《拉深工艺与拉深》ppt课件

1、第五章第五章 拉深工艺与拉深模拉深工艺与拉深模n5.1 圆筒件拉深变形过程分析n5.2 拉深工艺计算n5.3 拉深模具构造n5.4 拉深模任务部分设计拉深拉深 (drawing) (drawing) 又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。 它是冲压根本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工它是冲压根本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它外形复杂的薄壁零件。盒形零件及其它外形复杂的薄壁零件。拉深不变薄拉深不变薄拉深变薄拉深拉深模：拉

2、深模：拉深模特点： 构造相对较简单，与冲裁模比较，任务部分有较大的圆角，外表质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。 拉深所运用的模具。第五章 拉深工艺与拉深模拉拉深深件件类类型型a轴对称旋转体拉深件 b)盒形件c)不对称拉深件第五章 拉深工艺与拉深模 第五章 拉深工艺与拉深模 不变薄拉深变薄拉深拉拉深深模模构构造造图图-模柄 -上模座 -凸模固定板 -弹簧 -压边圈 -定位板 -凹模 -下模座 -卸料螺钉 10-凸模 第五章 拉深工艺与拉深模 5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析圆筒形件是最典型的拉深件。一、圆筒件拉深变形过程分析一拉深变形过程 二拉深变形过程1变形景

3、象平板圆形坯料的凸缘弯曲绕过凹模圆角，然后拉直构成竖直筒壁。 变形区凸缘；已变形区筒壁；不变形区底部。底部和筒壁为传力区。 5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析一、圆筒件拉深变形过程分析2拉深变形过程外力凸缘产生内应力：径向拉应力1；切向压应力3凸缘塑性变形：径向伸长，切向紧缩，构成筒壁直径为高度为的圆筒形件HD-d/2二拉深变形过程5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析1.凸缘部分二、拉深过程中坯料内的应力与应变形状拉深过程中某一瞬间坯料所处的形状应力分布图2.凹模圆角部分 3.筒壁部分

4、 4.凸模圆角部分5.筒底部分 坯料各区的应力与应变是很不均匀的。拉深成形后制件壁厚和硬度分布拉拉深深过过程程的的应应力力与与应应变变形形状状下标1、2、3分别代表坯料径向、厚度方向、切向的应力和应变 5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析拉深件的壁厚和硬度的变化拉深件的壁厚和硬度的变化三、拉深件的起皱与拉裂 拉深过程中的质量问题：主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。凸缘区起皱：凸缘区起皱：传力区拉裂：传力区拉裂：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；由于拉应力超越抗拉强度引起板料断裂。5.1 5.1

5、圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析1.凸缘变形区的起皱三、拉深件的起皱与拉裂续 主要决议于：主要决议于：一方面是切向压应力3的大小，越大越容易失稳起皱；另一方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的才干。 凸缘宽度越大，厚度越薄，资料弹性模量和硬化模量越小，抵抗失稳才干越小。 最易起皱的位置：最易起皱的位置：凸缘边缘区域起皱最剧烈的时辰：起皱最剧烈的时辰：在Rt=0.70.9R0时防止起皱：防止起皱：5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析凸凸缘缘变变形形区区的的起起皱皱 5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒

6、件拉深变形过程分析2.筒壁的拉裂主要取决于：主要取决于： 一方面是筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。 当筒壁拉应力超越筒壁资料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处“危险断面产生破裂。 防止拉裂：防止拉裂：另一方面经过正确制定拉深工艺和设计模具，降低筒壁所受拉应力。 三、拉深件的起皱与拉裂续 一方面要经过改善资料的力学性能，提高筒壁抗拉强度； 5.1 5.1 圆筒件拉深变形过程分析圆筒件拉深变形过程分析筒筒壁壁的的拉拉裂裂5.2 5.2 拉深工艺计算拉深工艺计算拉深系数拉深系数m m是以拉深后的直是以拉深后的直径径d d与拉深前的坯料与拉深前的坯料D D工工序件序件

7、dndn直径之比表示。直径之比表示。一、拉深系数与极限拉深系数1.拉深系数的定义第一次拉深系数：第二次拉深系数：第n次拉深系数：Ddm11122ddm 1nnnddm5.2 5.2 拉深工艺计算拉深工艺计算拉深系数m表示拉深前后坯料工序件直径的变化率。m愈小，阐明拉深变形程度愈大，相反，变形程度愈小。 一、拉深系数与极限拉深系数1.拉深系数的定义续拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，即 假设m获得过小，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。极限拉深系数mnnnnnnnmmmmmddddddddDdDdm132112123121 从工艺的角度来看，m越小越有利于减少工序数。 5.2 5.2

