第5章 拉深工艺与模具设计
凸缘矩形件的拉深工艺分析与模具设计
定了落料拉 深复合成 形的工 艺方案 ,缩短 了复 杂零件成 形模具 “ 试错”的过程 ,减 少了对设 计经验 的依 赖程度 ,提高 了模 具设计的准 确性和可 靠性 ,对 同类 零件的冲压 模具设计 具有 一 定的参考价值。介绍了模具结构及工作过程 ,对设计注意事项进行了分析 、归纳和总结 。 关键词 :凸缘矩形件 ;D Y N A F O R M;落料拉深复合成形 ;模具结构 中图分类号 :T G3 8 6 . 2 ;T G3 8 5 . 2 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 0 9 — 0 1 3 4 ( 2 0 1 3 ) 0 3 ( 上) 一 0 0 3 8 —0 3
式 来 应 用 , 采 用 传 统 的 方 法 来 设 计 该 产 品 的 模
1 拉深 工艺分析
矩 形 件 是 一种 非 轴 对称 的零 件 , 它 的筒 壁 是
由直 边 部 分 和 圆 角部 分 构 成 ,拉 深 变 形 时 应 力 、 应 变 在 变 形 区 内沿 周边 的分 布 很 不 均 匀 ,因 而 在 拉深 过程 中变 形过 程较 为 复杂n 】 。 如图l 所 示 零件 属 于矩 形 件 的一种 类 型 ,但 是 和大 多数 设 计 参 考 资 料 上 所提 供 的矩 形 件 又 有 较 大 区别 。该 零 件 不 属 于 直 壁 式矩 形 件 , 同时 还 带 有 凸缘 , 因 此该 零 件 的 拉 深 工艺 比一 般 的矩 形 件
D o i : 1 0 . 3 9 6 9 / J . i s s n . 1 0 0 9 -0 1 3 4 . 2 0 1 3 . 0 3 (E) . 1 2
0 引言
如 图1 所 示 零 件是 某 家 电产 品上 的结 构件 ,材 料 采 用DC 0 3 冷轧 板 ,厚 度 1 n l l l l 。该结 构件 虽 然尺 寸精 度要求不高 ( I T1 a m ),但 是 属于 较 复 杂 的 拉 深件 , 成 形 过程 中存 在起 皱 、破 裂 的可 能 性 , 在 确 定 毛 坯 的 形 状 和 尺 寸 时 ,缺 少恰 当 的经 验 公
江苏索普(集团)有限公司突发环境事件应急预案
高纲1457江苏省高等教育自学考试大纲02218 冲压工艺与模具设计(含实践)南京工程学院编江苏省高等教育自学考试委员会办公室一、课程性质及其设置目的与要求(一)课程性质和特点《冲压工艺与模具设计》(含实践)是我省高等教育自学考试数控加工与模具设计专业(本科段)的一门学位课程。
该课程的主要任务是使学生了解冲压工艺的基本理论和方法,掌握制订冲压工艺和模具设计的原则和方法,熟悉典型冲压模具的结构,具备对中等复杂程度冲压件进行工艺与模具设计的能力。
(二)本课程的基本要求本课程主要包括冲裁工艺与模具设计、弯曲工艺与模具设计、拉深工艺与模具设计、其它成型工艺与模具设计及多工位级进模设计等内容。
学生学习本门课后应达到下列基本要求:1.了解冲压的基本理论及基本冲压工序的成形特点,掌握冲压工艺分析和工艺计算方法,具有制定冲压工艺规程的能力。
2.掌握冲压模具的设计原则和方法,具有应用有关设计手册和资料设计典型冲压模具的能力。
3.具有分析和解决冲压生产技术问题的能力和具有从事冲压新工艺新技术及计算机在冲压生产中的应用能力。
(三)本课程与相关课程的联系本课程是一门实践性强的专业课,在进行本课程教学之前,要求学生了解塑性成形的一些基本理论,并具备相关的机械设计及制造方面的知识,因此本课程的前修课程包括机械制图、工程力学、金属塑性成形原理、机械设计基础、机械制造基础、热处理工艺等,学好这些先修课程有助于更好的掌握本课程的基础理论和基本知识。
二、课程内容与考核目标第1篇冲压工艺概述第1章冲压工艺基础知识(一)课程内容本章简要介绍了冲压加工的特点、应用、冲压工序的分类、冲压发展现状、冲压所用设备、冲压用原材料及下料方法,冲压常用标准等。
(二)学习要求了解冲压加工的特点、应用及其发展趋势;掌握冲压加工的常见分类方法及基本冲压工序;了解冲压所用设备;了解常见的冲压原材料,理解冲压材料的成型性能,熟悉常见的下料方法;了解常用冲压标准。
拉深(拉延)
把凸模的作用力传递到平面法兰A‘B’F‘E’部分,侧壁部分是单向拉应力状态 (图2-25)。 平面法兰部分A‘B’F‘E’(图2—24b)是拉深时的主要变形区。它在径向拉应力作用 下产生塑性变形,并向中心移动,逐渐进入凸、凹模之间的间隙而形成圆筒形侧壁。 变形区在向模具中心移动时,圆周方向上的尺寸随之减小,由于受相邻材料的作用, 在圆周方向上产生切向压应力。因此,变形区处于径向受拉和切向受压的应力状态(图 2—25)。变形区在切向产生压缩变形,其外边缘由初始长度 R0α 缩小为 dα/2 (图 2—24);变形区在径向产生伸长变形,由毛坯的初始尺寸 R0 一d0 /2 变为圆筒形的 高度 H (H> R0 一d0 /2)。 在拉深时,板料的厚度也发生变化(图2—26)。 在圆筒形拉深件的侧壁上部厚度 增加最多,这是因为变形区的材料除了向径向延展外,在切向压应力作用下还向厚度 方向流动,越靠毛坯外缘,加厚的趋势越大。在侧壁下端靠圆角处的厚度减小量最大, 这是由于这个部位受拉应力作用的持续时间最长。这里是最容易被拉裂的危险断面。
补2-24-4
拉深变形特点
补2-24-1
一、直壁类零件的拉深
1、 圆筒形零件拉深的变形分析 圆筒形零件的拉深是平板毛坯在凸模的作用于逐渐被压入凹模而形成圆筒的形状。 下面来分析拉深前平板圆形毛坯上的一个扇形部分(图2—24a)在拉深过程中的变形特 点。 扇形毛坯的OC0 D0部分在全部拉深过程中都与凸模端面相接触,始终保持其平面 形状,基本上不产生塑性变形或只产生很小的塑性变形,最终成为圆筒形的底部。这 个部分在拉深过程中把凸模的作用力传递给圆筒侧壁,起到传递拉深力作用。它本身 处于两向拉应力状态(切向、径向,图2—25)。 在拉深过程中形成的圆筒形侧壁部分C'D'F'E'(图2—24b)是平板毛坯扇形的C0 D0 F0 E0部分变形而成的,它是结束了塑性变形的已变形区。在以后的拉深过程中,这个 部分起传递拉深力作用,
