冲压工艺与模具设计第四章拉深课件

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《冲压工艺与模具设计》图文课件ppt 第4章

《冲压工艺与模具设计》图文课件ppt 第4章

4.5 带凸缘圆筒形件的拉深
4.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉深
当 r凸 = r凹 = r 时,宽凸缘圆筒形件毛坯直径 D 为: 根据拉深系数的定义,宽凸缘圆筒形件的拉深系数为:
目录
4.5 带凸缘圆筒形件的拉深
4.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉深
宽凸缘圆筒形件的尺寸
目录
4.5 带凸缘圆筒形件的拉深
4.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉深பைடு நூலகம்
拉深系数
拉深系数表示拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯(或半成品) 的直径之比。
目录
基本概念
极限拉深系数
在实际生产中,拉深系数的减少有个限度,这个限度称为 极限拉深系数 。
拉深模的间隙
凸、凹模之间的间隙,简称为拉深间隙。
修边余量
由于拉深材料厚度有公差,板料具有各向异性,所以拉深后工件 的口部或凸缘周边不齐,必须进行修边,以达到工件的要求。修 边的值称为修边余量。
拉深件的工艺性
拉深件的工艺性是指工件拉深的难易程度。
变薄拉深
变薄拉深主要是在拉深过程中改变拉深件筒壁厚度,而毛坯的直 径变化很小的拉深方法 。
目录
拉深件类型
目录
4.1 拉深变形过程分析
4.1.1 拉深变形的过程及特点
1—凸模; 2—压边圈; 3—凹模; 4—制件
目录
4.1 拉深变形过程分析
4.1.2 拉深过程中板料的应力应变状态
4.2.1 起皱及其控制
(1)采用压边圈。


(2)采用锥形凹模


的 措
(3)采用拉深筋


(4)采用反拉深
目录
4.2 拉深件的质量控制
4.2.1 起皱及其控制

冲压工艺学拉伸教学课件

冲压工艺学拉伸教学课件

如图所示的圆筒件,可分为三个 部分,每个部分面积分别为:
将上述格式代入毛坯直径公式得:
实例分析:
带凸缘制件
无凸缘制件
将制件分割为 1)1/4凹球环 2)圆柱
3)1/4凸球环 4)圆板
1)1/4凹球环
• 2 rd 8r2 2 111.3 812 49.48mm2
4
4
2)圆柱 dh 9.3 3.7 108.047mm2
3.凸耳的产生
凸耳:因毛坯的各向异性。
残余应力:由弯曲—反向弯曲产生。从而产生口部切向拉应力。如黄 铜零件或不锈钢零件拉深后口部没有后续工序直接存放,放一段时间就会 产生开裂现象。
二、筒形拉深工艺计算及模具设计
1.拉深零件的毛坯尺寸
原则:拉深前后的毛坯面积与工件的表面积相等。
F毛坯=F工件
计算毛坯尺寸是,先将零件划分为若干个便于计算的简单几何体,分别求出 其面积后相加,得零件总面积ΣA ,则毛坯直径:
防止措施
1)采用压边圈。
压边圈的装置有刚性和弹性两种。 刚性压扁装置在双动压力机上利用外滑块压边, 刚性压边圈压边力大小,靠调整压边圈和凹模之间的间隙c来调节。 弹性压边装置用于单动压床。压边力系由气垫、弹簧或橡皮产生。 使径向拉应力↑和减少切向压应力。防止起皱的有效措施。
2)采用反拉深。
一般用于多道工序的拉深。有前道拉深得 到直径为d1为半成品,套在筒状凹模1上 进行反拉深时,毛坯内表面变成外表面。 板料沿凹模流动的摩擦阻力和变形抗力显 著增大。使径向拉应力增大,切向压应力 相应减小,有效防止起皱。故反拉深的拉 深系数可比正拉深降低10%~15%,拉深 力则增大10~20%。
一、圆筒件拉深的变形过程
1、圆筒件拉深过程中的应力应变状态

