拉深工藝與拉深課件

1、第五章 拉深工藝與拉深模5.1 圓筒件拉深變形過程分析5.2 拉深工藝計(jì)算5.3 拉深模具結(jié)構(gòu)5.4 拉深模工作部分設(shè)計(jì)拉深 (drawing) 又稱拉延，是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。 它是沖壓基本工序之一?？梢约庸ばD(zhuǎn)體零件，還可加工盒形零件及其它形狀復(fù)雜的薄壁零件。拉深不變薄拉深變薄拉深拉深模：拉深模特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡單，與沖裁模比較，工作部分有較大的圓角，表面質(zhì)量要求高，凸、凹模間隙略大于板料厚度。 拉深所使用的模具。第五章 拉深工藝與拉深模拉深件類型a）軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體拉深件 b)盒形件c)不對(duì)稱拉深件第五章 拉深工藝與拉深模 第五章

2、 拉深工藝與拉深模 不變薄拉深變薄拉深拉深模結(jié)構(gòu)圖-模柄 -上模座 -凸模固定板 -彈簧 -壓邊圈 -定位板 -凹模 -下模座 -卸料螺釘 10-凸模 第五章 拉深工藝與拉深模 5.1 圓筒件拉深變形過程分析圓筒形件是最典型的拉深件。一、圓筒件拉深變形過程分析（一）拉深變形過程 （二）拉深變形過程1變形現(xiàn)象平板圓形坯料的凸緣彎曲繞過凹模圓角，然后拉直形成豎直筒壁。 變形區(qū)凸緣；已變形區(qū)筒壁；不變形區(qū)底部。底部和筒壁為傳力區(qū)。 5.1 圓筒件拉深變形過程分析5.1 圓筒件拉深變形過程分析一、圓筒件拉深變形過程分析2拉深變形過程外力凸緣產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力：徑向拉應(yīng)力1；切向壓應(yīng)力3凸緣塑性變形：徑向伸長，

3、切向壓縮，形成筒壁直徑為高度為的圓筒形件（H（D-d）/2）（二）拉深變形過程5.1 圓筒件拉深變形過程分析1.凸緣部分二、拉深過程中坯料內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)拉深過程中某一瞬間坯料所處的狀態(tài)應(yīng)力分布圖2.凹模圓角部分 3.筒壁部分 4.凸模圓角部分5.筒底部分 坯料各區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變是很不均勻的。拉深成形后制件壁厚和硬度分布拉深過程的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)下標(biāo)1、2、3分別代表坯料徑向、厚度方向、切向的應(yīng)力和應(yīng)變 5.1 圓筒件拉深變形過程分析5.1 圓筒件拉深變形過程分析拉深件的壁厚和硬度的變化三、拉深件的起皺與拉裂 拉深過程中的質(zhì)量問題：主要是凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂。凸緣區(qū)起皺：傳力區(qū)拉裂

4、：由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲；由于拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度引起板料斷裂。5.1 圓筒件拉深變形過程分析1.凸緣變形區(qū)的起皺三、拉深件的起皺與拉裂（續(xù)） 主要決定于：一方面是切向壓應(yīng)力3的大小，越大越容易失穩(wěn)起皺；另一方面是凸緣區(qū)板料本身的抵抗失穩(wěn)的能力。 凸緣寬度越大，厚度越薄，材料彈性模量和硬化模量越小，抵抗失穩(wěn)能力越小。 最易起皺的位置：凸緣邊緣區(qū)域起皺最強(qiáng)烈的時(shí)刻：在Rt=（0.70.9）R0時(shí)防止起皺：5.1 圓筒件拉深變形過程分析5.1 圓筒件拉深變形過程分析凸緣變形區(qū)的起皺 5.1 圓筒件拉深變形過程分析2.筒壁的拉裂主要取決于： 一方面是筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力；另一方面是筒

5、壁傳力區(qū)的抗拉強(qiáng)度。 當(dāng)筒壁拉應(yīng)力超過筒壁材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，拉深件就會(huì)在底部圓角與筒壁相切處“危險(xiǎn)斷面”產(chǎn)生破裂。 防止拉裂：另一方面通過正確制定拉深工藝和設(shè)計(jì)模具，降低筒壁所受拉應(yīng)力。 三、拉深件的起皺與拉裂（續(xù)） 一方面要通過改善材料的力學(xué)性能，提高筒壁抗拉強(qiáng)度； 5.1 圓筒件拉深變形過程分析筒壁的拉裂5.2 拉深工藝計(jì)算拉深系數(shù)m是以拉深后的直徑d與拉深前的坯料D（工序件dn）直徑之比表示。一、拉深系數(shù)與極限拉深系數(shù)1.拉深系數(shù)的定義第一次拉深系數(shù)：第二次拉深系數(shù)：第n次拉深系數(shù)：5.2 拉深工藝計(jì)算拉深系數(shù)m表示拉深前后坯料（工序件）直徑的變化率。m愈小，說明拉深變形程度愈大，相反，

