(完整版)作业答案

1、1. 拉深变形的特点？拉深件的变形有以下特点：1 变形区为毛坯的凸缘局部,与凸模端面接触的局部根本上不变形；2 毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下,产生切向压缩和径向拉伸的“一拉 一压的变形.3 极限变形参数主要受到毛坯传力区的承载水平的限制；4 拉深件的口部有增厚、底部圆角处有减薄的现象称为“危险断面底部的厚度根本 保持不变；5 拉深工件的硬度也有所不同,愈靠近口部,硬度愈高这是由于口部的塑性变形量最 大,加工硬化现象最严重2. 圆筒件直径为d,高为h,假设忽略底部圆角半径r不计,设拉深中材料厚度不变,当极 限拉深系数m=0.5时,裘容许的零件最大相对高度h/d为多少？%圆筒件直径为

2、由高为E,假设恐略底部圆免半径r不计,设痘果中材料厚度不变,当极 限拉深系数略E时.求容许的零件最大相对高度h/d为多少？解* D = J站十朝- 3rd 0.56疽忽略掉半径工后.+4即因 Z？ - 枫=0一5 D = 2d m所以#=妒+4独3. 拉深工序中的起皱、拉裂是如何产生的,如何预防它？:土拉深工序中的起皱、控裂是如何产生的,如何预防它？答；拉深工序中产生起皱的原因有两个方面：一方面是切向压应力的大小,越大越容易失 稳起虢 另一方面是凸缘区根料本身的反抗关稳的宜成I,凸场宽度越大,厚度越薄,材料 弹性模童和健化模童越小,反抗失稳水平越小-防皱举措主要方法是在模具结构上采用 卜料装置

3、,加压边圈.使胚料可能起域的局部被夹在凹模平面与压适圈之间,让胚料在两 平面之间I页利地通过采用压料筋或拉深槛,同样能有效地增加径向拉应力和减少切向压 应力的作用,也是昉簸的有效举措拽深工序中产生拉裂主亶取决于两个方面：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过筒壁材料的抗拉强度时,拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处女危险断面产生破裂.预防拉裂的举措二一方面典通过改善材料的力学性能,提升筒壁抗拉强度；另一方面是通过正晦制定拉深工艺和设计模具,合理 确定控深变形程度、凹模匾角半径、合理改善条件润滑等,以降低筒壁传力区中的控应力.4. 影响拉深时坯料起皱的主要因素

4、是什么？预防起皱的方法有哪些？影响起皱现象的因素很多,例如：坯料的相对厚度直接影响到材料的稳定性.所以,坯料的相对厚度值t/D 越大D为坯料的直径,坯料的稳定性就越好,这时压应 力b 3的作用只能使材料在切线方向产生压缩变形 变厚,而不致起皱.坯料相对 厚度越小,那么越容易产生起皱现象.在拉深过程中,稍微的皱摺出现以后,坯料仍可能被 拉入凹模,而在筒壁形成褶痕.如出现严重皱褶,坯料不能被拉入凹模里,而在凹模圆角 处或凸模圆角上方附近侧壁危险断面产生破裂.预防起皱现象的可靠途径是提升坯料 在拉深过程中的稳定性.其有效举措是在拉深时采用压边圈将坯料压住. 压边圈的作用是, 将坯料约束在压边圈与凹模

5、平面之间,坯料虽受有切向压应力b 3的作用,但它在厚度方向上不能自由起伏,从而提升了坯料在流动时的稳定性.另外,由丁压边力的作用,使 坯料与凹模上外表问、坯料与压边圈之间产生了摩擦力.这两局部摩擦力,都与坯料流动 方向相反,其中有一局部抵消了 .3的作用,使材料的切向压应力不会超过对纵向弯曲 的抗力,从而预防了起皱现象的产生.由此可见,在拉深工艺中,正确地选择压边圈的型 式,确定所需压边力的大小是很重要的.5. 什么是拉深系数？拉深系数对拉深有何影响？所谓拉深系数,即每次拉深后的断面积与拉深前的断面之比,即:式中：m拉深系数；F N -拉深后的断面积mm 2 ;-拉深前的断面积mm 2 .圆筒