项目四-拉深工艺及模具设计PPT课件

项目四-拉深工艺及模具设计PPT课件

模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
12
02 相关知识
(二)圆筒形零件拉深的工艺计算
6.圆筒形件的拉深力、压料力与压料装置
3/23/2020
1-凸模固定杆 2-外滑块 3-拉深凸模 4-压料圈兼落料凸模12
5-落料凹模 6-拉深凹模
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
13
02 相关知识
(三)拉深模工作部分设计
13
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
14
02 相关知识
(四)拉深模的典型结构
14
3/ 拉深工艺及模具设计
15
02 相关知识
(四)拉深模的典型结构
15
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
16
02 相关知识
(五)带凸缘筒形件的拉深
(六)压力机 的选择
(七)拉深模装配
(八)拉深模零件
(九) 编写、整理
图的设计绘制
图的设计绘制
技术文件
18
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
19
03 项目实施
(二)拉深模方案的确定
(四)拉深工艺计算 19
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
20
03 项目实施
5
3/23/2020
模具教研组
项目四 拉深工艺及模具设计
6
02 相关知识
(二)圆筒形零件拉深的工艺计算
2. 简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定
图4-4 圆筒形拉深件坯料尺寸计 算图
6
3/23/2020

2019年最新-冷冲压工艺与模具设计经典课件--第4章拉深-PPT课件-精选文档

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4.1 拉深概述
不变薄拉深:
把毛坯拉压成空心体,或者把空心体拉压成外形更小而板厚 没有明显变化的空心体的冲压工序。
变薄拉深是指凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚,把空心 毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件的冲压工序。
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。
拉深件工艺性内容: (1)对拉深件的外形尺寸的要求 ; (2)对拉深件形状要求 : (3)拉深件的圆角半径 ; (4)尺寸公差等级及表面质量的要求 (表4-2,4-3,4-4)。
带台阶拉深件高度尺寸的标注
拉深件的圆角半径
拉深件结构的修改
4.3 旋转体拉深件毛坯尺寸计算
4.3.1 计算方法
拉深件毛坯尺寸确定的原则:
【例4-1】 求无凸缘筒形件的毛坯直径尺寸。
4.3.4 复杂旋转体拉深件毛坯尺寸计算
久里金法则求其表面积:
任何形状的母线绕轴旋转一周所得到的旋转体面积, 等于该母线的长度与其重心绕该轴线旋转所得周长的乘 积。 如右图所示,旋转体表面积为
A2RxL
因拉深前后面积相等,故坯料直径D:
D 2 4
拉深使用设备:单双三动压力机或液压机
拉深 不变薄拉深 变薄拉深
拉深模:拉深工序所使用的模具。
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。
拉深件示例
拉深件示例
不变薄拉深
变薄拉深
4.2 圆筒形拉深件拉深变形过程及 拉深件的工艺性
4.2.1 拉深变形过程 1.毛坯受力分析
本章重点
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。

第4章 拉深

第4章 拉深

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。
和ζ
3max
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。
m1 d1 D m2 d 2 d1 .......... ... mn 1 d n 1 d n 2
拉深变形过程
拉深过程中金属的流动(网格分析)
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)
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。
(1)不用压边圈时
Z=(1.0~1.1)tmax (2)用压边圈时 2次拉深: 第1次 第2次 3次拉深: 第1次 第2次 第3次 1.1t (1.0~1.05)t 1.2t 1.1t (1.0~1.05)t

