第4章拉深技术报告.ppt

第4章 拉 深 本章内容 拉深是基本的冲压工序之一。本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。涉及拉深变形过程分析、拉深件的质量分析、拉深系数及最小拉深系数影响因素、圆筒形件的工艺计算、其它形状零件的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案确定、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、辅助工序等。 教学安排 8～10学时 4.1 筒形件的拉深变形分析 4.2 筒形件拉深的主要质量问题 4.3 压边方式设计 4.4 拉深力与拉深功 4.5 筒形件拉深模工作部分设计 4.6 拉深件的坯料与工序件尺寸 4.7 有凸缘筒形件与阶梯筒形件的拉深 4.8 曲面旋转体之间的拉深 4.9 盒形件的拉深 4.10 非旋转体曲面制件拉深成形的特点 4.11 拉深的辅助工序 4.12 拉深工艺设计 学习目的与要求 1．了解拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2．掌握拉深工艺计算方法； 3．掌握拉深工艺性分析与工艺设计方法； 4．认识拉深模典型结构及特点，掌握拉深模工作零件设计方法； 5．掌握拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。 概述 拉深又称拉延，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。它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。 拉深件的分类 实际生产中，可将拉深件按变形特点分为4种基本类型： （1）直壁旋转体制件 （2）曲面旋转体制件 （3）平底直壁非旋转体制件 （4）非旋转体曲面制件 拉深件 筒形件的拉深变形分析 1.筒形件的拉深变形过程 平板圆形坯料的凸缘弯曲绕过凹模圆角，然后拉直，形成竖直筒壁。 平面凸缘部分——主要变形区 凹模圆角区——过渡区 筒壁部分——传力区 凸模圆角部分——过渡区 圆筒底部分——小变形区 拉深过程中金属的流动（网格分析） 通过拉深网格分析我们发现，工件底部的网格变化很小，而侧壁上的网格变化则很大，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间距相等的平行垂线，以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。 拉深过程中坯料的应力应变状态 σ1、ε1材料径向的应力与应变 σ2、ε2厚度方向的应力与应变 σ3、ε3材料切向的应力与应变 根据应力应变状态的不同，拉深 坯料可划分为5个区域： 平面凸缘区、凹模圆角区、 筒壁区、凸模圆角区和筒底区 筒形件拉深变形的力学分析 1）凸缘变形区的应力分布 拉深时，凸缘的应力状态为径向受拉，切向受压。根据力学平衡条件与塑性条件可得： 在变形区的内边缘（即R=r处）径向拉应力最大，其值为： 在变形区外边缘处压应力最大，其值为： 2）整个拉深过程中σ1max和σ3max的变化规律 3）筒壁部分受力分析 筒形件的拉深系数与拉深次数 在拉深工艺设计时，必须判断制件是否能一次拉深成形，或需要几道工序才能拉成。正确解决这个问题直接关系到拉深生产的经济性和拉深件的质量。 1.拉深系数 每次拉深后的筒形件直径与拉深前坯料（或工序件/半成品）的直径之比。 工件直径与毛坯直径之比称为总拉深系数，即工件所需要的拉深系数。 拉深系数的倒数称为拉深程度或拉深比，其值为： 拉深系数表示了拉深前后毛坯直径的变化量，反映了毛坯外边缘在拉深时切向压缩变形的大小，因此可用它作为衡量拉深变形程度的指标。拉深系数是一个小于1的数值，其值愈大表示拉深前后毛坯的直径变化愈小，即变形程度小。其值愈小则毛坯的直径变化愈大，即变形程度大。 在极限变形状态下的拉深系数称极限拉深系数mmin。mmin表示了拉深前后坯料直径的最大变化，是拉深工作中重要的工艺参数，是进行拉深工艺计算和模具设计的基本出发点。 mmin愈小，拉深所需的次数越少，经济性越好。故应尽可能通过以下技术手段，降低mmin。 （1）材料性能方面 选择组织均匀、晶粒大小适中、屈强比小、塑性应变比大的材料。 （2）制件设计方面 使板料的相对厚度大些，拉深件底部圆角半径不宜过小。 （3）工艺与模具设计方面 在模具设计方面，应设计合理的凸、凹模圆角半径，选择合理的拉深间隙。必要时还可采用压边圈配以合理的压边力，来减小拉深系数。 在工艺方面，对速度敏感的金属可采用液压机拉深，以降低拉深速度