拉伸工艺及拉伸模具设计概论
C7拉伸工艺设计
拉伸工艺设计
32
第7章 拉伸工艺设计
➢拉伸模具工作部分设计—结构形式
1 带圆角的凸模和凹模(F7.49a),通常用于小制件
(d≤100mm)的拉伸。
2 带斜角的凸模和凹模(F7.49b),通常用于大制件
➢拉伸变形分析
• 通常采用网格法研
究。
• 扇形A1被拉伸成了
矩形A2,沿半径方 向被拉长、而在切 向方向则被压缩 。
拉伸工艺设计
5
第7章 拉伸工艺设计
➢拉伸时材料的流动
• 筒形件侧壁增加的高
度可以看成是三角形 区域内材料转移的结 果。
拉伸工艺设计
6
第7章 拉伸工艺设计
➢拉伸变形规律
5个区域
• 平面凸缘区 • 凸缘圆角区 • 圆筒筒壁区 • 底部圆角区 • 圆筒平底区
➢拉深有变薄拉深和不变薄拉深两种。变薄拉
深就是拉深后制件壁厚与毛坯壁厚有明显的 变薄。本章只讨论不变薄拉深。
拉伸工艺设计
3
第7章 拉伸工艺设计
➢拉伸模具特点
• 拉伸模具主要由凸模、
凹模、压边圈组成。
• 凸模/凹模工作部分与
冲裁模显然不同,它们 没有锋利的刃口,而有 一定半径的圆角。
拉伸工艺设计
4
第7章 拉伸工艺设计
可按下表处理。
表7-16 采用或不采用压边装置的条件
用压边圈 不用压边圈
首次拉伸
100t/D <1.5 >2.0
m1 <0.6 >0.6
后次拉伸
100t/Di-1 <1 >1.5
mi <0.8 >0.8
第二章第5节冲压模具设计——拉伸模方案
5.3.2 复杂旋转体拉伸件坯料尺寸的确定
相似原则
1.解析法 若拉伸件可由若干个简单几何形状组成,
则先分别求出各部分的表面积F,再相加得出 拉伸件的总面积∑F,最后按下式计算毛坯直 径。
D 4 F 1.13 F
5.3.2 复杂旋转体拉伸件坯料尺寸的确定
5.2.2 拉伸件圆角半径的要求
1.凸缘圆角半径rdΦ 凸缘圆角半径rdΦ :指壁与凸缘的转角半径。
要求:
12))r当dΦr>dΦ 2<t0.5m一m时般,取应:增rd加Φ =整(形4工8序)。t
pg
pg
py
ห้องสมุดไป่ตู้ 2.底部圆角半径rpg 底部圆角半径rpg:指壁与底面的转角半径。
要求:
1)rpg≥t,一般取:rpg≥(35)t 2)rpg<t,增加整形工序,每整形一次,rpg
m总——需多次拉伸成形制件的总拉伸系数。
注意:拉伸系数系愈小,表示拉伸变形程度愈大。
极限拉伸系数:指当拉伸系数减小至使拉伸件起 皱、断裂或严重变薄超差时的临界拉伸系数。
5.4.2 圆筒形拉伸件拉伸次数及工序尺寸计算
1.拉伸次数
当md=d/D>m极限时,可以一次拉伸,否则需多 次拉伸。
1)推算法:根据极限拉伸系数和毛坯直径,从第 一道拉伸工序开始逐步向后推算各工序的直径,
教学要求: 能够利用等面积法,计算圆筒形
拉伸件的毛坯尺寸;能够查表确定 常见的旋转体拉伸件的毛坯尺寸。
5.3.1 简单旋转体拉伸件坯料尺寸的确定
计算原则:按等面积(即拉伸前后材料面积 不变)原则进行计算,再加上修边余量。
数学计算法: 1)将制件分成若干简单几何形状(包括修边余
半球形零件拉伸工艺分析及模具设计
摘要: 分析了半球形零件的拉伸工艺性, 设计了 1 副采用锥形凹模及锥形压边圈的拉伸成形模, 并简述 了锥形凹模及锥形压边圈的优点。 关键词: 拉伸系数; 拉伸成形模; 锥形凹模; 锥形压边圈 中图分类号: TG385 . 2 文献标识码: B 文章编号: ( 1001 - 2168 2005) - 0020 - 02 10
================================================== 料时, 凸凹模 15 与落料凹模 5 开始落料。 落料后, 凸 伸过程中保持不变,压边效果好,具有广泛的适用 模 1 与凸凹模 15 开始拉伸, 弹簧 9、 、 及橡胶 4 13 19 被压缩。拉伸完成后, 上模上行, 弹簧 9 的张力作用 于卸料板 8 上 将材 料托起,弹 簧 13 通 过 出 件器 14 将拉伸件顶出凸凹模 15。 3 结束语 该模具的压边机构结构紧凑,压边力零件
2
拉伸工艺分析 因为球形(半球形)零件的拉伸系数是个常数,
在拉伸过程中, 坯料的相对厚度 t / D × 100) ( 对拉伸 质量起着决定性作用,因此根据不同的材料相对厚 度, 在拉伸时可采用下列方法: ( 1) t / D × 100 > 3 时, 当 拉伸半球形零件可不用 压边圈。
1
引
言
图 1 所示为一带直边的半球形零件,材料为 料厚 1mm, 成形后要求零件表面无起皱、 无变 LY12, 形。传统的工艺路线为落料、 拉伸、 切边, 其中落料 和切边较简单,关键的成形工艺是拉伸。当拉伸球 形 (半球形)零件时, 拉伸系数是个常数, 即在任何 直径下都是 m = 0 . 71,虽然拉伸系数比筒形零件大 得多,但在拉伸球形零件时仍然困难很多,这主要 是由于在拉伸过程中,大部分坯料没有被压住,易 形成凸起和皱纹。另外凸模的压力都集中到坯料的 中部, 也易引起材料的局部变薄。
