冲模7、8章.doc

第五章 拉深 【本章重点】 拉深时的主要质量问题，圆筒件拉深的工艺计算；拉深模工作部分结构参数的确定；带凸缘简形件拉深的特点及工艺计算。 【本章难点】 拉深过程中各部应力应变分析；久里金法则；宽边缘圆筒形件拉深工艺计算。 【学时分配】 第一节 拉深过程分析 拉深（拉延、压延、引伸）：利用模具将平板毛坯制成空心件（或使空心件进一步改变尺寸）的一种冲压工艺方法。 拉深的应用：制件形状：圆筒形、阶梯形、球形、盒形、不规则形状等；尺寸范围：几毫米~几米。精度：高，IT10、精整拉深可达IT 8，表面光滑（近似磨削）。所以拉深应用很广，成为冲压工艺应用最广泛的工序之一，在汽车、拖拉机、飞机、电器、仪表及日常生活用品生产中有相当重要的地位。 拉深件的分类： 按工件形状：1、圆筒形零件（直壁旋转体）P119图8-1a（无凸缘、有凸缘、阶梯形），2、曲面形零件（曲面旋转体）P119图8-1b，3、盒形零件（直壁非旋转体）P119图8-1c，4、非回转体曲面形状零件（不规则复杂形状）P119图8-1d。 接工作性质：不变薄拉深；宽薄拉深。 一、拉深变形过程及特点 如图P120图5-2：毛坯：；制件：圆筒，基本不变。 分析： 1、由于工作部分无锋利刃口（一定的圆角半径）间隙略大于厚度t，材料被拉入间隙，由体积不变原理：t不变，则毛坯与工件表面积应相等，从面积分布来看：（1）毛坯中间部分→变为制件之底，（2）毛坯（）圆环→变为制件筒壁，但，毛坏中“多余三角形”被挤向筒壁上部成为△h，可见有一个金属流动过程。 2、为了解金属流动情况，网格法 拉深前：等间距同心圆、等分度幅射线组成网络。 拉深后：简底部网络基本不变；筒壁同心圆→水平圆线圈，间距増大（越上增加越多），幅射线→垂线，间隔相等。 3、可见：拉深过程中，材料内部单元体受径向拉应力与圆周切向压应力共同作用下，凸缘区材料发生塑性变形，其“多余材料”沿径向被挤出，并不断地被拉入凹模洞口内，成为开口空心件。 二、拉深过程中各中分应力应变状态分析 拉深过程中受力（复杂）：拉深力、弯曲力、扭转力等。以筒形件带压边圈首次拉深为例，可划分为五个区域 1、平面凸缘部分（主要变形区） 拉深变形主要在此区完成，位于压边圈下部材料在模具作用下向中心流动，进入间隙最后形成筒壁。受三向应力：径向：拉；切向：压；厚度方向：压（压边圈作用比前两项小得多）。 2、凸缘圆角部分（过度区） 位于凹模圆角处材料切向被压缩、径向被拉伸、接触凹模圆角一侧还受弯曲力（凹模圆角半径减小→弯曲变形↑，小到一定程度→开裂） 3、筒壁部分（传力区） 为已变形区，又是传力区，近似单向拉伸变形区，厚度变薄。 4、底部圆角部分（过渡区） 承受筒壁传来的拉应力、且受凸模压力。在拉、压力的综合作用下，这部分材料变薄最严重，易出现裂纹（危险断面）筒壁直段与圆角相切的部位。 5、圆筒件底部（近似不变形区） 拉深过程始终为平面形状。 综上：拉深件应力应变复杂，又是时刻变化的，壁厚是不均匀的。（凸缘“起被”和危险断面“捡裂”是能否顺利完成拉深工艺的关键所在）。 三、拉深时的主要质量问题：起皱与拉裂（补充内容） 1、起皱：如前：拉深过程中，凸缘部分受切向压切力作用。当切向应力较大而材料又薄时→使凸缘部分材料失稳而发生折皱。起皱一般不允许，轻则影响质量，重则因起皱后不能进入间隙而使制件拉裂。 防皱措施：（1）合理选择变形程度（根据塑性大小）。 （2）采取压边圈。 （3）合理选择凸凹模圆角半径与间隙。 （4）润滑剂（减少摩擦） 2、拉裂：厚度变化与危险断面 （1）上部变厚，下部变薄，底部基本不变。 （2）凸模圆角部分变薄严重（近10%）→危险断面 （3）拉裂：危险断面有效抗拉强度 拉裂条件：筒壁总拉应力，凸模弯曲时产生的应力。 防止拉裂措施 （1）合理选用冲件材料 （2）正确确定r凸r凹：保证不起皱前提下加大r凹，适当加大r凸 。 （3）合理选取拉深系数M（M大→变形程度小）见后述。 （4）正确润滑（只涂凹模表面，千万不涂凸模-以防滑动，变薄等）。 第二节 圆筒形件拉深的有关尺寸确定 （主要确定修边余量，拉深系数，拉深次数，毛坯尺寸，工序尺寸等） 一、拉深件的修边余量 1、修边余量产生的原因：拉深过程中受材料力学性能的方向性、模具间隙的分布不均匀、摩擦阻力的不均匀、定位不准确等因素的影响 ，使拉深件口部或凸缘周边不齐，需要修边（毛坯要加修边余量）。 2、修边余量的确定 查：P122表5-1无凸缘筒形件的修边余量、P136表5-12凸缘筒形件的修边余量。 二、变形程度和拉深系数 拉深变形程度用拉深系数表示（类似弯曲系数）。 （一）拉深系数——每次拉深后筒形件直径与拉深前（毛坯或半成品）直径的比值（总小于