拉深工艺及拉深模具设计复习题答案
第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案一、填空题1.拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。
2.拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于,拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口,其间隙一般稍大于板料的厚度。
3.拉深系数m是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值,m越小,则变形程度越大。
4.拉深过程中,变形区是坯料的凸缘部分。
坯料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伸长的变形。
5.对于直壁类轴对称的拉深件,其主要变形特点有:(1)变形区为凸缘部分;(2)坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下,产生切向压缩与径向的伸长,即一向受压、一向收拉的变形;(3)极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。
6.拉深时,凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。
7.拉深中,产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用,导致材料失稳_而引起。
8.拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。
9.拉深件的壁厚不均匀。
下部壁厚略有减薄,上部却有所增厚。
10.在拉深过程中,坯料各区的应力与应变是不均匀的。
即使在凸缘变形区也是这样,愈靠近外缘,变形程度愈大,板料增厚也愈大。
11.板料的相对厚度t/D越小,则抵抗失稳能力越愈弱,越容易起皱。
12.因材料性能和模具几何形状等因素的影响,会造成拉深件口部不齐,尤其是经过多次拉深的拉深件,起口部质量更差。
因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方法,拉深后再经过切边工序以保证零件质量。
13.拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度。
14.正方形盒形件的坯料形状是圆形;矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆形。
15.用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确,因此对于形状复杂的拉深件,通常是先做好拉深模,以理论分析方法初步确定的坯料进行试模,经反复试模,直到得到符合要求的冲件时,在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。
模具设计5拉深工艺与模具
•(二)有压边圈装置的简单拉深模
•
正装拉深模
•凸模较长,行程不大。
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•
倒装拉深模
•锥形压边圈将毛坯压成锥形有 利于拉深变形。
模具设计5拉深工艺与模具
•(三)压边圈装置分析 •1、弹性压边装置(用于普通单动压力机)
•a)橡皮压边装置
b)弹簧压边装置
c)气垫压边装置
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模具设计5拉深工艺与模具
模具设计5拉深工艺与模 具
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2020/11/20
模具设计5拉深工艺与模具
概述
• 拉深是将平面板料变成各种开口空心件的冲压工序。
•拉深件的分类:
• 圆筒形零件 • 曲面形零件 • 盒形零件 • 复杂形零件
•拉深件特点:
•效率高,精度高,材料消 耗少,强度刚度高。
•拉深压力机:
•单动、双动、三动压力机 和液压压力机。
模具设计5拉深工艺与模具
二、阶梯形件的拉深特点
• 1、判断能否一(t/D×100>1),而阶梯
之间直径之差和零件的高度较
小时,可一次拉出。
•判断条件:
• 上式中h/d是表6-9中拉深次数为1时的值
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模具设计5拉深工艺与模具
• 2、多次拉深时的拉深方法
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•负间隙拉深
模具设计5拉深工艺与模具
三、拉深凸凹模工作部分的尺寸及其制造公差
•1、最后一道工序: •拉深模工作部分尺寸及公差应按工件要求确定。
•工件要求外形尺寸时:
•工件要求内形尺寸时:
•2、中间各道工序:•凸凹模尺寸取毛坯过渡尺寸
•若以凹模为基准:
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拉伸工艺与拉深模具设计
1.凸缘变形区的起皱 拉深过程中,凸缘区变形区的材料在切向压应力 σ 的作用下,可能会产生失稳起皱,如图 4.2.6 所示。 凸缘区会不会起皱,主要决定于两个方面:一方面是切向压应力 σ 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,抵抗失稳 能力越小。这类似于材料力学中的压杆稳定问题。压杆是否稳定不仅 取决于压力而且取决于压杆的粗细。在 拉深过程中 是随着拉深的进行而增加的,但凸缘变形区的相对厚度 也在增大。这说明拉深过程中失稳起皱的 因素在增加而抗失稳起皱的能力也在增加。
