第四章第5节Nppt课件

1、第四章 拉深第四章拉深第四章拉深在压力机上使用模具将平板毛坯制成带底的圆筒在压力机上使用模具将平板毛坯制成带底的圆筒形件或矩形件的成形方法称为拉深。杯形件，盒形件或矩形件的成形方法称为拉深。杯形件，盒形件。是冲压的基本工序之一。形件。是冲压的基本工序之一。以拉深件代替铸造壳体形件是发展趋势以拉深件代替铸造壳体形件是发展趋势第四章 拉深第四章 拉深第一节圆筒形件拉深变形分析第一节圆筒形件拉深变形分析一、拉深变形过程及变形特点一、拉深变形过程及变形特点无压边的拉深过程，有压边的拉深。无压边的拉深过程，有压边的拉深。拉拉深深模模结结构构图图-模柄 -上模座 -凸模固定板 -弹簧 -压边圈 -定位板

2、-凹模 -下模座 -卸料螺钉 10-凸模 第四章 拉深工艺与拉深模设计 第四章 拉深网格试验法了解拉深的变网格试验法了解拉深的变形特点。形特点。拉深成圆筒后，筒底部分拉深成圆筒后，筒底部分网格基本上没有变化，凸网格基本上没有变化，凸缘区发生了明显的变化。缘区发生了明显的变化。同心圆变成了圆筒侧壁上同心圆变成了圆筒侧壁上相互平行的圆，而且间距相互平行的圆，而且间距也变大了，由下向上逐渐也变大了，由下向上逐渐增大的间距，辐射线变成增大的间距，辐射线变成了筒壁上竖直的平行线，了筒壁上竖直的平行线，且间距相等。且间距相等。第四章 拉深变形特点：变形区主要变形特点：变形区主要集中在凸缘区，即集中在凸缘区

3、，即D与与d之间的环形部分。变形之间的环形部分。变形区任一点在径向受到了区任一点在径向受到了拉伸，而切向受到了压拉伸，而切向受到了压缩。同一圆周上的各点缩。同一圆周上的各点的切向压缩变形是相等的切向压缩变形是相等的。径向变形不具有均的。径向变形不具有均匀性，越靠近凸缘边缘，匀性，越靠近凸缘边缘，径向拉伸变形与切向压径向拉伸变形与切向压缩变形的绝对值也将越缩变形的绝对值也将越大。大。二、拉深过程的应力二、拉深过程的应力应变状态应变状态第四章 拉深 凸缘区：凸缘区可凸缘区：凸缘区可看成一个圆环形薄板，看成一个圆环形薄板，内孔沿径向受均匀的内孔沿径向受均匀的拉伸力作用。该区任拉伸力作用。该区任一点的

4、应力状态可视一点的应力状态可视为平面异号应力状态，为平面异号应力状态，板厚方向应力可视为板厚方向应力可视为零。零。径向应变为拉应变，径向应变为拉应变，切向应变为压应变。切向应变为压应变。第四章 拉深 凹模圆角区：板料凹模圆角区：板料在在rd区的变形接近区的变形接近拉弯，同时切向还拉弯，同时切向还有压缩变形。径向有压缩变形。径向与与切向的应力应变具切向的应力应变具有与凸缘区相同的有与凸缘区相同的特点。由于材料的特点。由于材料的相互挤压作用，板相互挤压作用，板厚方向的应力与应厚方向的应力与应变均为负值。变均为负值。第四章 拉深筒壁区：是已变形筒壁区：是已变形区，也是传力区，区，也是传力区，将拉深力

5、传递到凸将拉深力传递到凸缘。受力相当于薄缘。受力相当于薄壁圆筒受均匀的拉壁圆筒受均匀的拉伸。可视为单向拉伸。可视为单向拉应力状态。变形沿应力状态。变形沿轴线方向受拉，切轴线方向受拉，切向与板厚方向受压。向与板厚方向受压。实际变形微小，基实际变形微小，基本弹性状态。本弹性状态。第四章 拉深凸模圆角区：沿凸模圆角区：沿径向受强烈的拉径向受强烈的拉伸作用，同时板伸作用，同时板厚方向受压缩而厚方向受压缩而变薄。在板料包变薄。在板料包满后，切向变形满后，切向变形可视为零。应变可视为零。应变状态为平面应变状态为平面应变状态。应力状态状态。应力状态为径向与切向受为径向与切向受拉，板厚方向受拉，板厚方向受压。

