第四章拉 深 模.ppt

第4章 拉 深 模 4.1 拉深变形特征 将平板毛坯拉成空心零件的过程[见图4.1（a）]称首次拉深，将较大直径的空心毛坯拉成直径更小的空心零件的过程称再次拉深[见图4.1（c）]。 首次拉深过程中毛坯的变形情况如图4.1（b）所示。 由图可知:变形发生在（D5～D1）的环形部分，D5为拉深过程中毛坯的瞬时外径；D1为首次拉深后所得直筒部分的平均直径，并称此区为法兰变形区。 毛坯在变形区的切向（变形圆周方向）为压缩变形，径向为伸长变形。毛坯切向变形的绝对值在其最外边缘达到最大，为|εθ|=1－d1／d0。 对于再次拉深，变形区为（dn-l～dn）的环形部分，拉深过程中的较长一段时间内变形区的宽度o=（dn…1…dn）／2保持不变，只是待变形区的高度h2不断减小，已变形区h1不断增加。 4.1.2 拉深变形过程的起皱现象 拉深过程中，变形区部分材料的小单元面积由扇形变为矩形如图4.2（a）所示。 小单元在径向受拉应力σ1的作用，在切向受压应力σ3的作用。变形区的材料在压应力σ3的作用下，一旦失去稳定，就会起拱弯曲[见图4.2（b）]. 变形区在起拱后会形成波浪形的皱折，这一现象称为起皱。 于是，在凸模圆角与直壁交界处的材料形成拉深件的第一个厚度极小值（A点），而材料在凹模圆有处发生反复弯曲后再度减薄，形成拉深件的第二个厚度极小值（B点）。 1．修边余量的确定 在拉深过程中，拉出工件的顶端是不整齐的，因此需在拉深后进行修边。 所以，在计算拉深工件的毛坯尺寸前，应确定如图4.4所示的修边余量Δh或Δdf。 无法兰拉深件与带法兰拉深件的修边余量可分别参照表4.1与表4.2选取。 （1）解析法 在进行毛坯计算时，首先将拉深件划分成若干个便于计算的具有简单几何形状的组成部分。分别求出各部分的表面积后，相加即得到零件的总面积∑Ai，之后再用下式计算出毛坯直径d0（见图4.5）。 （2）形心法 此法也称图解法，原理是： 任意形状的母线，绕同一平面内轴线旋转所成的旋成体，其表面积等于母线长度与其形心旋转轨迹长度的乘积。 为了确定毛坯的尺寸，常采用解析法。 1．变形量表示法 直径为d0的毛坯，拉深成直径为d1、高为h1的圆筒形件，变形基本集中在从直径为d0至直径为d1的圆环范围内。 可以近似地认为径向尺寸h（见图4.6）通过变形成为圆筒件的高度h1 但所能采用的拉深系数不能低于某一极限值，该极限值称为极限拉深系数。 数次拉深的极限拉深系数分别用[m1]、[m2]、[m3]等来表示。 制定拉深工艺时，极限拉深系数可参照表4.3、表4.4、表4.5来选取。 表4.3 无法兰筒形件采用压料圈时的极限拉深系数 表4.5 其他材料的极限拉深系数 3．拉深次数 把毛坯直径d0依次乘以极限拉深系数[m 1]、[m2]、…、[mn]，即得工件在各中间拉深工序的直径为 d1= m 1 d0 d2= m2 d1 … dn=mndn-1 （4.5） 当工件中间直径逐渐减小，所得的dn等于或小于工件最终直径d时，dn的下角标n即表示拉深次数。 拉深次数n也可按下式估算： 工序件高度h可按下式计算 h=0.25 ＋0.43r（1＋0.32 ）（4.7） 式中 d0——坯料直径； d——工序件直径； r——工序件圆角半径。 表4.6 带法兰筒形件首次拉深的极限相对深度 h1/d1（10钢） 表4.7 带法兰筒形件首次拉深的极限拉深系数[mf] （10钢） 表4.8 带法兰筒形件首次拉深的极限拉深系数 （10钢） 2．多次拉深 3．工序件高度 工序件高度h可按下式计算： h=0.25[ ＋1.72（R＋r）－0.56 ]（4.9） 式中 df ——法兰直径； d ——工序件直径； d 0——坯料直径； β——由于多次拉深时，部分材料重新回到法兰上而引起工件表面积减少的系数， 一般取β＝0.96～0.98； R ——法兰处圆角半径； R ——工件底部圆角半径； a ——拉深次数 首次拉深a =1， 二次拉深a =2， 依此类推。 4.3 复杂旋转体件拉深 ≤ 拉深顺序是由大直径阶梯到小直径阶梯依次拉出，如图4.10所示 ② 当某相邻两个阶梯的直径比值小于相应圆筒形工件的极限拉深系数时，例如 d2／dl [m2]，则拉深顺序应如图4.11所示。 先成形阶梯d2 （通过工序I至工序Ⅲ先拉出d2） 然后由此阶梯向小阶梯直径依次成形（通过工序Ⅳ拉出dn） 最后再向大阶梯直径依次成形（通过工序V拉出d1）。 1．浅锥形件 其母线与轴线之间的夹角一般在50°-80°