图 4.2.4
在厚度方向,由于压料圈的作用,产生压应力 ,通常 和 的绝对值比 大得多。厚度方向上材料的的变形 情况取决于径向拉应力 和切向压应力 之间比例关系,一般在材料产生切向压缩和径向伸长的同时,厚度有所 增厚,越接近于外缘,板料增厚越多。如果不压料( =0),或压料力较小( 小),这时板料增厚比较大。当 拉深变形程度较大,板料又比较薄时,则在坯料的凸缘部分,特别是外缘部分,在切向压应力 作用下可能失 稳而拱起,产生起皱现象。
此外,影响极限拉深系数的因素还有拉深方法、拉深次数、拉深速度、拉深件的形状等。 采用反拉深、软模拉深等可以降低极限拉深系数;首次拉深极限拉深系数比后次拉深极限拉深 系数小;拉深速度慢,有利于拉深工作的正常进行,盒形件角部拉深系数比相应的圆筒形件的
拉深系数小。 3.极限拉深系数的确定 由于影响极限拉深系数的因素很多,目前仍难采用理论计算方法准确确定极限拉深系数。
毕业设计---拉深五金件的冲压工艺及模具设计
毕业设计(论文)任务书内容如下:1、毕业设计(论文)题目:拉深五金件的冲压工艺及模具设计2、应完成的项目:(1)、对冲压件进行工艺性分析和方案比较确定(2)、进行冲压工艺方案设计,主要参数计算(毛坯尺寸和拉伸次数确定,落料力、卸料力、压边力等)。
(3)、模具结构形式的确定(注意考虑卸料的结构)(4)、模具主要尺寸的确定(凸凹模刃口尺寸计算、确定卸料弹簧,确定压边材料和冲裁件的排样)(5)、模具整体设计和装配图绘制、主要零件的零件图(6)、选择压力机的规格(7)、装配图零部件明细表和主要零部件设计图(8)、每人须画不少于2个主要零件的零件图。
3、参考资料以及说明:(1)、钟毓斌主编.冲压工艺与模具设计.北京:机械工业出版社 2007 (2)、史铁梁主编.模具设计指导. 北京:机械工业出版社 2003(3)、肖祥芷主编.中国模具设计大典(3).南昌.江西科技出版社 2003 (4)、《冲模设计手册》编写组. 冲模设计手册.北京:机械工业出版社 1996 (5)、陈锡栋主编. 实用模具技术手册.北京:机械工业出版社 2001 (6)、王孝培. 冲压手册[M]. 北京:机械工业出版社,19964. 本毕业设计(论文)任务书于2011年10月20日发出,应于2012年5月10日前完成。
指导教师:签发2011 年10 月20 日学生签名:2011 年10 月25 日毕业设计(论文)开题报告题目拉深五金件的冲压工艺及模具设计时间2011年10月25日至2012 年5月10日本课题的目的意义用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次对该产品拉伸件的冷冲压模具设计。
主要工序包括:落料、拉深、冲孔。
主要意义1、综合运用专业理论和生产实践知识,进行冷冲模设计的实际训练,而培养和提高学生独立工作的能力。
2、巩固与扩充“冲压模工艺与设计”课程内容,掌握其设计的方法和步骤。
3、掌握冲压模具设计的基本技能,如计算、绘图、查阅设计资料和手册;熟悉模具标准及其它有关的标准和规范,并在模具设计中加以贯彻设计(论文)的基本条件及依据近年来冷冲模的应用越来越广泛,种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等。
圆筒件拉深成形工艺分析和模具设计毕业设计(论文)
目录1.绪论1.1引言1.2Dynaform简介2.圆筒件拉深成形工艺分析和模具设计2.1拉深工艺分析2.1.1确定修边余量错误!未找到引用源。
2.1.2毛坯尺寸计算2.1.3拉深系数和判断拉深次数2.1.4拉深力的计算2.1.5压边力的计算2.2拉深模主要零部件的设计2.2.1拉深模的间隙计算2.2.2拉深模的圆角半径计算2.2.3凸、凹模工作部分的尺寸计算2.2.4凹、凸模固定板的选择2.2.5模架的选择3.圆筒件拉深成形有限元分析4.结论参考文献致谢一、绪论1.1引言1.2 Dynaform简介基本资料在其前处理器(Preprocessor)上可以完成产品仿真模型的生成和输入文件的准备工作。
求解器(LS-DYNA)采用的是世界上最著名的通用显示动力为主、隐式为辅的有限元分析程序,能够真实模拟板料成形中各种复杂问题。
后处理器(Postprocessor)通过CAD技术生成形象的图形输出,可以直观的动态显示各种分析结果。
Dynaform 软件基于有限元方法建立, 被用于模拟钣金成形工艺。
Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块,几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素,包括:定最佳冲压方向、坯料的设计、工艺补充面的设计、拉延筋的设计、凸凹模圆角设计、冲压速度的设置、压边力的设计、摩擦系数、切边线的求解、压力机吨位等。
Dynaform软件可应用于不同的领域,汽车、航空航天、家电、厨房卫生等行业。
可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹、成形刚度、表面质量,评估板料的成形性能,从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。
Dynaform软件设置过程与实际生产过程一致,操作上手容易。
来设计可以对冲压生产的全过程进行模拟:坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形。
Dynaform软件适用的设备有:单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。
拉深工艺及拉深模设计