6、變形程度愈小。 一、拉深系數(shù)與極限拉深系數(shù)1.拉深系數(shù)的定義（續(xù)）拉深件的總拉深系數(shù)等于各次拉深系數(shù)的乘積，即 如果m取得過小，會(huì)使拉深件起皺、斷裂或嚴(yán)重變薄超差。極限拉深系數(shù)m從工藝的角度來看，m越小越有利于減少工序數(shù)。 5.2 拉深工藝計(jì)算 為了提高工藝穩(wěn)定性和零件質(zhì)量，適宜采用稍大于極限拉深系數(shù)m的值。一、拉深系數(shù)與極限拉深系數(shù)2極限拉深系數(shù)的確定 m時(shí)，拉深件可一次拉成，否則需要多次拉深。 m時(shí)， m1m2mn，n為拉深次數(shù) 1）由表查得各次的極限拉深系數(shù)； 2）依次計(jì)算出各次拉深直徑，即 11；221； 3）當(dāng)時(shí)，計(jì)算的次數(shù)即為拉深次數(shù)。推算方法拉深次數(shù)的確定一、拉深系數(shù)與極限拉深系

7、數(shù)5.2 拉深工藝計(jì)算例求圖所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序件尺寸。材料為10鋼，板料厚度2。 5.2 拉深工藝計(jì)算解：因1，故按板厚中徑尺寸計(jì)算。（）計(jì)算坯料直徑 根據(jù)零件尺寸，其相對(duì)高度為查表5-2得切邊量坯料直徑為代已知條件入上式得98.2 （）確定拉深次數(shù) 坯料相對(duì)厚度為 按表5-1可不用壓料圈，但為保險(xiǎn)，首次拉深仍采用壓料圈。根據(jù)/2.03，查表5-3得各次極限拉深系數(shù)10.50，20.75，30.78，40.80，。m=d2/D=（30-2）/98.2=0.285m1，需要多次拉深則m1m2mnm 0.50.750.780.8=0.234m所以，拉深次數(shù)為n=4例（續(xù)）5.2 拉深

8、工藝計(jì)算另一種確定拉深次數(shù)的方法：110.5098.249.22210.7549.236.9 3320.7836.928.8 4430.828.823 此時(shí)42328，所以應(yīng)該用4次拉深成形。 計(jì)算各工序尺寸時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整各拉深次數(shù)的拉深系數(shù)，調(diào)整后的拉深次數(shù)總乘積等于m5.2 拉深工藝計(jì)算例（續(xù)）1. 無壓邊裝置的簡單拉深模一、首次拉深模2. 有壓邊裝置的拉深模(1)正裝拉深模(2)倒裝拉深模壓邊裝置彈性壓邊裝置橡皮壓邊裝置彈簧壓邊裝置氣墊式壓邊裝置 帶限位裝置的壓邊圈剛性壓邊裝置帶剛性壓邊裝置的拉深模5.3 拉深模具結(jié)構(gòu)5.3 拉深模具結(jié)構(gòu)1.無壓邊裝置的以后各次拉深模2.有壓邊裝置的以后

9、各次拉深摸二、以后各次拉深模3.反拉深摸無壓邊裝置反拉深摸壓邊圈在上模的反拉深摸壓邊圈在下模的反拉深摸5.4 拉深模工作部分設(shè)計(jì)1.凹模圓角半徑的確定首次（包括只有一次）拉深凹模圓角半徑可按下式計(jì)算：一、凸、凹模的圓角半徑或以后各次拉深凹模圓角半徑應(yīng)逐漸減小，一般按下式確定：（2、3、）以上計(jì)算所得凹模圓角半徑一般應(yīng)符合rA2的要求。 2.凸模圓角半徑的確定首次拉深可取：一、凸、凹模的圓角半徑中間各拉深工序凸模圓角半徑可按下式確定：（3、4、）最后一次拉深凸模圓角半徑rTn即等于零件圓角半徑。但零件圓角半徑如果小于拉深工藝性要求時(shí)，則凸模圓角半徑應(yīng)按工藝性的要求確定（即rT），然后通過整形工序

10、得到零件要求的圓角半徑。 5.4 拉深模工作部分設(shè)計(jì)1.無壓料圈的拉深模其拉深間隙為：二、拉深模間隙2.有壓料圈的拉深模其拉深間隙為：/2（0.90.95） 5.4 拉深模工作部分設(shè)計(jì)對(duì)于最后一道工序的拉深模當(dāng)零件尺寸標(biāo)注在內(nèi)形時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，工作部分尺寸為： 三、凸、凹模工作部分尺寸及公差對(duì)于多次拉深，中間各工序的凸、凹模尺寸可按下式計(jì)算： 當(dāng)零件尺寸標(biāo)注在外形時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，工作部分尺寸為： 5.4 拉深模工作部分設(shè)計(jì)1-定位板 2-下模板 3-拉深凸模 4-拉深凹模 無壓邊裝置的首次拉深模返回正裝拉深模 模柄 上模座 凸模固定板 彈簧 壓邊圈 定位板 凹模 下模座 卸料螺釘 10凸模 返回帶錐形壓邊圈的倒裝拉深模1上模座2推桿 3推件板4錐形凹模5限位柱6錐形壓邊圈7拉深凸模8固定板9下模座 返回壓邊力的變化曲線