第四章 拉深工艺与模具设计

第四章 拉深工艺与模具设计

t D

Ky (1
m1 )
以后各次拉深中制件不起皱的条件是: 实践证明:
t di1

K
y
(
1 m1
1)
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
(二)拉裂 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——“危险断面”产生破裂。
为防止拉裂,可以从以下几方面考虑: (1)根据板材成形性能,采用适当的拉深比和压边力; (2)增加凸模表面粗糙度;改善凸缘部分的润滑条件; (3)合理设计模具工作部分形状;选用拉深性能好的材料等。
第四章 拉深工艺与模具设计
拉深变形过程分析
直壁旋转体零件拉深 工艺计算
非直壁旋转体零件拉深 成形方法
盒形件的拉深
拉深工艺设计 拉深模具的类型与结构
其他拉深方法 拉深模工作部分的设计
返回
拉伸:
拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心工 件,或将已制成的开口空心件加工成其它形状空心件的一种冲压加 工方法。拉深也叫拉延。
(二)筒壁传力区的受力分析
1.压边力Q引起的摩擦力:
m

2Q dt
2.材料流过凹模圆角半径产生弯曲变形的阻力
w

1 4

b
rd
t t
/
2
3.材料流过凹模圆角后又被拉直成筒壁的反向弯曲w 力 仍按上式进行计
算,拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算
w
w

1 4

b
rd
t t
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:
r r 一般情况下,除末道拉深工序外,可取 pi = di。 对于末道拉深工序:

冲压工艺编制与模具设计制造项目四 拉深工艺及模具设计.ppt

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2. 拉深过程中的应力与应变 通过分析板料在拉深过程中的应力与应变,将有助于拉深 工作中工艺问题的解决和保证产品质量。在拉深过程中, 材料在不同的部位具有不同的应力状态和应变状态。筒形 件是最简单、最典型的拉深件。图4-8是筒形件在有压边 圈的首次拉深中某一阶段的应力与应变情况。图中: , ——径向的应力与应变; , ——厚度方向的应力与应变; , ——切向的应力与应变。 图4-8 拉深过程中的应力与应变状态 根据应力与应变状态的不同,可将拉深毛坯划分为五个区 域:Ⅰ区为凸缘部分,是拉深工艺的主要变形区;Ⅱ区为 凹模圆角部分,是一个过渡区域;Ⅲ区为筒壁部分,起传 递力的作用;Ⅳ区为凸模圆角部分,也是一个过渡区域; Ⅴ区是筒形件的底部,可认为没有塑性变形。
依据毛坯形状划分拉深工艺:由平板毛坯塑变成带底 的开口空心件的成形方法称之为平板(首道)拉深;由大 口径空心件再塑变成为小口径空心件的成形方法称之为以 后各次拉深。依据壁厚变化划分拉深工艺:拉深后制件的 壁厚与毛坯厚度相比变化不大的拉深工艺称之为不变薄拉 深;拉深后制件的壁厚与毛坯厚度相比明显变薄的拉深工 艺称之为变薄拉深。不变薄拉深工艺在生产上广泛应用, 本项目就其工艺分析与模具设计进行重点阐述。 本项目以图4-3所示的支座零件的拉深模设计为载体, 综合训练学生确定拉深工艺和设计拉深模具的初步能力。 零件名称:支座 生产批量:大批量 材料:10钢 厚度:0.5mm 零件图:如图4-3所示。
1 2 3
(5)经测量获知,底部厚度略有变小(一般忽略不计), 筒壁厚度由底部向口部逐渐增厚,如图4-7所示,说明筒 壁口部变形程度大,转移金属量多。但因为获得拉深件的 厚度平均值与毛坯厚度几乎相等,忽略微小的厚度变化可 近似认为拉深前后小单元的面积不变,即A1=A2,说明拉 深前后毛坯与工件的表面积相等。 此外,由于毛坯各处的变形程度不同,加工硬化程度 也不同,则沿高度方向筒壁各部分的硬度也不同,越到零 件口部硬度越高,如图4-7所示。 综上所述,拉深变形时的变形特点为: (1)位于凸模下面的材料基本不变形,拉深后成为筒底, 变形主要集中在位于凹模表面的平面凸缘区(即D-d的环 形部分),该区是拉深变形的主要变形区。 (2)变形区的变形不均匀,沿切向受压而缩短,沿径向受 拉而伸长,越往口部,压缩和伸长的越多。在口部板工艺分析 1. 拉深变形过程及特点 图4-4是圆筒型件的拉深过程。直径为D、厚度为t的 圆形平板毛坯经过拉深模具的拉深,得到具有内径为d、 高度为h的开口直壁圆筒型件,并且h>(D-d)/2。 那么圆形平板毛坯在模具的作用下到底产生了怎样的 塑性流动而得到开口的空心件?图4-5表明了平板毛坯在 拉深时的材料转移情况。如果不用模具,则只要去掉图 8.3中的三角形阴影部分,再将剩余部分狭条沿直径的圆 D d) 周弯折起来,并加以焊接就可以得到直径为d,高度h (, 2 周边带有焊缝,口部呈波浪的开口筒形件。这说明圆形平 板毛坯在成为筒形件的过程中必须去除“多余材料”。但 圆形平板毛坯在拉深成形过程中并没有去除多余材料,而 拉深获得的工件高度大于了h,工件的壁厚增加了,因此 只能认为三角形阴影部分材料是多余的材料,在模具的作 用下产生了流动,发生了转移。

