04 拉深工艺及模具设计【荐】.ppt

冷冲压工艺与模具设计 第四章 拉深工艺与模具设计 定义： 利用专用模具将平板毛坯制成空心件的一种冲压工艺方法，又称拉延、压延、引伸等。 用途： 可以制成筒形、阶梯形、锥形和其它不规则形状的薄壁零件，如和其它冲压成形工艺配合，还可以制造形状极为复杂的工件。 优点： 拉深制造薄壁空心件生产效率高，材料消耗少，零件的强度和刚度高，而且零件的精度高。 分类： 圆筒形零件； 曲面形零件； 盒形零件； 非旋转体曲面形状零件。 4.1 拉深过程分析 4.2 筒形件拉深的主要质量问题及防止措施 4.3 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 4.4 拉深模设计计算 4.5 有凸缘圆筒形件的拉深 4.6 其它零件的拉深 4.7 拉深件的工艺性 4.8 拉深中的辅助工序 4.9 其他拉深方法 4.1 拉深过程分析 一、拉深变形过程及特点 坐标网格试验： 同心圆→水平圆圈线 越靠近筒口，间距越大 表明： 金属的塑性流动 拉深件组成 变形区：环形部分 不变形区：凸模下的圆形底部 传力区：直壁部分 二、拉深过程中各部位的应力应变状态分析 4.1 拉深过程分析 一、拉深变形过程及特点 二、拉深过程中各部位的应力应变状态分析 取平板毛坯上的一个扇形作研究 根据拉深过程中毛坯各部分的应力状况不同，可划分为五个部分 1、 平面凸缘部分(主要变形区) P122 公式 2、凸缘圆角部分(过渡区) 切向被压缩，径向被拉伸 3、筒体部分(传力区) 单向受拉应力(厚度变薄)，筒壁上厚下薄 4、底部圆角部分(过渡区) 危险截面 5、筒体底部 双向拉伸变薄(类似于胀形) 4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 一、拉深件的修边余量 二、变形程度和拉深系数 三、拉深次数的确定 四、工艺计算 五、以后各次拉深的特点和方法 4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 一、拉深件的修边余量 影响因素：材料的力学性能的各向异性，模具间隙分布不均，摩擦阻力不均，定位不准确等。 P129 表4-3 二、变形程度和拉深系数 三、拉深次数的确定 四、工艺计算 五、以后各次拉深的特点和方法 4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 一、拉深件的修边余量 二、变形程度和拉深系数 1、变形程度：用拉深系数表示。 2、拉深系数 定义：拉深后与拉深前的圆筒形件的直径之比。 极限拉深系数：P133表4-5、4-6 影响拉深系数的因素： 材料力学性能的影响：塑性越好，极限拉深系数越小； 材料相对厚度的影响：相对厚度越大，极限拉深系数越小； 拉深次数的影响：冷作硬化的影响，次数越多，极限拉深系数越大； 拉深方式的影响：是否使用压边圈则m不同。 其他影响：间隙、凸凹模圆角半径、润滑条件等。 三、拉深次数的确定 四、工艺计算 五、以后各次拉深的特点和方法 4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 一、拉深件的修边余量 二、变形程度和拉深系数 三、拉深次数的确定 根据极限拉深系数判定能否一次拉深成形； 多次拉深的拉深次数的确定： 计算法 查表法：P135表4-8 四、工艺计算 五、以后各次拉深的特点和方法 4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 一、拉深件的修边余量 二、变形程度和拉深系数 三、拉深次数的确定 四、工艺计算 1、确定修边余量； 2、计算毛坯尺寸： 简单几何形状拉深件的毛坯尺寸 复杂旋转体拉深件的毛坯尺寸：作图法、解析法 3、确定是否使用压边圈； 4、确定拉深次数； 5、确定各次拉深直径； 6、选取各次半成品底部的圆角半径； 7、计算各次拉深高度 8、画出工序图 五、以后各次拉深的特点和方法 4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 一、拉深件的修边余量 二、变形程度和拉深系数 三、拉深次数的确定 四、毛坯尺寸计算 五、以后各次拉深的特点和方法 特点： 1、圆筒形件毛坯的壁厚及力学性能都不均匀：加工硬化； 2、变形区(dn-1—d n)保持不变，直至拉深终了之前，拉深力一直在增加，直至变形的最后阶段才下降至零； 3、破裂往往出现在拉深的末尾，而不是发生在初始阶段； 4、稳定性较首次拉深为好： 方法： 1、正拉深： 2、反拉深： 优点：材料的流动方向有利于相互抵消拉深时形成的残余应力；材料的弯曲与反弯曲次数较少，加工硬化也少，有利于成形；毛坯与凹模接触面大，材料的流动阻力也大，材料不易起皱，可不用压边圈，避免由于压边力不当或不均匀引起的拉裂。 缺点：当拉深系数很大而凹模壁厚不大时，凹模强度会不足 4.3 拉深模设计计算 一、拉深力和拉深功的计算 二、凸凹模工作部分尺寸的计算 三、凸凹模工作表面的技术要求 四、压边装置 一、拉深力和拉深功的计算 1、压边力的计算 1)采用压边的条件：P155公式或P156表4-18 2)压边力的计算：FQ=A p 2、拉深力的计算 无压边圈：FW=