第一节 圆筒形零件拉深

1、 拉深拉深不变薄拉深不变薄拉深变薄拉深变薄拉深拉深模拉深模 ： 拉深所使用的模具。拉深所使用的模具。1 1）凸缘部分）凸缘部分主要变形区主要变形区 2 2、圆筒形零件拉深过程中坯料内的应力与应变状态、圆筒形零件拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态应力分布图应力分布图2 2）凹模圆角部分）凹模圆角部分过渡区过渡区 3 3）筒壁部分）筒壁部分传力区传力区 4 4）凸模圆角部分）凸模圆角部分过渡区过渡区 5 5）筒底部分）筒底部分小变形区（可忽略不计）小变形区（可忽略不计） 坯料各区的应力与应变是很不均匀的。坯料各区的应力与应变是很不均匀的

2、。拉深过程中的拉深过程中的质量问题质量问题：主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。凸缘变形区起皱凸缘变形区起皱：筒壁传力区拉裂筒壁传力区拉裂：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。主要决定于：主要决定于：切向压应力切向压应力3 3的大小，越大越容易失稳起皱；的大小，越大越容易失稳起皱；凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力。凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力。 凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越小，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性

3、模量和硬化模量越小，抵抗失稳能力越差。抵抗失稳能力越差。 最易起皱的位置：最易起皱的位置： 凸缘边缘区域凸缘边缘区域防止起皱：防止起皱： 压边压边 主要取决于主要取决于： 一方面是筒壁传力区中的拉应力；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。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底部圆角与筒壁相切处“危险断面危险断面”产生破裂。产生破裂。 防止防止拉裂：拉裂：通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度；通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度； 通过正确制定拉

4、深工艺和设计模具，降低筒壁所受拉应力。通过正确制定拉深工艺和设计模具，降低筒壁所受拉应力。 切边工序切边工序：需留切边余量需留切边余量 将拉深件划分为若干个简单的几何体；将拉深件划分为若干个简单的几何体；分别求出各简单几何体的表面积；分别求出各简单几何体的表面积；把各简单几何体面积相加即为零件总面积；把各简单几何体面积相加即为零件总面积；根据表面积相等原则，求出坯料直径。根据表面积相等原则，求出坯料直径。 2 2）简单旋转体拉深件毛坯尺寸的确定）简单旋转体拉深件毛坯尺寸的确定常用旋转体拉深件坯料直径计算公式见表常用旋转体拉深件坯料直径计算公式见表5-35-33 3）复杂形状旋转体拉深件毛坯尺寸

5、的确定）复杂形状旋转体拉深件毛坯尺寸的确定久里金法则久里金法则( (重心法重心法) )求其表面积：求其表面积： 任何形状的母线绕轴旋转一周所得到的旋转体面积，等于该任何形状的母线绕轴旋转一周所得到的旋转体面积，等于该母线的长度与其重心绕该轴线旋转所得周长的乘积。母线的长度与其重心绕该轴线旋转所得周长的乘积。 拉深系数拉深系数m ：指圆筒形件拉深后的直径指圆筒形件拉深后的直径dn与拉深前的坯料（或与拉深前的坯料（或半成品）的直径半成品）的直径D之比。即之比。即 m n )32. 0(43. 025. 02iiiiiiirddrddDH 1 1、窄凸缘圆筒形件的拉深、窄凸缘圆筒形件的拉深 相对凸缘

6、直径相对凸缘直径d df fd d1.11.11.41.4之间的凸缘件。其拉深时工之间的凸缘件。其拉深时工艺计算按一般圆筒形件的计算方法。艺计算按一般圆筒形件的计算方法。二、有凸缘圆筒形件的拉深二、有凸缘圆筒形件的拉深 变形特点变形特点：拉深过程，其变形区的应力状态和变形特点与无凸缘：拉深过程，其变形区的应力状态和变形特点与无凸缘圆筒形件是相同的。但坯料凸缘部分不是全部拉入凹模。圆筒形件是相同的。但坯料凸缘部分不是全部拉入凹模。 2 2、宽凸缘圆筒形件的拉深、宽凸缘圆筒形件的拉深 d fd1.41.4的凸缘件，其拉深系数取决于有关尺寸的三个相的凸缘件，其拉深系数取决于有关尺寸的三个相对比值：相

7、对凸缘直径对比值：相对凸缘直径d f /、相对拉深高度、相对拉深高度/、相对圆角半、相对圆角半径径r/。首次拉深系数可查表。首次拉深系数可查表5-105-10。 可根据拉深系数或零件相对高度，可根据拉深系数或零件相对高度，判断拉深次数。判断拉深次数。二、有凸缘圆筒形件的拉深二、有凸缘圆筒形件的拉深 宽凸缘件的拉深原则：宽凸缘件的拉深原则： 若总拉深系数若总拉深系数m m大于第一次拉深系大于第一次拉深系数极限值，或相对拉深高度数极限值，或相对拉深高度/ /小于小于极限拉深相对高度，可一次拉成。反极限拉深相对高度，可一次拉成。反之，则需要多次拉深。之，则需要多次拉深。 宽凸缘件多次拉深工艺方法：宽

8、凸缘件多次拉深工艺方法： (1)中小型零件中小型零件(df200mm) 如图如图a)(2)大型零件大型零件(df200 mm) 如图如图b)2 2、宽凸缘圆筒形件的拉深、宽凸缘圆筒形件的拉深 二、有凸缘圆筒形件的拉深二、有凸缘圆筒形件的拉深 变形特点：变形特点： 阶梯形件的拉深与圆筒形件的拉深基本相同阶梯形件的拉深与圆筒形件的拉深基本相同, ,也就是说每一也就是说每一阶梯相当于相应圆筒形件的拉深。阶梯相当于相应圆筒形件的拉深。 三、阶梯形圆筒零件的拉深三、阶梯形圆筒零件的拉深 1 1、拉深次数确定、拉深次数确定 根据零件高度根据零件高度与最小筒部直径与最小筒部直径之比判断能否一次拉之比判断能否

9、一次拉成。第一次拉深允许的相对高度可表成。第一次拉深允许的相对高度可表5-11. 5-11. 2 2、拉深方法的确定、拉深方法的确定 1 1）当任意两相邻阶梯直径之比（）当任意两相邻阶梯直径之比（d dn n/d/dn-1n-1）都不小于相应的圆）都不小于相应的圆筒形件的极限拉深系数，拉深方法如图筒形件的极限拉深系数，拉深方法如图a a）。）。 2 2）若相邻两阶梯直径之比（）若相邻两阶梯直径之比（d dn n/d/dn-1n-1）小于相应圆筒形件的极）小于相应圆筒形件的极限拉深系数，拉深方法如图限拉深系数，拉深方法如图b b）。）。三、阶梯形圆筒零件的拉深三、阶梯形圆筒零件的拉深 A.由表由表5-4或表或表5-5中查得各次的极限拉深系数；中查得各次的极限拉深系数；B.依次计算出各次拉深直径，即依次计算出各次拉深直径，即 11；221；C.当当时，计算的次数即为拉深次数。时，计算的次数即为拉深次数。推算方法推算方法 计算方法计算方法均mDgmdnlg1lg11式中式中 d d冲件直径；冲件直径； D D坯料直径；坯料直径； m m1 1第一次拉深系数；第一次拉深系数； m m均均第一次拉深以后