8、拉深工艺计算拉深工艺计算 为了提高工艺稳定性和零件质量，适宜采用稍大于极限拉深系数m的值。一、拉深系数与极限拉深系数2极限拉深系数确实定 m时，拉深件可一次拉成，否那么需求多次拉深。 m时， m1m2mn，n为拉深次数总m总m总m 1由表查得各次的极限拉深系数； 2依次计算出各次拉深直径，即 11；221； 3当时，计算的次数即为拉深次数。推算方法拉深次数确实定一、拉深系数与极限拉深系数5.2 5.2 拉深工艺计算拉深工艺计算例求图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序件尺寸。资料为例求图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序件尺寸。资料为1010钢，板料厚度钢，板料厚度2 2。 5.2 5.2 拉深工艺

9、计算拉深工艺计算解：因1，故按板厚中径尺寸计算。计算坯料直径 根据零件尺寸，其相对高度为7 . 22875230176dH查表5-2得切边量mmh6坯料直径为2256. 072. 1)(4rdrhHddD代知条件入上式得98.2 确定拉深次数 坯料相对厚度为 按表5-1可不用压料圈，但为保险，初次拉深仍采用压料圈。根据/2.03，查表5-3得各次极限拉深系数10.50，20.75，30.78，40.80，。m=d2/D=30-2/98.2=0.285m1，需求多次拉深那么m1m2mnm 0.50.750.780.8=0.234m所以，拉深次数为n=4%2%03. 2%1002 .982Dt例续

10、例续5.2 5.2 拉深工艺计算拉深工艺计算另一种确定拉深次数的方法：110.5098.249.22210.7549.236.9 3320.7836.928.8 4430.828.823 此时42328，所以应该用4次拉深成形。 计算各工序尺寸时，可适当调整各拉深次数的拉深系数，调整后的拉深次数总乘积等于m5.2 5.2 拉深工艺计算拉深工艺计算例续例续1. 无压边安装的简单拉深模一、初次拉深模2. 有压边安装的拉深模(1)正装拉深模(2)倒装拉深模压边安装弹性压边安装橡皮压边安装弹簧压边安装气垫式压边安装 带限位安装的压边圈刚性压边安装 带刚性压边安装的拉深模5.3 5.3 拉深模具构造拉深

11、模具构造5.3 5.3 拉深模具构造拉深模具构造1.无压边安装的以后各次拉深模2.有压边安装的以后各次拉深摸二、以后各次拉深模3.反拉深摸无压边安装反拉深摸压边圈在上模的反拉深摸压边圈在下模的反拉深摸5.4 5.4 拉深模任务部分设计拉深模任务部分设计1.凹模圆角半径确实定初次包括只需一次拉深凹模圆角半径可按下式计算：一、凸、凹模的圆角半径tdDrA)(8 . 01tccrA211或以后各次拉深凹模圆角半径应逐渐减小，普通按下式确定：1)8 . 06 . 0(AiAirr2、3、以上计算所得凹模圆角半径普通应符合rA2的要求。 2.凸模圆角半径确实定初次拉深可取：一、凸、凹模的圆角半径中间各拉

12、深工序凸模圆角半径可按下式确定：3、4、最后一次拉深凸模圆角半径rTn即等于零件圆角半径。但零件圆角半径假设小于拉深工艺性要求时，那么凸模圆角半径应按工艺性的要求确定即rT，然后经过整形工序得到零件要求的圆角半径。 11)0 . 17 . 0(ATrr2211tddriiTi5.4 5.4 拉深模任务部分设计拉深模任务部分设计1.无压料圈的拉深模其拉深间隙为：二、拉深模间隙max) 1 . 11 (2/tZ2.有压料圈的拉深模其拉深间隙为： /20.90.95 5.4 5.4 拉深模任务部分设计拉深模任务部分设计对于最后一道工序的拉深模当零件尺寸标注在内形时，以凸模为基准，任务部分尺寸为： 三

13、、凸、凹模任务部分尺寸及公差对于多次拉深，中间各工序的凸、凹模尺寸可按下式计算： ADDA0max)75. 0(0max)75. 0(TZDDT0min)4 . 0(TddTAZddA0min)4 . 0(ADDA00)(TZDDT当零件尺寸标注在外形时，以凹模为基准，任务部分尺寸为： 5.4 5.4 拉深模任务部分设计拉深模任务部分设计1-定位板 2-下模板 3-拉深凸模 4-拉深凹模 无压边安装的无压边安装的初次拉深模初次拉深模正装拉深模正装拉深模 模柄 上模座 凸模固定板 弹簧 压边圈 定位板 凹模 下模座 卸料螺钉 10凸模 带锥形压边圈的带锥形压边圈的倒装拉深模倒装拉深模1上模座2推杆 3推件板4锥形凹模5限位柱6锥形压边圈7拉深凸模8固定板9下模座 压边力的变化曲线压边力的变化曲线 弹簧压边安装弹簧压