冲压工艺及模具设计项目四PPT课件

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课题一 拉深变形基础 步骤一:了解拉深成形的定义与种类 步骤二:观察拉深变形过程 步骤三:观察拉深变形的网格划分图,讨论拉深变形特点 步骤四:讨论拉深变形前后料厚变化情况
课题二 拉深毛坯尺寸 步骤一:拉深毛坯尺寸计算原则 步骤二:应用分解法计算圆筒形拉深制件的毛坯尺寸 步骤三:经验公式法计算旋转体拉深件毛坯尺寸 步骤四:非旋转体拉深件毛坯尺寸计算原则
| Page 7
1,0 0.98 0.97
1,3
拉深变形前后料厚变化情况
1.15 1.0 0.95
0.92
1.25
(1)平面凸缘部分(A区)――主 变形区,该部分材料容易因失稳而起 皱。
(2)凸缘圆角部分(B区)——过渡 区,其材料会在径向上发生拉伸变形, 材料有变薄的倾向。
(3)筒壁部分(C区)——传力区, 该部分为已经成形的侧壁,已经结束 了塑性变形。材料产生变薄,且筒壁 上厚下薄。
课题三 拉深制件的工艺性 步骤一:了解材料性能对拉深件工艺性的影响 步骤二:拉深制件结构工艺性的讨论 步骤三:讨论拉深制件常见缺陷 步骤四:认识拉深工艺的辅助工序及其作用
课题四 圆筒形件的拉深工艺 步骤一:认识拉深系数 步骤二:讨论多次拉深时的拉深系数与拉深次数 步骤三:讨论多次拉深时工序尺寸的计算 步骤四:观察有凸缘圆筒形拉深件的多次拉深
(3)形状相似原则:拉深毛坯的形状一般与拉深的截面形状相似, 即零件的横截面是圆形、椭圆形时,其拉深前毛坯展开形状也基本上是圆 形或椭圆形。对于异形件拉深,其毛坯的周边轮廓必须采用光滑曲线连接, 应无急剧的转折和尖角。
(4)切边余量:由于拉深材料厚度有公差,板料具有各向异性,模 具间隙和摩擦阻力的不一致以及毛坯的定位不准确等原因,拉深后零件的 口部将出现凸耳(尤其是多次拉深)。为了得到口部平齐高度一致的拉深件, 通常需要增加拉深后的切边工序,将不平齐的部分切去。