拉深工艺及拉深模设计本章内容简介: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、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、拉深辅助工序等。
学习目的与要求:1.了解拉深变形规律、掌握拉深变形程度的表示;2.掌握影响拉深件质量的因素;3.掌握拉深工艺性分析。
重点:1. 拉深变形特点及拉深变形程度的表示;2.影响拉深件质量的因素;3.拉深工艺性分析。
难点:1.拉深变形规律及拉深变形特点;2.拉深件质量分析;3.拉深件工艺分析。
拉深:利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口空心件的冲压工序。
拉深工艺可以在普通的单动压力机上进行,也可在专用的双动、三动拉深压力机或液压机上进行。
拉深件的种类很多,按变形力学特点可以分为四种基本类型,如图5-1所示。
图5-1 拉深件示意图5.1 拉深变形过程分析5.1.1 拉深变形过程及特点图5-2所示为圆筒形件的拉深过程。
直径为D、厚度为t的圆形毛坯经过拉深模拉深,得到具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。
图5-2 圆筒形件的拉深1.在拉深过程中,坯料的中心部分成为筒形件的底部,基本不变形,是不变形区,坯料的凸缘部分(即D-d的环形部分)是主要变形区。
拉深过程实质上就是将坯料的凸缘部分材料逐渐转移到筒壁的过程。
2.在转移过程中,凸缘部分材料由于拉深力的作用,径向产生拉应力,切向产生压应力。
在和的共同作用下,凸缘部分金属材料产生塑性变形,其“多余的三角形”材料沿径向伸长,切向压缩,且不断被拉入凹模中变为筒壁,成为圆筒形开口空心件。
3.圆筒形件拉深的变形程度,通常以筒形件直径d与坯料直径D的比值来表示,即m=d/D(5-1)其中m称为拉深系数,m越小,拉深变形程度越大;相反,m越大,拉深变形程度就越小。
5.1.2 拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程是一个复杂的塑性变形过程,其变形区比较大,金属流动大,拉深过程中容易发生凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂而使工件报废。
拉深模具设计要点
拉深模具设计要点拉深是一种利用模具将平面金属片加工成三维形状的工艺方法,而拉深模具的设计则是实现该工艺方法的关键。
本文将介绍拉深模具设计的要点,并探讨如何提高拉深模具的性能和效率。
一、拉深模具的种类按照不同的结构和用途,拉深模具可分为单向拉深模具、多向拉深模具、复合拉深模具等。
单向拉深模具只能将金属片拉深成一个方向的凸轮形状;多向拉深模具能够将金属片拉深成多个方向的形状,适用于复杂的零件生产;复合拉深模具则是结合两种或以上的拉深形式,可以实现更为多样化的零件加工。
二、拉深模具的设计要点1. 材料选择拉深模具的制造材料需具有高强度、高硬度、高韧性、高温耐性等性质,以确保模具的耐用性和稳定性。
常用的材料有合金钢、硬质合金、高速钢等。
2. 模具结构设计模具的设计应考虑加工时的工艺流程和金属片的物理特性,以确保成品的质量。
模具的结构设计应考虑到材料密度改变的情况,特别是拉深部位的弯曲角度、曲面度和收缩率等,同时也需考虑到模具的割缝和表面质量等因素。
3. 模具形状和尺寸设计在拉深模具的形状和尺寸设计上,设计师需考虑到零件的性能要求和装配要求,并确保模具能够适应所选定的加工设备。
同时,模具的深度、前侧角度、后侧角度、侧壁角度等参数也需符合零件加工的要求。
4. 模具表面的处理模具表面的处理是一项重要的工艺,可有效提高模具的耐用性和零件质量,常见的处理方法包括氮化、硬质化、涂层等。
在选择表面处理时,需要考虑到材料的成本和零件的性能要求。
三、拉深模具的加工与维护在拉深模具加工时,操作人员需根据零件的要求精确调整机器参数,以确保零件的生产质量和效率。
同时,模具的维护也是不可忽视的,需要经常检查模具的磨损程度、裂纹和变形情况,及时更换或修理模具,以保持模具的正常使用寿命。
在现代工业生产中,拉深模具已成为一种普遍应用的加工方法,而模具设计则是实现该方法和产生高质量产品的重要保障。
为了提高拉深模具的性能和效率,设计师需要考虑到材料选择、结构设计、模具形状和尺寸设计等多个方面,以制作出高质量、耐用的模具,为生产提供坚实的保障。
端盖拉深工艺与模具设计
07 6,所 以 工件 可 以一 次 拉深 完 成 。 .4
边 。修边余量查表 ( 凸缘 圆筒形拉深件的修边余 无
量 ) ( 冲压 设 计 资 料 ) ,取 =2 mm。
2 毛坯尺寸计 算 .
装置的零件端 盖属于锥形拉深件 ( 见图1 ),材料
为0 A1 8 ,在 锅 炉 产 品生 产 时 ,由于 各 种 原 因零 件 拉 制 后起 皱 严 重 ,形 状 、尺 寸 均 不 符 合 图样 要 求 ,影 响 总体 安 装 及 锅 炉 运 行 。我 们 又 重 新进 行 了工 装 设
计算得D=4 91 1. mm。经过试压修正 ,圆环毛
参磊
…
5 9
间隙。
7 模具设计 .
D ( 一 D一07 A) + . 5 在 凸 凹模模 壁强 度 允 许 的 条件 下 ,采 用 复合 工 艺 。 对 双 壁 空 心 零 件 采 用 反 拉 深 法 , 由于 增 加 了 径 向拉应 力 盯. 作 用 ,根 据 塑性 方程 式 。 盯 = 的 +
形 方案 。
3 压边 圈的采 用及其类型 .
为 了防止 在拉 深过 程 中工件 的边缘 起皱 ,应
使 毛 坯 在 被 拉 入 凹模 圆 角 以前 保 持 稳 定 状 态 ,其
稳 定 程 度 主 要 取 决 于 毛 坯 的相 对 厚 度 t x 1 0= / 0 D
(/1 ) ×10 .8 24 0 0 =0 ,拉深 系数/ 一07 6 4 T .4 ,根据 /
4 拉 深系数和拉 深次数 .
