拉深工艺设计.ppt

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1、第7章拉深工艺设计内容简介：拉深是基本冲压工序之一本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。涉及拉深变形过程分析、拉深件质量分析、拉深系数及最小拉深系数影响因素、圆筒形件的工艺计算、其它形状零件的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案确定、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、辅助工序等。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．认识拉深模典型结构及特点，掌握拉深模工作零件设计方法；5．掌握拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。重点难点重点：1． 拉

2、深变形规律及拉深件质量影响因素；2． 拉深工艺计算方法；3． 拉深工艺性分析与工艺方案制定；4． 拉深模典型结构与结构设计；5． 拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。难点：1．拉深变形规律及拉深件质量影响因素；2．拉深工艺计算；3．其它形状零件的拉深变形特点；4．拉深模典型结构与拉深模工作零件设计。概述拉深：又称拉延、引伸、延伸等，是利用模具在压力机的压力作用下，将平板坯料制成开口空心零件的冲压加工方法。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。概述拉深件类型a）轴对称旋转体拉深件b)盒形件c)不对称拉深件概述按照转向轮廓线分为四大类：(1

3、)直壁回转体制件如易拉罐；(2)曲线回转体制件如搪瓷盆；(3)直壁非回转体制件如饭盒等；(4)曲面非回转体制件如汽车覆盖件。概述拉深不变薄拉深变薄拉深概述拉深模：拉深所使用的模具。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-凸模概述概述拉深模特点：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。拉深所用的模具主要由凸模、凹模和压边圈三部分组成。凸模、凹模有一定圆角半径。7.1拉深变形过程分析直径为D、厚度为t的圆形板料被拉入凹模，形成外径为d、高度为H的开口圆筒形工件。

4、7.1.1拉深的变形过程7.1.1拉深的变形过程7.1.1拉深的变形过程圆筒形件底部网格的形状基本没变。原来的同心圆变成筒壁上的等直径圆周线。间距由底部向上逐渐增大。7.1.1拉深的变形过程7.1.1拉深的变形过程拉深过程是板料流入凹模。板料外径减小，相邻单元体相互产生挤压作用，在周向产生压应力。在转移过程中，板料中由于拉深力的作用，在径向产生拉应力。7.1.1拉深的变形过程拉深使板料径向被拉深，周向被压缩，外径不断减小。在径向产生拉伸应力，在周向产生压缩应力。板料凸缘区的板料发生挤压塑性流动。矩形部分在中间，三角形部分被挤向外部。板料的各部分重新分布。7.1.1拉深的变形过程厚

5、度和硬度沿筒壁纵向变化。底部略有变薄。筒壁向上厚,向下薄。筒壁底部转角处最薄，最易破裂。7.1.1拉深的变形过程7.1.2拉深过程中板料的应力应变状态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）7.1.2拉深过程中板料的应力应变状态拉深过程的应力与应变状态某一瞬间：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I凸缘区：径向拉应力和切向压应力使材料向中间流动。在厚度方向变厚，极易失稳而起皱。Ⅱ凸缘过渡圆角区：径向受拉应力，切向受压应力。弯曲拉应力随凹模圆角半径的减小而增大。

6、半径过小时，破裂。Ⅳ—在底部圆角和筒壁相切处，受过度拉深产生伸长并变薄。此处最有可能出现破裂或过度变薄，使拉深件成为废品。7.1.2拉深过程中板料的应力应变状态1.凸缘变形区的应力分析（1）拉深中某时刻变形区应力分布根据微元体的受力平衡可得因为取并略去高阶无穷小，得:塑性变形时需满足的塑性方程为:7.1.2拉深过程中板料的应力应变状态由上述两式，并考虑边界条件(当时，)，经数学推导就可以求出径向拉应力，和切向压应力的大小为：在变形区的内边缘（即处）径向拉应力最大，其值为：在变形区外边缘处压应力最大，其值为：7.1.2拉深过程中板料的应力应变状态凸缘外边向内边由低到高变化，则由高到

7、低变化，在凸缘中间必有一交点存在（如右图所示），在此点处有所以：化简得：即：即交点在处。用R所作出的圆将凸缘变形区分成两部分，由此圆向凹模洞口方向的部分拉应力占优势（），拉应变为绝对值最大的主变形，厚度方向的变形是压缩应变。7.1.2拉深过程中板料的应力应变状态（2）拉深过程中的　　　变化规律和是当毛坯凸缘半径变化到时，在凹模洞口的最大拉应力和凸缘最外边的最大压应力。2.筒壁传力区的受力分析（1）压边力引起的摩擦力该摩擦应力为：7.1.2拉深过程中板料的应力应变状态（2）材料流过