冲压工艺与模具设计第四章

冲压工艺与模具设计第四章

冲压工艺与模具设计第四章
4.4.1 拉深系数
1. 拉深系数的概念 图4.24 多次拉深变形情况 2. 极限拉深系数的主要影响因素 (1) 板料机械性能(2) 板料的相对厚度t/D (3) 模具
结构组成即尺寸(4) 拉深次数(5) 润滑条件(6) 拉深速度 3. 极限拉深系数的确定
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图4.6 硬度和壁厚沿筒壁纵向变化
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4.2 拉深件的质量分析
4.2.1 起皱 4.2.2 拉裂
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冲压工艺与模具设计第四章
4.2.1 起皱
1. 影Байду номын сангаас起皱的主要因素 (1) 板料的相对厚度t/D (2) 拉深系数m 2. 防皱措施 (1) 采用压边圈。 (2) 采用锥形凹模,如图4.10所示。 (3) 采用拉深筋 (4) 采用反拉深
5
8.9~6.6
1.5~1.0 0.84~0.65 1.6~1.32
2.8~2.2 4.3~3.5 6.6~5.1
毛坯相对厚度(t/D)×100
1.0~0.6
0.6~0.3
0.71~0.57 1.36~1.1 2.3~1.8 3.6~2.9 5.2~4.1
0.62~0.5 1.13~0.94 1.9~1.5 2.9~2.4 4.1~3.3
4.4.3 拉深件工序尺寸的计算
无凸缘筒形拉深件相对高度h/d与拉深次数的关系如表 4.13所列
(1) 选取修边余量δ
(2) 计算板料直径D
(3) 计算板料相对厚度
(4) 计算总的拉深系数,并判断能否一次拉深成