在 制订 拉深 件 的工 艺 过 程 和 设计 拉 深 模 具 时 , 必 须 预 先 确定 该 零 件 是 否 可 以一 道 工 序 拉成 ,正 确
油底壳拉深成形工艺与模具设计
端 底 部 对 称 分 布 压 有 六 条 加 强 筋 , 端 底 部 有 一 右 向 内 凹 凸 台 。壳 体 右 端 宽 于 左 端 5 mm , 何 形 0 几
状 复 杂 。 有拉 深 、 形 , 形 阻 力 很 不 均 匀 , 力 胀 变 应
收 稿 日期 : 0 2—0 —0 20 5 8
摘
要 :分 析 了油 底 壳 零 件 的 工 艺特 点 , 绍 了一 次拉 深 模 具 和 二 次拉 深 模 具 的 结 构 、 介 工作 过
程 以及 模 具 的 调 试 过 程 。
关 键 词 :油 底 壳 ; 深 工 艺 ; 深 模 ; 模 拉 拉 试
中 图分 类 号 :T 5 G3 6 文献标识码 : B
能 一 次 拉 深 成 形 。 但 是 油 底 壳 底 部 成 台 阶构 造 ,
在拉 深 时 , 端底 部较深 , 求材料 大量 流进 , 右 要 以 补 充 成 形 的 需 要 , 免 开 裂 , 较 浅 的 左 端 底 部 要 避 而 求 在 同 一 时 间 里 , 料 流 进 量 要 少 , 免 产 生 材 料 材 避 的重 叠 、 皱 , 右 端 底 部 的 加 强 筋 和 内 凹 凸靠 局 起 左
示 ) 然 后 再 进 行 盒 形 件 式 的 拉 伸 成 形 ( 3所 , 图
示 ) 。
油 底 壳 冲 压 成 形 工 艺 为 :剪 毛 坯 料一 一 次 拉 深一二 次拉 深一 整 形切 边一 整形 翻边 一 冲 2 6一
 ̄2 1 mm 孔 一 冲  ̄ 6 2 mm 孔 。拉 深 工 序 是 决 定 整
应 变 较 复 杂 。采 用 几 道 工 序 拉 深 成 形 , 整 个 产 是
0 引 言
油底 壳 属 于 形 状 复 杂 的 长 盒 形 拉 深 件 , 难 是
拉伸工艺及拉伸模具的设计
2.拉裂 拉深后得到工件的厚度沿底部向口部方向是不同的
(如图4.1.9) 防止拉裂: 可根据板材的成形性能,采用适当的拉深比和压边
力,增加凸模的表面粗糙度,改善凸缘部分变形材料的 润滑条件,合理设计模具工作部分的形状,选用拉深性 能好的材料。 3.硬化
拉深是一个塑性变形过程,材料变形后必然发生加 工硬化,使其硬度和强度增加,塑性下降。
深后在侧壁上变成了间距相等的垂线,如图4.1.3所示,以 前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。
4.1.2拉深过程中变形毛坯各部分的应力与应变状态
拉深过程中某一瞬时毛坯变形和应力情况(如图4.1.5)
1.平面凸缘部分
主要变形区
2.凹模圆角区
过渡区
3.筒壁部分
传力区
4.凸模圆角部分
过渡区
5.圆筒底部分 小变形区
Rd1 (1 3 )dR 0
塑性变形时需满足的塑性方程为 :
1 3 m
由上述两式,并考虑边界条件(当 R 时Rt , 1 ),0 经数学推 导就可以求出径向拉应力,和切向压应力的大小为:
1
1.1 m
ln
Rt R
3
1.1
m
1
ln
Rt R
在变形区的内边缘(即 R 处r )径向拉应力最大,其值为:
平端面凹模拉深时,毛坯首次拉深不起皱的条件是 :
t (0.09 ~ 0.17)(1 t )
D
D
用锥形凹模首次拉深时,材料不起皱的条件是:
t 0.031 d
D
D
如果不能满足上述式子的要求,就要起皱。在这种情况下,
必须采取措施防止起皱发生。最简单的方法(也是实际生产中 最常用的方法)是采用压边圈 。
冲压习题库
冲压习题库第1章冲压变形基础一、填空1.冷冲压是在室温下,利用安装在压力机上的对被冲材料施加一定的压力,使之产生,从而获得所需要形状和尺寸的零件(也称制件)的一种加工方法。
2.用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为3.冲压工艺分为两大类,一类叫,一类是。
4.物体在外力作用下会产生变形,若外力去除以后,物体并不能完全恢复自己的原有,称为.5.变形温度对金属的塑性有重大影响。
就大多数金属而言,其总的趋势是:随着温度的,塑性,变形抗力。
6.以主应力表示点的应力状态称为,表示主应力个数及其符号的简图称为可能出现的主应力图共有。
7.塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为:8.加工硬化是指一般常用的金属材料,随着塑性变形程度的,其强度、硬度和变形抗力逐渐,而塑性和韧性逐渐9.在实际冲压时,分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同,就是因卸载规律引起的造成的。
10. 材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能是一个综合性的概念,它涉及两个方面:一是,二是二、判断(正确的在括号内打√,错误的打×)1.()主应变状态一共有9种可能的形式。
2.()材料的成形质量好,其成形性能一定好。
3.()热处理退火可以消除加工硬化(冷作硬化)。
4.()屈强比越小,则金属的成形性能越好。
5.()拉深属于分离工序。
三、选择1.主应力状态中,,则金属的塑性越好。
A.压应力的成份越多,数值越大 B. 拉应力的成份越多,数值越大。
2.当坯料三向受拉,且σ1>σ2>σ3>0时,在最大拉应力σ1方向上的变形一定是伸长变形,在最小拉应力σ3方向上的变形一定是压缩变形A.伸长变形 B.压缩变形四、思考1.冷冲压的特点是什么?2.冷冲压有哪两大类基本工序?试比较分离工序和成形工序的不同之处。