6、压。第四章 拉深 筒底区：筒底相当筒底区：筒底相当于圆形板沿径向受于圆形板沿径向受均匀的拉伸力作用。均匀的拉伸力作用。板厚方向应力可视板厚方向应力可视为零。应变状态为为零。应变状态为径向与切向受拉，径向与切向受拉，而板厚方而板厚方向受压，板料将变向受压，板料将变薄。由于材料受薄。由于材料受rp区摩擦阻力的约束，区摩擦阻力的约束，筒底部分板料的变筒底部分板料的变形很小。形很小。第四章 拉深第二节拉深过程应力分析第二节拉深过程应力分析一、拉深过程凸缘区的应力分布一、拉深过程凸缘区的应力分布规律性特点如下：规律性特点如下：1.径向拉应力在凸缘外边缘处总是为零，径向拉应力在凸缘外边缘处总是为零，而在筒

7、壁处，即达到最大值而在筒壁处，即达到最大值2.切向压应力在凸缘外边缘处达到最大值，切向压应力在凸缘外边缘处达到最大值，而在筒壁处为最小值。而在筒壁处为最小值。第四章 拉深规律性特点：规律性特点： 3.在凸缘的大部分区域，就绝对值而言，切向压应力总是大于径在凸缘的大部分区域，就绝对值而言，切向压应力总是大于径向拉应力，因此拉深的主要变形是凸缘区板料的切向压缩变形。向拉应力，因此拉深的主要变形是凸缘区板料的切向压缩变形。4在平面异号应力状态下，各应力分量绝对值都可小于在平面异号应力状态下，各应力分量绝对值都可小于s,就能就能满足塑性变形条件，使材料进入塑性状态，因而所需的变形力较满足塑性变形条件，

8、使材料进入塑性状态，因而所需的变形力较小。小。对于平面异号应力状态的塑性方程可写成如下形式：对于平面异号应力状态的塑性方程可写成如下形式：第四章 拉深二、拉深变形程度表示方法二、拉深变形程度表示方法拉深时筒壁处不允许产生较大的塑性变形，否则将拉破。因此拉深时筒壁处不允许产生较大的塑性变形，否则将拉破。因此顺利拉深的条件是：顺利拉深的条件是： 在拉深工艺计算中多采用拉深系数在拉深工艺计算中多采用拉深系数m。其重要意义在于既可用以。其重要意义在于既可用以表示拉深变形程度的大小，又可用以控制拉深的变形程度。对表示拉深变形程度的大小，又可用以控制拉深的变形程度。对于乙个具体的圆筒形拉深件，直径于乙个具

9、体的圆筒形拉深件，直径d为已知，确定其毛坯直径为已知，确定其毛坯直径D以后，如比值以后，如比值d /D越小，则表示变形程度越大。毛坯直径越小，则表示变形程度越大。毛坯直径D一定，一定，用用m与之相乘，得一次拉深最小直径与之相乘，得一次拉深最小直径d，控制变形程度。，控制变形程度。拉深系数：拉深系数：第四章 拉深一、压边对一、压边对 的影晌的影晌凸缘区板料在流入凹模过程中将受到压边圈与凹模端面的双重凸缘区板料在流入凹模过程中将受到压边圈与凹模端面的双重摩擦阻力作用，使筒壁处拉应力增大摩擦阻力作用，使筒壁处拉应力增大第三节第三节 影响径向拉应力的因素影响径向拉应力的因素为筒壁截面积的近似值。为筒壁

10、截面积的近似值。第四章 拉深二、凹模圆角区弯矩对二、凹模圆角区弯矩对 的影响的影响处在位置处在位置1是平直的，进入是平直的，进入rd区被弯曲，中心面曲率半径为区被弯曲，中心面曲率半径为R。位置位置3，又被反弯拉直。凸缘区板料中被反复两次弯曲。，又被反弯拉直。凸缘区板料中被反复两次弯曲。第四章 拉深三、凹模圆角区摩擦对三、凹模圆角区摩擦对 的影响的影响将板料流经、区视为皮带绕带轮旋转，便可用欧拉张力公式将板料流经、区视为皮带绕带轮旋转，便可用欧拉张力公式进行估算。进行估算。第四章 拉深四、材料硬化对四、材料硬化对 的影响的影响 当考虑材料硬化对筒壁处拉应力的影响时，当考虑材料硬化对筒壁处拉应力的

