，故按板厚中径尺寸计算。（１）计算坯料直径根据零件尺寸，其相对高度为查表5-2得切边量坯料直径为代已知条件入上式得Ｄ＝98.2ｍｍ（２）确定拉深次数坯料相对厚度为按表5-1可不用压料圈，但为保险，首次拉深仍采用压料圈。根据ｔ/Ｄ＝2.03％，查表5-3得各次极限