其它旋转体零件的拉深.doc

山东建筑大学备课纸第三节 其它旋转体零件的拉深一、概述球面零件拉深时，为使平面形状的毛坯变成球面零件形状，不仅要求毛坯的环形部分产生与圆筒形件拉深时相同的变形，而且还要求毛坯的中间部分也成为变形区，由平面变成曲面。因此在球面零件拉深时毛坯的凸缘部分与中间部分都是变形区，而且常常中间部分反而是主要变形区。球面零件拉深时，毛坯凸缘部分的应力状态和变形持点和圆筒形件相同，而中间部分的受力情况和变形情况却比较复杂。在凸模力的作用下，位于凸模顶点附近的金属处于双向受拉的应力状态。随着与顶点距离的加大切向拉应力相应地减小，而超过一定界限以后变成压应力。锥形零件的拉深与球面零件一样，除具有凸模接触面积小、压力集中、容易引起局部变薄及自由面积大、压边圈作用相对减弱、容易起皱等特点外，还由于零件口部与底部直径差别大，回弹特别严重，因此锥形零件的拉深比球面零件更为困难。 抛物面零件拉深时和球面以及锥形零件一样，材料处于悬空状态，极易发生起皱。 其它旋转体零件拉深时，毛坯环形部分和中间部分的外缘具有拉深变形的特点，切向应力为压应力；而毛坯最中间的部分却具有胀形变形的特点，材料厚度变薄，其切向应力为拉应力；两者之间的分界线为应力分界圆，可以说其它旋转体零件的拉深是拉深和胀形的复合，其应力应变既有拉伸类又有压缩类的特征。 对于其它旋转体零件的拉深，常采用适当增大压边力以防止毛坯的中间部分起皱的方法，此外还可采用反拉深等。 二、球面零件的拉深（本节以后部分不做要求） 球面零件可分为半球面与非半球面两大类。 根据变形起皱的现象可得出，毛坯的相对高度t/D是决定拉深难易和选定拉深方法的主要依据： 当t/D3时，不用压边即可拉成。应该注意的是：尽管毛坯的相对厚度较大，仍然易起小皱，因此必须采用 带校整作用的有底凹模，以便对零件起校正整形作用。在设备选择上最好采用摩擦压力机，既有利于零件得到好的表面质量，又有利于设备操作、调整，只要上下模压靠即可。 当t/D=0.53时，需要采用带压边圈的拉深模。而当tD0.5时，则应采用具有拉深肋的凹模或反拉深模具。 对于带有高度为(0.10.2)d的圆筒直边或带有宽度为(0.10.15)d的凸缘的非半球面零件,虽然拉深系数有一定降低，但对零件的拉深却有一定的好处。当对半球面零件的表面质量和尺寸精度要求较高时，可先拉成带圆筒直边和带凸缘的非半球面零件，然后在拉深后将直边和凸缘切除。高度小于球面半径（浅球面零件）的零件（,其拉深工艺按几何形状可分为两类：当毛坯直径 （t为板厚）时，毛坯不易起皱，但成形时毛坯易窜动，而且可能产生一定的回弹，常采用带底拉深模； 起皱将成为必须解决的问题，故常采用强力压边装置或用带拉深肋的模具，拉成有一定宽度凸缘的浅球面零件。这时的变形中含有拉深和胀形两种成分。因此零件回弹小、尺寸精度和表面质量均提高了；当然，加工余料在成形后应予切除。三、锥形零件的拉深 锥形零件拉探时，只有在压力机行程终了，材料才贴靠在凸模上，成形为一定形状、尺寸的锥形零件。为了防止材料处于凸模和凹模圆角间悬空的自由部分产生起皱，增大压边力是十分必要的。实践证明，压边力的大小对最大极限成形深度几乎没有影响。 为保证拉深工艺的稳定性，不论锥形件本身是否有凸缘，在拉深过程中一般都需拉深出凸缘，再采用修边工序，切去多余部分。只有在相对高度不大，材料相对厚度大时，可以不加凸缘，而直接在拉深终了时精整锥形部分。（一）浅锥形零件（h/d0.10.25）这类零件拉深时变形量小，可以一次拉深成形，但回弹现象严重，不易保证其几何形状，因此，应加大压边力，增大材料的径向拉应力，以减小拉深后零件的回弹。材料较厚时，可直接用有压边圈的模具拉深，拉深终了时精整锥形部分。