6、形件拉深系数即为每次拉深后圆筒形件的直径与拉深前的坯料或半成品直径之比.即6.影响拉深系数的因素有哪些？拉深系数是拉深工艺中一个重要参数.合理地选定拉深系数,可以减少加工过程中的拉深次数,保证工件加工质量.影响拉深系数的因素有以下几方面：1材料的性质与厚度：材料外表粗糙时,应该取较大的拉深系数.材料塑性好时,取较小 的拉深系数.材料的相对厚度 t/D X 100对拉深系数影响更大.相对厚度越大,金届流动 性能有较好的稳定性,可取较小的拉深系数；2拉深次数：拉深过程中,因产生冷作硬化现象,使材料的塑性降低.屡次拉深时,拉深 系数应逐渐加大；3冲模结构：假设冲模上具有压边装置,凹模具有较大的圆角半

7、径,凸、凹模问具有合理的 间隙,这些因素都有利于坯料的变形,可选较小的拉深系数；4润滑：具有良好的润滑,较低的拉深速度,均有利于材料的变形,可选择较小的拉深系 数.但对凸模的端部不能进行润滑,否那么会削弱凸模外表摩擦对危险断面的有益影响.上述影响拉深系数的许多因素中,以坯料的相对厚度影响最大,生产中常以此作 为选择拉深系数的依据.7.生产中减小拉深系数的途径是什么？在生产实践中,总希望拉深系数越小越好.这是由于较小的拉深系数m值,那么说明变形程度大,拉深次数可适当减少.尤其对大批量生产来说,每减少一道工序,对生 产都有很大实际意义,都可降低冲压件的本钱.因此生产中设法减小拉深系数m值是很有必要

8、的,一般取 m=0.500.56指首次拉深,但也不能太小,否那么材料易拉裂. 拉深过程中,实际上会受到很多因素而使得拉深系数有加大的趋势,影响拉深的变形程度.为了减小拉深系数,增大变形程度,生产中常采用如下方法：1材料的选用材料的机械性能对拉深系数影响很大.屈强比b s / b b小的材料那么拉深系数m值也小.因此设计拉深时,在机械强度和性能的允许情况下,一般应选用含碳量较低的 05、08及10号钢板或塑性较好的铝板、铜板等有色金届.2合理确实定凸、凹模结构尺寸凸、凹模结构形状及工作局部尺寸,对拉深系数影响很大.一般说来,凹模圆角R凹 越大,拉深系数 m值越小.凹模圆角半径应选择在6 t为料厚

9、为好.多数情况下,可选择 凸模圆角半径R凸等于凹模圆角半径R凹,最后一道工序凹模圆角半径及凸模圆角半 径应等于工件的圆角半径.3采用差温拉深法这种方法是材料凸缘局部加热,使其b s降低,并将筒壁部位冷却,使其保持 b.由于保持传力区的 b,可使其不容易破裂.而降低凸缘局部的 s ,可塑性增强,有利于拉深的进行、降低拉深系数 m值.实践证实：利用这种差温拉深法,变形程度大大改善,用一道工序可代替常温下 多道工序的拉深,是一种拉深新工艺.这种拉深新工艺要求加热和冷却装置,使模具结构 复杂,生产中采用有一定困难,故目前仅在某些有色合金拉深中用于生产.4采用深冷拉深法深冷拉深法使用极低的温度液态空气

10、一183195来冷却筒部,使材料 b值增加,从而减小 拉深系数,提升变形水平.这种深冷拉深工艺,主要用于普通低碳钢、不锈钢等工件的拉 深.5采用中间退火工序材料经过首次拉深后,将产生生冷作硬化现象.由于冷作硬化,材料的塑性降低, 使m值加大.为了降低加工硬化而恢复塑性,可.在拉深中间采用退火工序,以减小拉深 系数m值.此外,在拉深模具中采用压边圈结构形式和在拉深过程中使用适当的润滑油, 或提升凹磨外表的光洁度,板料在拉深前经除锈、涂油、磷化处理等,都可以降低拉深系 数m值,有利于拉深工作的进行.题图4. La所示为电工器材上的墨,材料08F,料厦1 m；题图4. lb所示为手推车轴碗,材料10