3.何谓材料的板平面方向性系数?其大小对材料的冲压成形有哪些方面的影响?4.何谓材料的冲压成形性能?冲压成形性能主要包括哪两方面的内容?材料冲压成形性能良好的标志是什么?5.冲压对材料有哪些基本要求?如何合理选用冲压材料?五、问答在冲压工艺资料和图样上,对材料的表示方法有特殊的规定。
模具设计第五章 拉深工艺及拉深模
七、拉深模制造特点
4)由于拉深过程中材料厚度变化及回弹变形等原因,复杂拉深件 坯料形状和尺寸设计值与实际值往往存在误差,坯料形状和尺寸 最终是在试模后确定。 2.拉深模凸、凹模的加工方法
26627D
七、拉深模制造特点
表5-4 拉深凸模常用加工方法
26627D
七、拉深模制造特点
表5-5 拉深凹模常用加工方法
一、拉深变形分析
26627D
图5-3 拉深件的网格变化
二、拉深件的主要质量问题
1.起皱
26627D
图5-4 起皱破坏
二、拉深件的主要质量问题
(1)影响起皱的主要因素 1)坯料的相对厚度t/D。 2)拉深系数m。 (2)起皱的判断 在分析拉深件的成形工艺时,必须判断该冲件 在拉深过程中是否会发生起皱,如果不起皱,则可以采用无压边 圈的模具;否则,应该采用带压边装置的模具,如图5-5所示。
26627D
图5-10 圆筒形件
三、圆筒形件的拉深
解 由于t=2mm>1mm,所以按中线尺寸计算。 1)确定修边余量。 2)计算坯料展开直径。 3)确定是否用压边圈。 4)确定拉深次数。 5)确定各次拉深直径。 6)求各工序件高度。 7)画出工序图,如图5-11所示。
26627D
四、拉深模的典型结构
26627D
图5-9 多次拉深时筒形件直径的变化
三、圆筒形件的拉深
2.拉深系数
表5-3 圆筒形件带压边圈时的极限拉深系数
3.拉深次数 4.圆筒形件拉深各次工序尺寸的计算
(1)工序件直径 从前面介绍中已知,各次工序件直径可根据各 次的拉深系数算出。
Hale Waihona Puke 26627D三、圆筒形件的拉深
拉深工艺与拉深模设计
82449 9(76 3.8)6.2 87.584 87.52 20.572 20m8m
案例分析(毛坯尺寸计算) 电容器外壳 由图4-2可得:
d1=17.6mm d2=21.2mm h1=26.8mm h=28.6mm r=1.8mm h/d=28.6÷21.2=1.35
r
y
α
O
y
a)
b)
圆心重心位置
a)圆弧与水平线相交
b)圆弧与垂直线相交
O
2)作图解析法 ①将零件按母线分成若干个简单的几何部分;
②求出各简单几何部分的重心至旋转轴的旋转半径r1、r2、 r3……rn;并求出各部分母线长度l1、l2、l3……ln;则其 乘积之和lr= l1r1+l2r2+l3r3+……+lnrn;
当零件尺寸标注在外形时
D dD m a0 x .7 5 0 d
D pD m a0 x.7 5 Z0 p
当零件尺寸标注在内形时
dddm in 0.40 d
dpdm in 0.4Z0 p
D0 -Δ
Z /2
D +Δ 0
Z /2
Dp
dp
Dd
a)
零件尺寸标注
dd
b)
对于多次拉深,工序尺寸无需严格要求,凸、凹
(2)凸模圆角半径的确定 首次拉深,凸模圆角半径
rp1=(0.7~1.0)rd1 最后一次拉深,凸模圆角半径
r—零件圆角半径。
rpn=r
如果r<t时,则rpn≥t,然后整形。
中间各次拉深,凸模圆角半径
rpi-1=0.5(di-1-di-2t)
式中 di-1,di—各工序的外径(mm)。
底支撑拉深工艺及模具设计
关 键 词 :底 支 撑 ;拉 深 ;凹 模 ;凸模
中 图 分 类 号 :TG3 6 8
文献 标识 码 : A
文 章 编 号 :1 7 —4 7 2 1 ) 5O 7 一 2 6 46 5 (0 10 一0 5O
De p Dr w i g Pr c s n e De i n o to u o t e a n o e sa d Di sg fBo t m S pp r
摘 要 :通 过 对 底 支撑 加 工 工 艺 进 行 分 析 , 绍 了底 支 撑 拉 深 模 具 结 构 及 工 作 过 程 , 出 了该 零 件 的 工 艺 介 给
计算 方 法 , 出了拉 深 凹模 和 凸模 的设 计方 法 , 提 并对 生产 中出现 的 问题 , 出 了改进 措施 , 证 了底 支撑拉 深 提 保
i o e soft otom upp twe ei t o ng pr c s he b t s or r n r duc d,is p o e sc lulto e h a i e e t r c s ac a i n m t od w sg v n,d sgn m e ho hede p dr w — e i t dsoft e a ig c n onc ve d e a d pu h w e e pr i d, a m p o m e e s e o he r blm s i od to w e e pr vie a i n nc r ovde nd i r ve ntm a ur s ft p o e n pr uc in r o d d, t t hus he s o h d e a i he b t m u m ot e p dr w ng oft oto s ppo t wa ns e r s e ur d. Ke r s:bo t m upp t d e a i y wo d to s or ; e p dr w ng; c c ve d e;pu h on a i nc
拉深工艺与拉深模设计
拉深件
拉深模
播放动画
4.1
拉深模设计程序
审图 拉深工艺性分析 拉深工艺方案制定
毛坯尺寸计算 拉深次数确定 冲压力及压力中心计算 冲压设备选择 凸、凹模结构设计 总体结构设计 冲压模装配图绘制 非标零件图绘制
课后思考
1、阐述拉深模设计程序,与冲裁模设计程 序比较,在确定工艺方案时有什么区别?
