拉深模设计模块.ppt

模块四 拉深模设计 包职院模具教研室 本模块设计任务 学生设计任务 学习项目一 概述 一、拉深的概念及应用 1. 拉深：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空心零件的加工方法。 2. 应用：应用广泛，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。 二、分类 学习项目二 圆筒形拉深件的变形分析 一、拉深变形过程 1．宏观分析 拉深前，于坯料上划出扇形区 域oab，拉伸开始后，扇形区转化 为三部分： 凸缘部分a’b’cd：逐渐转化为 筒壁，比例减小，是变形区。 筒壁部分cdef， 逐渐增加，为 传力区。 筒底部分oef，基本不发生变 形，在拉深过程中是传力区。 2. 微观分析 应用网格法观察变形情况，分析变形特点。 分析结论： 1）变形区与传力区：坯料的凸缘部分上的网格形状发生 明显改变是变形区，筒底网格基本无变化，所以为传力区。 2）变形区的变形特点： 等间距的同心圆 筒壁上的水平圆周线，而且其间距a 增大，越靠筒的上部增大越多，即 。 等分度射线 筒壁上的垂直平行线，其间距则完全相 等，即 。 从网格变化可以看出：拉深前的扇形单元格变为拉深后的 矩形单元格，其产生原因是在外力的作用下，坯料凸缘区内部 的各个小单元体之间产生了相互作用的内应力，表现为径向受 到拉应力 的作用长度增加；切向受压应力 的作用长度减 小。 3）坯料厚度变化 从单元格的变化上可以看出：变形结束后所得矩形网格的 宽度都相等，而变形前坯料上的扇形网格却是越靠近外边缘网 格越大，应此宽度上需要转移的多余金属越多。这部分多余金 属不仅转移到了高度上，也向坯料的厚度上发生了转移，所以 拉深所得的筒形件在口部有最大厚度。 二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态 1. 凸缘的平面部分：属于变形区，切向受压，径向受拉 。 厚度有所增加，当变形程度过大时易起皱。 2. 凸缘的圆角部分：也属于变形区，但变形程度较小，受 到拉深和弯曲的综合影响，变形较复杂。 3. 筒壁部分：变形已结束，成为传力区。受单向拉应力。 4. 筒底圆角部分：属于传力区，在切向和径向都受拉应力 作用，同时由于凸模圆角半径的影响产生弯曲变形，坯料在此 处厚度减薄，易拉裂。 5. 筒底部分：始终为传力区，受切向和径向的拉应力作用 产生双向拉伸变形。 学习项目三 拉深件的主要质量问题 一、起皱 1. 概念：在拉深时，变形区压缩失稳导致起皱，是指凸缘上材料产生皱折。 2. 危害：拉深力、拉深功增大； 拉深件质量降低； 拉深件破裂； 严重时损坏模具和设备。 3. 影响拉深起皱的主要因素 （1）坯料的相对厚度 ：相对厚度越小越易起皱。 （2）变形成度：变成程度越大越易起皱。 4. 起皱的判断 ：可根据相对厚度的大小由相关表格查出。 5.起皱的解决措施：在模具结构中设置压边圈并施加合理 的压料力。 6. 压边圈的种类与结构 （1）种类 1）刚性压边圈 适用于双动压力机、液压机上拉深。也可以用于单动压力机上进行拉深。 2）弹性压边圈 弹性压边圈结构适用于 单动压力机。动力来源一 般由弹簧、橡胶或液动装 置提供。 （2）压边圈的结构 二、拉裂 1.拉裂产生的部位与原因 拉裂：由于材料内部拉应力过 大，拉深件在坯料最薄处出现裂 纹称为拉裂。 产生原因：凸缘起皱；压边力 过大；变形程度过大等。 三、突耳 突耳：筒形件拉深，在拉深件 口端出现有规律的高低不平现象叫 突耳。 学习项目四 拉深模典型结构 一、首次拉深模 1. 无压边圈的首次拉深模 2. 具有刚性压边圈的首次拉深模 3. 弹性压边圈在上模的首次拉深模 4. 弹性压边圈在下模的首次拉深模 5. 带锥形压边圈的首次拉深模 二、再次拉深模 1. 无压边圈的再次拉深模 2. 带弹性压边圈的再次拉深模 3. 无压边圈的反向拉深模 4. 压边圈在上模的反向拉深模 5. 压边圈在下模的反向拉深模 三、落料拉深复合模 学习项目四 拉深模设计步骤与