拉深工艺与模具设计ppt课件.ppt

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1、第四章拉深工艺与拉深模设计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。内容简介：第四章拉深工艺与拉深模设计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，

2、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。学习目的与要求：第一节概述拉深：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。第四章拉深工艺与拉深模设计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。第四章拉深工艺与拉深模设计不变薄拉深变薄拉深第二节

3、圆筒形件拉深变形分析圆筒形件是最典型的拉深件。第四章拉深工艺与拉深模设计一、拉深变形过程（二）拉深变形过程及特点1．变形现象（一）拉深成形时板料的受力分析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。第二节圆筒形件拉深变形分析第四章拉深工艺与拉深模设计一、拉深变形过程（续）（二）拉深变形过程及特点（续）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

4、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）这是一种近似的解析法，将简化的平衡微分方程（也称近似屈服方程或近似塑性条件）和屈服方程联立求解，并利用应力边界条件确定积分常数，以求得接触面上的应力分布，进而求得变形力等，这就是主应力法。由于简化的平衡微分方程和屈服方程实质上都是以主应力表示的，故此得名。又因为这种解法是从切取基元体或基元板块着手的，故也形象地称为“切块法”。拉深工艺及模具设计5主应力解法5.2主应力法（切块法）二、主应力法的实质主应力法的实

5、质是将应力平衡微分方程和屈服方程联立求解。它通过对物体应力状态所作的一些简化假设，建立以主应力表示的简化平衡方程和塑性条件，然后联解，求得接触面上的应力大小和分布。基本要点如下：1.根据金属流动方向，沿变形体整个截面切取基元体，切面上的正应力假定为主应力，且均匀分布，由此建立的该基元体的平衡方程，为一常微分方程。σx-σy=2K(当σx-σy)2.在列出该基元体的塑性条件时，通常假定接触面上的正应力为主应力，即忽略了摩擦应力的影响，从而使塑性条件简化。把问题简化为平面问题或轴对称问题。塑性加工理论及应用5主

6、应力解法塑性加工理论及应用5主应力解法板料拉延塑性加工理论及应用5主应力解法板料拉延塑性条件积分得到:塑性加工理论及应用5主应力解法板料拉延第二节圆筒形件拉深变形分析1.凸缘部分第四章拉深工艺与拉深模设计二、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第二节圆筒形件拉深变形分析第四章拉深工艺与拉深模设计三、拉深件的起皱与拉裂拉深过程中的质量问题：主要是凸缘变形区

7、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。第二节圆筒形件拉深变形分析1.凸缘变形区的起皱第四章拉深工艺与拉深模设计三、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：压边第二节圆筒形件拉深

8、变形分析第四章拉深工艺与拉深模设计三、拉深件的起皱与拉裂（续）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：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。拉深件类型a）轴对称旋转体拉深件b)盒形件c)不对