4.2 审图与拉深工艺性分析
• 2 r d 8 r 2 2 1 1 1 .3 8 1 2 4 9 .4 8 m m 2
4
4
2)圆柱
d h 9 .3 3 .7 1.0m 4 827 m
3)1/4凸球环
• 2 r d 8 r 2 2 1 7 .3 8 1 2 4 .2 2 m 6 28 m
(2)利用极限拉深系数进行判断(查表) 如果工件的相拉深系数mF1大于或等于表中
对应的极限拉深系数[mF1]值时,则可以一次拉 深成形;否则需多次拉深。
2. 窄凸缘圆筒形件(dF/d=1.1~1.4)的多次拉深计算
窄凸缘圆筒形件 应先拉成圆筒形,然 后形成锥形凸缘,最 后再经校平获得平凸 缘;所以窄凸缘圆筒 形件的拉深工序的计 算,可用无凸缘的圆 筒形件的计算方法进 行计算。
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概述 拉深:指将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压
成各种形状的开口空心件,或以开口空心 件为毛坯通过拉深进一步使空心件改变形 状和尺寸的一种冷冲压加工方法。
拉深变形过程
类型:不变薄拉深、变薄拉深
不变薄拉深:在拉深过程中不产生较大的变薄, 筒壁与筒底厚度较一致的拉深工艺。
变薄拉深:指以空心开口零件为毛坯,通过减小 壁厚成形零件的拉深工艺。
拉深工艺与拉深模具设计
概述
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毛坯尺寸计算公式
1)查表5-2得修边余量△h
2)计算表面积 由图得:
则: 简化得坯料直径为:
(2)拉深系数的确定1)拉深系数的概念Fra bibliotek拉深系数m
=
拉深后的圆筒件的直径d
拉深前毛坯D(或半成品)直径dn
第一次拉深系数: 第二次拉深系数: 第n次拉深系数:
2. 影响起皱的因素
材料的力学性能
凸缘部分材料的相对厚度t/D
变形程度
凹模工作部分的几何形状: 锥形凹模不易起皱
总的说来:凸缘宽度越大,厚度越薄,材料弹性模量越 小,抵抗失稳能力越弱,越容易失稳起皱。
是否起皱,可根据板料的相对厚度由表5-1或公式5-3、5-4判断
3.防止起皱的措施
实际生产中防止拉深起皱最有效的措施是采用压 边圈并施加合适的压边力Q
根据拉深系数和零件相对高度来判断拉深次数。
不能根据拉深系数来判定拉深次数和变形程度。 首次极限拉深系数比无凸缘筒形件的小。
宽凸缘件有自己的拉深系数,见表5-7
宽凸缘圆筒形件的拉深系数取决于有关尺寸的三个相对比
值:df/d(凸缘的相对直径)、h/d(零件的相对高
度)、r/d(相对圆角半径)。
表5-7 宽凸缘件的第一次极限拉深系数
d2= [m2 ]d1=0.75×49.0mm=36.8mm d3= [m3 ]d2=0.78×36.8mm=28.7mm d4= [m4 ]d3=0.8×28.7mm=23mm 此时d4=23mm<28mm,所以应该用4次拉深成形。
(3)各次拉深工序件尺寸的确定
各次工序件直径为 d1=k[m1 ]D=1.051185×0.50×98mm=51.51mm d2=k[m2 ]d1=1.051185×0.75×51.51mm=40.61mm d3=k[m3 ]d2=1.051185×0.78×40.61mm=33.30mm d4=k[m4 ]d3=1.051185×0.80×33.30mm≈28mm 各次工序件底部圆角半径取以下数值:
断面”产生破裂。 一方面是筒壁传力区中的拉应力。 主要取决于 另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。
2.影响拉裂的因素
(1)板料力学性能的影响 (2)拉深系数m的影响:拉深后的直径d与拉深前坯料D直径之比 (3)凹模圆角半径的影响 (4)摩擦的影响 (5)压边力的影响
3.防止拉裂的措施
选用硬化指数大、屈强比小的材料进行拉深;
由平板拉深 开口空心件
由空心件拉 深空心件
拉深的概念
拉深是利用拉深模在压力机的压力作用下,将平板毛坯压成
各种开口的空心件或将已制成的空心件加工成其它形状 空心件的加工方法,又称拉延。 不变薄拉深(普通拉深)
变薄拉深
拉深用的模具叫拉深模
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
(2)确定拉深次数
坯料相对厚度为:
按表 5-1 可用可不用压边圈,但为保险,首次拉深仍采用压边圈。
根据t/D=2.0%,查表5-3得各次极限拉深系数:[m1 ]=0.50, [m2 ]=0.75,[m3 ]=0.78,[m4 ]=0.80,…。
故
d1=[m1 ]D=0.50×98mm=49.0mm
1)宽凸缘件的毛坯尺寸确定
2)宽凸缘件的变形程度
3)判断能否一次拉成
4)计算拉深次数
5)计算半成品尺寸
1)宽凸缘件的毛坯尺寸确定
毛坯展开:按无凸缘圆筒形件的毛坯计算方法计算,即根 据表面积相等的原则计算毛坯表面积。
当rp=rd=r 时,
df包含修边余量△df
2)宽凸缘圆筒形件的变形程度
宽凸缘圆筒形件的变 形程度大小不能仅用 拉深系数来衡量
1)窄凸缘圆筒形件
窄凸缘筒形件:
拉深方法及工艺 计算方法同无凸 缘筒形件
2)宽凸缘圆筒形件
拉深方法与工艺计算不同于无凸缘筒形件
(2)宽凸缘圆筒形件的拉深方法
特别提醒: 不论哪种拉深方 法,凸缘尺寸一 定在首次拉深时 得到 必须严格控制凸 模进入凹模的高度
