拉深工艺设计.pptx

第7章 拉深工艺设计 内容简介： 拉深是基本冲压工序之一 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。 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。 重点难点 重点： 1．? 拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2．? 拉深工艺计算方法； 3．? 拉深工艺性分析与工艺方案制定； 4．? 拉深模典型结构与结构设计； 5．? 拉深工艺与拉深模设计的方法和步骤。 难点： 1．拉深变形规律及拉深件质量影响因素； 2．拉深工艺计算 ； 3．其它形状零件的拉深变形特点 ； 4．拉深模典型结构与拉深模工作零件设计 。 概述 拉深： 又称拉延、引伸、延伸等，是利用模具在压力机的压力作用下，将平板坯料制成开口空心零件的冲压加工方法。 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。 概述 拉深件类型 a）轴对称旋转体拉深件 b)盒形件 c)不对称拉深件 概述 按照转向轮廓线分为四大类： (1) 直壁回转体制件 如易拉罐； (2) 曲线回转体制件 如搪瓷盆； (3) 直壁非回转体制件 如饭盒等； (4) 曲面非回转体制件 如汽车覆盖件。 概述 拉深 不变薄拉深 变薄拉深 概述 拉深模：拉深所使用的模具。 拉深模结构图 １-模柄 ２-上模座 ３-凸模固定板 ４-弹簧 ５-压边圈 ６-定位板 ７-凹模 ８-下模座 ９-卸料螺钉 10-凸模 概述 概述 拉深模特点： 结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。 拉深所用的模具主要由凸模、凹模和压边圈三部分组成。 凸模、凹模有一定圆角半径。 7.1 拉深变形过程分析 直径为D、厚度为t的圆形板料被拉入凹模，形成外径为d、高度为H的开口圆筒形工件。 7.1.1 拉深的变形过程 7.1.1 拉深的变形过程 7.1.1 拉深的变形过程 圆筒形件底部网格的形状基本没变。 原来的同心圆变成筒壁上的等直径圆周线。 间距由底部向上逐渐增大。 7.1.1 拉深的变形过程 7.1.1 拉深的变形过程 拉深过程是板料流入凹模。 板料外径减小，相邻单元体相互产生挤压作用，在周向产生压应力。 在转移过程中，板料中由于拉深力的作用，在径向产生拉应力。 7.1.1 拉深的变形过程 拉深使板料径向被拉深，周向被压缩，外径不断减小。 在径向产生拉伸应力，在周向产生压缩应力。 板料凸缘区的板料发生挤压塑性流动。 矩形部分在中间，三角形部分被挤向外部。 板料的各部分重新分布。 7.1.1 拉深的变形过程 厚度和硬度沿筒壁纵向变化。 底部略有变薄。 筒壁向上厚, 向下薄。 筒壁底部转角处最薄，最易破裂。 7.1.1 拉深的变形过程 7.1.2 拉深过程中板料的应力应变状态 外力 凸缘产生内应力：径向拉应力σ1；切向压应力σ3 凸缘塑性变形：径向伸长，切向压缩，形成筒壁 直径为ｄ高度为Ｈ的圆筒形件（H（D-d）/2） 7.1.2 拉深过程中板料的应力应变状态 拉深过程的应力与应变状态 某一瞬间： 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 I凸缘区：径向拉应力和切向压应力使材料向中间流动。 在厚度方向变厚，极易失稳而起皱。 Ⅱ凸缘过渡圆角区：径向受拉应力，切向受压应力。 弯曲拉应力随凹模圆角半径的减小而增大。 半径过小时，破裂。 Ⅳ—在底部圆角和筒壁相切处，受过度拉深产生伸长并变薄。 此处最有可能出现破裂或过度变薄，使拉深件成为废品。 7.1.2 拉深过程中板料的应力应变状态 1.凸缘变形区的应力分析 （1）拉深中某时刻变形区应力分布 根据微元体的受力平衡可得 因为 取 并略去高阶无穷小，得: 塑性变形时需满足的塑性方程为 : 7.1.2 拉深过程中板料的应力应变状态 由上述两式，并考虑边界条件(当 时， )，经