冷冲压工艺与模具设计经典课件--第4章.ppt

冷冲压工艺与模具设计经典课件--第4章.ppt
材料为08钢,板料厚度t=1mm。 解:因t=1mm,按板厚中径尺寸计算。
根据零件尺寸,其相对高度为
1.修边余量
查表4-5得修边余量 2.毛坯直径 坯料直径为 代已知条件入上式得D=78mm
坯料相对厚度为 3.确定是否使用压边圈:按表4-1应采用压料圈。
4.确定拉深次数 :先判断能否一次拉出。
零件总的拉深系数m总:m总=d/D=20/78=0.256 查表4-8得m1=0.50~0.53,mn=0.77(四次拉深时) 由于m总=0.256<<m1=0.50~0.53,因此不能一次拉出。
拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积,即
如果m取得过小,会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。 极限拉深系数[m] 从工艺的角度来看,[m]越小越有利于减少工序数。
2.影响极限拉深系数的因素
(1)材料的组织与力学性能 (2)板料的相对厚度
[m]
(3)拉深工作条件 ①模具的几何参数 ②摩擦润滑 ③压料圈的压料力
4.1 拉深概述
不变薄拉深:
把毛坯拉压成空心体,或者把空心体拉压成外形更小而板厚 没有明显变化的空心体的冲压工序。
变薄拉深是指凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚,把空心 毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件的冲压工序。
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。
毛坯尺寸的计算必须将加上了修边余量后的制件尺寸作 为计算的依据。
表4-5为无凸缘圆筒件的修边余量;
表4-6为带凸缘圆筒件的修边余量。
4.3.3 简单旋转体拉深件毛坯尺寸计算
1.将拉深件划分为若干个简单的几何体; 2.分别求出各简单几何体的表面积; 3.把各简单几何体面积相加即为零件总面积; 4.根据表面积相等原则,求出坯料直径。
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冲压工艺与模具设计
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4.2.3 拉深件质量分析 1. 凸缘起皱 2. 筒壁拉裂
第4章 拉深工艺与模具设计
起皱与拉裂是拉深过程中的两大障碍,是拉深时的主要质量 问题; 在一般情况下,起皱的问题可以通过使用压边圈等方法加以 解决,但拉裂的问题就要复杂得多; 实际生产中,拉裂是拉深中的主要破坏形式。。
第4章 拉深工艺与模具设计
(1)平面凸缘部分 (2)凹模圆角区 (3)筒壁部分
(4)凸模圆角部分
(5)圆筒底部分
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第4章 拉深工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
动画2 冲压工艺与模具设计
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冲压工艺与模具设计
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影响起皱的因素: (1)切向压应力的大小
第4章 拉深工艺与模具设计
拉深时σ3的值决定于变形程度,变形程度越大,需要转移的剩 余材料越多,则ζ 3越大,就越容易起皱。 (2)凸缘变形区板料本身抵抗失稳的能力 凸缘变形区的相对厚度 t Dt d 0 或t Rt r0 越大,即凸缘变 形区较小较厚,抗失稳能力强,稳定性好,不易起皱。 材料的弹性模量越大,硬化程度越大,抵抗失稳的能力越强。 凸缘起皱最强烈的时刻出现在 Rt (0.7 ~ 0.9) R0 时。 防止凸缘起皱的措施 生产中通常采用压边圈。。 冲压工艺与模具设计
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4.2 拉深变形特点
4.2.1 4.2.2 4.2.3 拉深变形过程 拉深过程中的应力应变状态 拉深件质量分析
第4章 拉深工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
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4.2.1 拉深变形过程 平板圆形坯料拉深成为圆筒形件的变形过程如图。 拉深过程中金属的变形,可通过网格试验加以分析。
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动画7
第4章 拉深工艺与模具设计
图4-2 有压边圈 的首次拉深模 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
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第4章 拉深工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
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第4章 ห้องสมุดไป่ตู้深工艺与模具设计
7.双动压力机上的拉深模 图4-2 有压边圈 的首次拉深模 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
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4.1 拉深加工概述 4.2 拉深变形特点 4.3 拉深工艺计算
第4章 拉深工艺与模具设计
4.4 拉深模典型结构
4.5 拉深件的工艺性
4.6 拉深模工作部分结构尺寸
4.7 拉深中的辅助工序
4.8 拉深模设计实例
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第4章 拉深工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
自筒壁上取下网格中的一个小单元 体来看,假如忽略厚度变化,则前后小 单元体的面积不变,即A1=A2。 扇形小单元体的变形是切向受压缩, 相邻单元体之间产生压应力σ3; 径向受拉伸,相邻单元体之间产生 了拉应力σ1。 冲压工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
先设计拉深模,待毛坯形状 尺寸确定后再设计落料模。
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在变形区的内边缘(即 R r0 处): 径向拉应力最大,其值为: 1 max 1.1 ln 而 3 最小,为
Rt 3 1.1 1 ln( ) r0
Rt r0
第4章 拉深工艺与模具设计
在变形区外边缘处(即 R Rt 处): 切向压应力最大,其值为: 3 而拉应力ζ 1最小为零。
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1. 凸缘起皱
第4章 拉深工艺与模具设计
拉深过程中,凸缘变形区的材料在切向压应力的作用下, 可能会失去稳定性,而在凸缘的整个周围产生波浪形的连续弯曲, 这就是拉深时的起皱现象。如图 起皱的不利影响: ①拱起的皱褶很难通过凸、凹模间隙拉入凹模; ②皱折留在工件的侧壁上; ③起皱后的材料与模具间摩擦加剧,降低模具寿命。
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第4章 拉深工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
m1 d1 D m1 d1 D m2 d 2 d1 m2 d 2 d1 .......... ... .......... ... mn 1 d n 1 d n 2 mn 1 d n 1 d n 2 mn d n d n 1 mn d n d n 1
第4章 拉深工艺与模具设计
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(2)凹模圆角区 过渡区 凸缘与筒壁的过渡区 厚度方向受到凹模圆角的弯 曲作用,产生压应力σ2;材料厚度 变薄,产生压应变ε 2。 当凹模圆角半径过小时,就会 出现弯曲开裂。。
第4章 拉深工艺与模具设计
(3)筒壁部分 传力区 它将凸模的作用力传递给凸缘变形区。 筒壁部分是凸缘部分材料经塑性变形后 形成的。 只承受单向拉应力ζ 1,发生少量的纵向伸长和厚度减薄。。 冲压工艺与模具设计
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第4章 拉深工艺与模具设计
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2. 筒壁拉裂