11、影响时， 便不是常数，便不是常数，应为瞬时的屈服流动应力。应为瞬时的屈服流动应力。缩颈点处断面收缩率缩颈点处断面收缩率 ，越大的，越大的材料，硬化也越强烈，材料，硬化也越强烈，应力的最大值一般出现在板料包满凸模和凹模应力的最大值一般出现在板料包满凸模和凹模圆角时，而这时材料已高度硬化，屈服流动应圆角时，而这时材料已高度硬化，屈服流动应力已远远超过其初始值。力已远远超过其初始值。第四章 拉深第四节拉深主要工艺问题第四节拉深主要工艺问题一、拉深时板料厚一、拉深时板料厚度的变化度的变化拉深件的上边缘板厚拉深件的上边缘板厚增加得最多，板厚最增加得最多，板厚最小值将出现在凸模圆小值将出现在凸模圆角区靠上

12、部。称为危角区靠上部。称为危险断面，拉破往往首险断面，拉破往往首先从这里开始。先从这里开始。第四章 拉深二、起皱二、起皱拉深时凸缘区板料出现波纹状皱折称起皱。是一种受压失稳现象。拉深时凸缘区板料出现波纹状皱折称起皱。是一种受压失稳现象。t/D越小，越易起皱。板厚相同时，变形程度越大，越易起皱。越小，越易起皱。板厚相同时，变形程度越大，越易起皱。起皱首先从凸缘外边缘发生。轻微起皱，板料仍可能全部拉入凹起皱首先从凸缘外边缘发生。轻微起皱，板料仍可能全部拉入凹模。侧壁靠上部位出现条状挤光痕迹和明显的波纹，影响外观与模。侧壁靠上部位出现条状挤光痕迹和明显的波纹，影响外观与尺寸精度。起皱严重，起皱相当于

13、板厚增加，不能顺利通过，在尺寸精度。起皱严重，起皱相当于板厚增加，不能顺利通过，在危险断面被拉破。危险断面被拉破。第四章 拉深起皱是可以避免的，采用压边装置可防止起皱。起皱是可以避免的，采用压边装置可防止起皱。不压边拉深允许的变形程度较小，压边能防起皱，可提高变形程度，不压边拉深允许的变形程度较小，压边能防起皱，可提高变形程度，受危险断面承载能力限制，压边力不能无限增大，变形程度就不能受危险断面承载能力限制，压边力不能无限增大，变形程度就不能无限增大。无限增大。第四章 拉深三、拉破三、拉破筒壁处最大拉应力超过了危险断面处材料的抗拉强度时，将在危险筒壁处最大拉应力超过了危险断面处材料的抗拉强度时

14、，将在危险断面拉破，一般出现在板料包满凸模圆角和凹模圆角时，在变形程断面拉破，一般出现在板料包满凸模圆角和凹模圆角时，在变形程度较大时，在严重起皱状态下继续拉深，可能在凸缘根部，即度较大时，在严重起皱状态下继续拉深，可能在凸缘根部，即rd区区拉破。拉破。第四章 拉深第五节第五节 再拉深再拉深一、再拉深的必要性一、再拉深的必要性圆筒形拉深件直径为圆筒形拉深件直径为d,其毛坯直径为其毛坯直径为D,则比值则比值d/D称为总拉深系数称为总拉深系数mo小于首次允许的最小拉深系数小于首次允许的最小拉深系数m1时，先按允许时，先按允许的首次拉深系数的首次拉深系数ml拉成一个直径为拉成一个直径为dl的工序件，

15、的工序件，再以首次拉成的直径为再以首次拉成的直径为dl的工序件为毛坯件，的工序件为毛坯件，按允许的拉深系数进行第二次拉深，第三次乃按允许的拉深系数进行第二次拉深，第三次乃至更多次的拉深，直到拉成工件为止。至更多次的拉深，直到拉成工件为止。第四章 拉深二、再拉深的变形特点二、再拉深的变形特点1.再拉深变形区长期保持不变。再拉深变形区长期保持不变。2.再拉深再拉深值出现在拉深后期。值出现在拉深后期。3.再拉深板厚出现第二极小值。再拉深板厚出现第二极小值。4.再拉深起皱出现在拉深后期。再拉深起皱出现在拉深后期。5.再拉深允许的变形程度远小于再拉深允许的变形程度远小于首次拉深首次拉深第四章 拉深三、反拉深三、反拉深反拉深是将前次拉成的圆筒形工序件倒扣在凹模上，凸模从底部进反拉深是将前次拉成的圆筒形工序件倒扣在凹模上，凸