11、 H 料原伽m试计算拉深模工作局部尺寸.材料；O8F t=ljrun材料；10 t=3jo题图4. 1工件图a) .解：因零件标注的是内形,那么一凸模为墓准.d广(d蛔KUGC=(58-+O.4XO.O46)以=58.02%g d=( d+2 Z)苔、(58. 02+2X1.2) *二60.42丁其中：查表得 K=0.2, 2=4 +J=l+0. 2X1=1.2b) .解：因零件标注的是外形,那么以凹模为基谁.由62盅;转换为 *62*13D(Dinax -0.75A)= (62.11-0. 75X0.18) #=61. 89严,.=如一2响)%=(61.89-2X3.3)以=55. 38%皿

12、其中查表得 K=0.i, 2=4 +Z5=3K). 1+3=3. 37.确定题图4.2所示零件的拉深次敬,计算各工序件尺寸,零件材料为08钢,料厚1何75材料：08题图4. 2工件图解:由于材料厚度较大,故均按中线尺寸计算.(1 )确定修边余重查表5-3得线=2.怖幽,故弓=75+4 =7初秫(2 ) ffiS料直径按表5 - 4序号1 1所列公式计算胚料直径,那么胚料直径为;D =4- 6.28r 4-8r2 + Adhx + 6.28/W2 +4.56T？2 +-= 76679 + 4181= 104run(3)判断能否一夜拉深成形必丝=169,d 29x00 = X1OO = O.96D

13、 104查表得凸缘件极限拉深系数为0.34.&29而m总=0.28 0.48 57.2 D 106/d所以预定的ml合理.6计管各次拉深的工序件尺寸查表得2=0.76, 3= 0.79, ji4=0.82d2 阻 X 0.76x572 43.4枷?d3 - w% rf2 -0.79x43.4 342mmd. = K = 0.82x34.2 = 28次加 29 工件直径计耸结果说明三汶拉深不行,需要四次拉深才能成形.调整各袄投深系数如T7; ni2=0.78,服3= 0.80, M=0.82这时各次的拉深直径为：&2 =吗 婚=0.78 乂 57.2 = 44.6/wkd3 =吗 杈 2 = 0

14、.80 x 44.6 = 35.6 mm dq = w+ y ？ = 0.82x35.6 =2 ？拉深的根本过程是怎样的？如以下图4.0.1 所示的拉深根本过程.拉深所用的模具一般是由凸模1 、凹模3、压边圈2 有时可以不带压边圈三局部构成.其凸模与凹模的结构和形状与冲裁 模不同,它们的工作局部没有锋利的刃口,而是做成圆角.凸模与凹模的间隙稍大于板料 的厚度.在拉深开始时,平板坯料同时受凸模的压力和压边圈压力的作用,其凸模的压力 要比压边圈的压力大得多.坯料受凸模向下的压力作用,随凸模进入凹模,最后使得坯料 被拉深成开口的筒形件.3 ？ 拉深过程中材料的应力与应变状态是怎样的 ？为了分析拉深毛

15、坯在拉深过程中的应力与应变情况,可以做以下的网格实验：如图4.1.2 所示,在平板毛坯上画上间距相等的同心圆和夹角相同的半径线. 然后将该毛坯放在拉深模中进行拉深为了方便观察网格的变化情况,将画有网格的面与 凹模的接触,在拉深后我们发现：工件底部的网格变化很小,而侧壁上的网格变化很大, 以前的等距同心圆,变成了与工件底部平行的不等距的水平线,并且愈是靠近工件口部, 水平线之间的距离愈大,同时以前夹角相等的半径线在拉深后在侧壁上变成了问距相等的 垂线,如图6-3 b 所示,以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格.(b)图 4.1.2产生这样的变化是由于拉深时,毛坯变形区(没有被凸模压住的凸缘局