材料较薄时，可按有凸缘锥形件直接拉深成形；当然，若采用橡皮或液体代替凸模拉深浅锥形件，此时，由于消除了材料悬空的自由部分，在锥面上改善了双向拉应力状态，因此既有利于克服起皱，又有利于降低回弹，因此可获得较好的产品质量。（二）中等深度锥形件（h/d=0.30.7）这类零件拉深时变形量也不大，但在拉深时，毛坯处于悬空状态，容易起皱，因此对材料相对厚度不大的情况，应增大压边力，防止材料在拉深中起皱。（1）材料相对厚度较大，零件上部及下部直径相差不大时，采用压边圈，可以一次拉深成形，拉深情况与圆筒零件相似，但在行程终了时，需对零件加以精压。（2）材料相对厚度中等时，可用有压边圈的模具一次拉深，但对无凸缘拉深件应按有凸缘拉深，然后再修边。（3）材料相对厚度较小，或有较宽凸缘的锥形件，需采用压边圈进行多次拉深。对零件大端、小端尺寸不同分两种情况：锥形大端与小端直径相差较大时，可先拉成近似锥形。近似锥形表面积应等于或稍小于成品零件的相应部分表面积。锥形大端与小端直径相差较小（25以内），先拉深成圆筒形，再拉深成锥形。（三）深锥形件（h/d/0.8）深锥形件的成形通常有下列法：阶梯拉深法（图）：这种方法是将毛坯分数道工序逐步拉成阶梯形，阶梯与成品内形相切，最后在成形模内整形成锥形件。锥面逐步成形法（图）：这种方法先将毛坯拉成圆筒形，使其表面积等于或大于成品圆锥表面积，而直径等于圆锥大端直径，以后备道工序逐步拉出圆锥面，使其高度逐渐增加，最后形成所需的圆锥形。当然，若先拉成圆弧曲面形，然后过渡到锥形将更好些。（3）整个锥面一次成形法（图）：这种方法先拉出相应圆筒形，然后锥面从底部开始成形，在各道工序中，锥面逐渐增大，直至最后锥面一次成形。四、抛物面零件的拉深 抛物面零件常见的拉深方法有下面几种： (1)浅抛物面形件:因其高径比接近球形，因此拉深方法同球形件。 (2)深抛物面形件:其拉深难度有所提高。这时为了使毛坯中间部分紧密贴模而又不起皱，通常需采用具有拉深筋的模具以增加径向拉应力。如汽车灯罩的拉深就是采用有两道拉深筋的模具成形的。第五节 压边力、拉深力和拉深功一、压边形式与压边力（一）采用压边的条件 在拉深过程中，凸缘变形区是否产生失稳起皱，主要取决于材料的相对厚度和切向应力的大小。而切向应力的大小又取决于材料的性能和不同时刻的变形程度。另外，凹模的几何形状对起皱也有较大的影响。 压边装置的作用就是在凸缘变形区施加轴向压力，防止起皱。在实际生产中可以用下述公式估算、判断起皱与否。 锥形凹模拉深时不起皱的条件 首次拉深以后各次拉深 平面凹模拉深时不起皱的条件 首次拉深 以后各次拉深 另外，还可利用表4-18判断是否起皱。（二）压边力计算 压边力必须适当，如果压边力过大，会增大拉入凹模的拉力，使危险断面拉裂；如果压边力不足，则不能防止凸缘起皱。 压边力大小要根据既不起皱也不被拉裂这个原则，在试模中加以调整。设计压边装置时应考虑便于调节压边力。 在生产中单位压边力p可按表4-19选取。（三）压边形式 以后各次拉深模 筒形 毛坯均为筒形，其稳定性比较好，在拉深过程中不易起皱， 因此一般所需的压边力较小。 大多数以后各次拉深模，都应使用限位装置。 特别是当深拉深件采用弹性压边装置时，随着拉深高度增加，弹性压边力也增加，这就可能造成压边力过大而拉裂。在双动压力机上进行拉深 双动压力机上有内、外两个滑块，凸模装在内滑块上，压边圈装在外滑块上 工作时，外滑块先下行压住毛坯，然后内滑块下行进行拉深。 拉深完毕后，零件由下模漏出或将零件顶出凹模。 模具制造简单。外滑块通常有四个加力点，可调整作用于板材的压边力。 特点是在拉深过程中，压边力保持不变，故拉深效果好，模具结构也简单。二、拉深力和拉深功的计算.（一）拉深力首次拉深 （2、3、） 以后各次拉深（二）拉深功式中Fmax最大拉深力(N) h拉深深度(凸模工作行程) c系数，其值0608拉深所需压力机的电动机功率为