第一种拉深方法
第二种拉深方法
(3)宽凸缘圆筒形件的工艺计算
的最小值。 在进行拉深工艺计算和模具设计时,总是尽可能地使拉 深系数值减小,以便于减少拉深次数。
2)影响极限拉深系数的因素
①材料方面 ②板料的相对厚度大,[m]可以减小。 ③模具方面 模具间隙大 凸、凹模圆角半径大 模具表面光滑 锥形凹模 ④拉深工作条件
极限拉深系数小
是否采用压边圈 润滑 拉深次数
3.阶梯圆筒形件的拉深
变形特点: 阶梯形件的拉深与圆筒形件的拉深基本相同,每一阶梯 相当于相应圆筒形件的拉深。 (1)判断能否一次拉深成形
根据零件高度h与最小直径dn 之比来判断。
若h/dn≤[h1/d1],则可一次拉出, 否则多次拉深。这里[h1/d1 ]可查 表5-5
(2)阶梯形件拉深方法的确定 1)当任意两相邻阶梯直径之比(dn/dn-1)都大于相应的圆筒形件 的极限拉深系数 ,则每次拉深形成一个阶梯,从大阶梯拉到 小阶梯,拉深次数即是阶梯数。 2)若相邻两阶梯直径之比(dn/dn-1)小于相应圆筒形件的极限 拉深系数 ,拉深方法按宽凸缘件,从小阶梯依次拉到大阶梯。
(3)判断能否一次拉成 根据拉深系数和相对高度判断, 求出总的拉深系数m总和相对 高度h/d,查出第一次允许的极限拉深系数[m1]和相对高度 [h1/d1 ],比较:m总>[m1],h/d≤[h1/d1 ] ,则可一次拉出,否
则需要多次拉深。
(4)拉深次数的确定:仍可采用推算法推算。
不能准确确定 (5)半成品尺寸的确定
总的影响规律:凡是能增 加筒壁传力区危险断面的 强度,降低筒壁传力区拉 应力的因素,均会使极限 拉深系数减小,反之会增 加极限拉深系数。
3)极限拉深系数值的确定
表5-3和表5-4是无凸缘圆筒形件各次拉深的 极限拉深系数。 为了提高工艺稳定性和零件质量,实际生产
中应采用稍大于极限拉深系数[mn]的拉深系数 进行拉深。
Hi由毛坯直径计算公式解出:
拉深工艺计算举例
例4.1求图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序 件尺寸。材料为10钢,板料厚度t=2mm。 解:因t>1mm,故按板厚中径尺寸计算。 (1)计算坯料直径 根据零件尺寸,其相对高度为
查表5-2得切边余量
坯料直径为 代已知条件入上式得D=98.2mm ,这里取D=98mm
d1=m1D;d2=m2d1;…;dn=mndn-1=d
拉深系数的放大系数k
按照上述方法计算半成品直径时,需要反复试取m1,
次极限拉深系数放大一个合适倍数k即可,这里:
m2,m3,…,mn的值,比较繁琐,实际上可以将各
式中n是拉深次数。
2)筒底圆角半径rn
筒底圆角半径rn即是本道拉深凸模的圆角半径rp,确定方法如下:
关于起皱的几个重要结论:
(1)起皱规律: 实践证明直壁圆筒形件的首次拉深中起皱最易发生的时刻:
拉深的初期
(2)防皱措施:采用压边圈施加合适的压边力 (3)起皱的位置:拉深主要变形区(凸缘变形区)
5.2.2 拉裂——拉深成败的关键
1.拉裂的概念及产生原因
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——“危险
坯料形状和尺寸确定的依据: 形状相似原则: 旋转体零件拉深前坯料的形状与 拉深后工件断面形状相似。
据此可知,圆筒形件所用毛坯形状为圆形
表面积相等原则: 若拉深前后料厚不变,拉深前坯料表面积与 拉深后工件表面积近似相等。
毛坯尺寸计算步骤:
1)确定修边余量,见表5-2。 2)计算拉深件的表面积。
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。 把各简单几何体表面积相加即为零件
第5章 拉深工艺与模具设计
第5章 拉深工艺与模具设计
5.1 拉深变形过程分析 5.2 拉深件质量分析及控制
5.3 拉深工艺计算
5.4 拉深工艺设计
5.5 拉深模具设计
5.6 拉深模设计举例
能力要求
能根据拉深件的废品形式分析其产生的原因,
熟悉解决的措施。
能完成典型拉深件的工艺与模具设计。
拉深示例
适当增大拉深凸、凹模圆角半径;
增加拉深次数;
改善润滑。
实践证明:
直壁圆筒形件的首次拉深中拉裂最易发生 的时刻在拉深的初期。
5.3 拉深工艺计算
5.3.1 直壁旋转体零件拉深工艺计算
不带凸缘的直 壁圆筒形件
带凸缘的直 壁圆筒形件
阶梯形件
1. 无突缘圆筒形件拉深工艺计算
(1)毛坯形状和尺寸的确定
n 即为拉深次数。
(4)拉深工序件尺寸的确定 1)半成品的直径dn
由表5-3、 5-4 查得各次拉深的极限拉深系数 [mn] ,适当放大, 并加以调整,得到实际采用的拉深系数mn。
调整的原则是:
1)保证m总=m1m2…mn= 2)使m1<m2<…mn<1 最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径:
拉深变形特点
处于凸模底下的材料在拉深过程中变化很小,变形主
要集中在处于凹模平面上的(D-d)圆环形部分,该处
变形区的变形不均匀,该处金属在切向压应力和径向拉
应力的共同作用下,沿切向被压缩,且愈到口部压缩的 愈多;沿径向伸长,且愈到口部伸长的愈多。 厚度沿高度方向各处不一样,在拉深件 的口部厚度增加的最多。
max 1max
5.2 拉深件质量分析及控制
拉深过程中的主要质量问题:
凸缘变形区的起皱 危险断面的拉裂
5.2.1 起皱
1.起皱的概念及产生原因
起皱是指拉深变形时在凸缘变形区沿切向形成高低