16、部)在切 向压应力的作用下产生压缩,径向在拉应力的作用下伸长的原因,如图4.1.3 所示.工件底部的网格没有明显的变化,说明对拉深来说,工件底部根本不变形.图 4.1.34 ？什么是拉深的危险断面？它在拉深过程中的应力与应变状态如何 ？拉深件的筒壁和圆筒底部的过渡区,是拉深变形的危险断面.承受筒壁较大的拉 应力、凸模圆角的压力和弯曲作用产生的压应力和切向拉应力.5 ？什么情况下会产生拉裂？当危险断面的应力超过材料的强度极限时,零件就会在此处被拉裂.6 ？试述产生起皱的原因是什么？拉深过程中,在坯料凸缘内受到切向压应力b 3的作用,常会失去稳定性而产生起皱现象.在拉深工序,起皱是造成废品的重要原

17、因之一.因此,预防出现起皱现象是 拉深工艺中的一个重要问题.11？ 为什么有些拉深件必须经过屡次拉深 ？拉深过程中,假设坯料的变形量超过材料所允许的最大变形程度,就会出现工件断 裂现象.所以,有些工件不能一次拉深成形,而需经过屡次拉深工序,使每次的拉深系数 都限制在允许范围内,让坯料形状逐渐发生变化,最后得到所需形状.12 ？ 采用压边圈的条件是什么？拉深中,是否采用压边圈装置,主要取决于拉深坯料的相对厚度大小,具体选择 方法可参照下表所列的条件决定.采用压边圈的条件第一次拉沫以后各次拉深拉深方法t/D X 100m 1t/D X 100m n用压边圈 1.5 0.6 1 2.0 0.6 1.

18、5 0.813 ？什么是拉洙间隙？拉洙间隙对拉洙工艺有何影响？拉深间隙是指拉深凹模与凸模直径的差值的,用 Z表示.拉深间隙z的大小, 对拉深工作有很大影响,主要表现在以下几个方面：1、对拉深力影响间隙越小,其所需的拉深力越大,这是由于较小的间隙使坯料变形的阻力增大.2、对工件的质量与精度影响拉深棋的间隙对拉深工件筒壁局部具有校直作用,拉深间隙越大,那么校直作用越小,易使工件筒壁弯曲,并成为口大底小的锥形.当间隙过小时,工件外表很容易被磨损, 使外表光洁度降低,同时过小的拉深间隙会使得工件变薄,影响工件尺寸精度.3、对模具寿命的影响过小的拉深间隙,加大了模具与坯料之间的接触应力,易使模具磨损,从

19、而使模 具寿命降低.14 ？ 盒形件拉深时有何特点？非旋转体直壁工件乂称盒形件,其形状有正方形和矩形等多种,均简称为盒形件.此这类工件从几何形状特点出发,可以认为是由圆角与直边两局部组成的.其 拉深变形同样认为其圆角局部相当于圆筒形件的拉深,而其直边局部相当于简单的弯曲变 形.但是这两局部并不是相互分开而是相互联系的,因此在拉深时,它们之间必然有相互 作用和影响,这就使得它们的变形,并不能单纯地认为是圆筒形件的变形和简单的直边弯 曲.15 ？ 拉深过程中工件热处理的目的是什么 ？在拉深过程中材料承受塑性变形而产生加工硬化,即拉深后材料的机械性能发生 变化,其强度、硬度会明显提升,而塑性那么降低.为了再次拉深成形,需要用热处理的方 法来恢复材料的塑性,而不致使材料下次拉深后由于变形反抗力及强度的提升而发生裂纹 及破裂现象.冲压所用的金届材料,大致上可分普通硬化金届材料和高硬化金届材料两大 类.普通硬化金届材料包括黄铜、铝及铝合金、08、10、15等,假设工艺过程制订得合理,模具设计与制造得正确,一般拉深次数在 34