第4章 拉深工艺与模具设计
筒壁传力区所受的拉应力 p 除了变 形区所需要的变形力ζ 1外,还需要克服其 他一些附加阻力: (1)压边力引起的摩擦阻力 (2)材料流过凹、凸模圆角时的摩擦阻力 (3)材料流过凹、凸模圆角表面产生的弯 曲变形的阻力等。 (4)筒壁与凹模的摩擦力等。 不发生拉裂必须满足的强度条件: p [ b ] 当不满足该条件时,拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处— —危险断面产生破裂。如图
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(1).平面凸缘部分 主要变形区
第4章 拉深工艺与模具设计
凸缘变形区材料径向拉应力ζ 1和 切向压应力ζ 3的分布规律.
1 1.1 ln
Rt R
Rt 3 1.1 1 ln R

当拉深进行到某瞬时,凸缘变形区 的外径为Rt时,由上述两式可得到ζ 1 和ζ 3的分布规律曲线如图。
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为了防止筒壁拉裂
第4章 拉深工艺与模具设计
一方面要通过改善材料的力学性能,提高筒壁抗拉强度;
p [ b ]
另一方面要通过一些措施来降低筒壁传力区的拉应力,如正 确制定拉深工艺和设计模具、合理确定拉深变形程度、凹模圆角 半径、改善润滑条件等。。
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(4)凸模圆角部分 过渡区 筒壁和圆筒底部的过渡区。 该部分的变薄现象严重得多。
第4章 拉深工艺与模具设计
(5)圆筒底部分 小变形区 这部分材料在一开始就被拉入凹模内。 受到两向拉应力σ1、σ2,拉应变为ε 1 、 ε 3,和厚度方向的压应变ε 2。
由于凸模摩擦力的制约,筒底的应力与应变都不大,材料 变薄很小,可忽略不计。 。
max
1.1
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凸缘外边向内边σ1由低到高变化,σ3则由 高到低变化,在凸缘中 R 0.61Rt点处 有 1 3 。 用R所作出的圆将凸缘变形区分成两部分: 在R>Rt(即凸缘外围)处,板厚略有增 厚。 在R<Rt(即凸缘内环)处,板厚略有减 薄。。 在凸缘中 R 0.61Rt 为厚度变化的分 界点。 冲压工艺与模具设计
4.1 拉深加工概述
1.拉深的基本概念(又称拉伸、拉延、压延、引伸等)
第4章 拉深工艺与模具设计
拉深是利用拉深模在压力机的作用下,将平板坯料或空心件 制成开口空心零件的加工方法。如图
拉深是冷冲压的基本成形工序之一.
2.典型的拉深件
用拉深方法可以加工旋转体零件、盒形零件及其他形状复杂 的薄壁零件。如图 拉深件广泛应用于汽车、电子、仪表、航空航天等工业部门 和日常生活用品中。 冲压工艺与模具设计
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4.2.2 拉深过程中的应力应变状态
第4章 拉深工艺与模具设计
拉深后得到的工件,厚度和硬度沿底部向口部是不同的(如图) 。 说明在拉深变形中坯料的变形极不均匀,坯料各部分的应力应变 状态是不一样的。 现以带压边圈的直壁圆筒形件的首次拉深为例,说明在拉深过 程中某一瞬时毛坯变形和应力情况(如图) (1).平面凸缘部分 (2).凹模圆角区 (3).筒壁部分 (4).凸模圆角部分 (5).圆筒底部分 冲压工艺与模具设计 主要变形区 过渡区 传力区 过渡区 小变形区
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