拉伸模具设计说明书
拉伸模具设计说明书拉伸模具设计说明书一、设计目的拉伸模具的设计目的是为了实现对工件材料的拉伸变形,以满足特定的产品要求。
本文旨在详细说明拉伸模具的设计要求、工艺流程以及结构参数。
二、设计要求1:材料选择:根据工件要求和生产实际情况,选择适合的模具材料,确保模具的强度和寿命。
2:模具结构:设计合理的模具结构,确保工件能够被准确地拉伸,并且模具能够承受拉伸力的作用。
3:轴向移动机构:设计高精度的轴向移动机构,用于控制拉伸过程中的拉伸速度和拉伸长度。
4:润滑系统:设计有效的润滑系统,确保模具和工件之间的摩擦最小化,提高模具的使用寿命。
5:控制系统:设计可靠的控制系统,实现对拉伸过程的精确控制。
三、工艺流程1:拉伸前的准备工作:a:检查模具和设备的状况,确保工艺流程的正常进行。
b:准备工件材料,并对其进行必要的加工和处理。
2:模具调试与预热:a:安装模具并进行必要的调试,确保模具的良好运行。
b:进行模具的预热,以提高模具的工作效率和寿命。
3:拉伸工艺参数设置:a:根据工件要求和模具性能,合理设置拉伸参数,如拉伸速度、拉伸力等。
b:进行预拉伸工艺试验,以确定最佳的拉伸参数。
4:模具使用与维护:a:进行拉伸生产操作,并根据工件质量情况对拉伸参数进行调整。
b:定期对模具进行维护,包括清洁、润滑、修复等工作,确保模具的正常运行。
四、结构参数1:模具整体尺寸:根据工件尺寸和模具的制造工艺要求,确定模具的整体尺寸。
2:模具材料:根据工件要求和生产实际情况,选择合适的模具材料,如工具钢等。
3:模具结构设计:根据拉伸工艺和工件形状,设计合理的模具结构,包括拉伸口、拉杆等。
4:轴向移动机构参数:根据拉伸要求,确定轴向移动机构的参数,包括拉伸速度、拉伸长度等。
5:润滑系统参数:根据摩擦特性和润滑要求,确定润滑系统的参数,包括润滑剂的类型和用量等。
6:控制系统参数:根据工艺要求,确定控制系统的参数,包括拉伸力的控制范围、精度等。
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。
拉伸工艺及拉伸模具设计
拉伸工艺及拉伸模具设计1. 引言拉伸工艺及拉伸模具设计是金属加工中重要的工艺之一。
通过拉伸工艺,可以使金属材料在不改变其截面积的情况下,有效地改变其形状和尺寸。
而拉伸模具设计则是为了实现拉伸工艺的顺利进行,确保拉伸过程中材料的变形满足预期要求。
本文将介绍拉伸工艺的基本原理和步骤,以及拉伸模具设计的关键考虑因素和设计要点。
2. 拉伸工艺的基本原理和步骤拉伸工艺是通过对金属材料施加拉力,使其发生塑性变形的过程。
其基本原理是利用材料的延伸性,使其在一定条件下引入应力并改变形状。
拉伸工艺的基本步骤如下:2.1 材料准备在进行拉伸工艺之前,需要对材料进行准备。
首先是材料的选择,根据工件的要求选择适合的金属材料。
其次是材料的加工准备,包括切割和清洁等步骤,以确保材料表面的平整和无杂质。
2.2 模具设计拉伸工艺需要使用专门设计的模具,以便在施加拉力时能够确保材料的形状和尺寸得到准确控制。
模具设计需要考虑多个因素,包括工件的形状和尺寸、材料的性质以及拉伸过程中的应力情况等。
2.3 拉伸过程拉伸过程中,首先将材料放置于模具中,并施加拉力。
拉力的大小和方向将影响材料的延展性和变形形式。
通过对拉力的控制,可以控制材料的形状和尺寸变化。
2.4 热处理在拉伸过程完成后,有时需要对材料进行热处理,以消除拉伸过程中产生的应力和改善材料的性能。
常见的热处理方法包括退火、淬火和回火等。
3. 拉伸模具设计的关键考虑因素拉伸模具设计的关键考虑因素包括以下几点:3.1 工件形状和尺寸拉伸模具的设计应根据工件的形状和尺寸,确保拉伸过程中工件的形变满足要求。
对于复杂形状的工件,可能需要设计多级模具,以实现更精确的形变控制。
3.2 材料的特性不同材料的特性会对拉伸模具的设计产生影响。
例如,材料的延展性和硬度将决定模具设计中的一些参数,如模具的角度和半径。
了解材料的特性是设计拉伸模具的重要基础。
3.3 拉力和应力分布拉力和应力分布对模具的设计也有重要影响。
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 。
易拉罐拉伸模具知识点总结
易拉罐拉伸模具知识点总结1.拉伸成形工艺拉伸成形是一种加工过程,它通过拉伸金属材料来改变其形状和尺寸。
在易拉罐生产中,拉伸成形是用来将铝板拉伸成为易拉罐的形状和尺寸。
拉伸成形工艺包括拉伸压力、拉伸速度和拉伸温度等多个因素,这些因素都会影响最终拉伸成形的质量。
2.拉伸模具设计拉伸模具是用来将金属材料拉伸成指定形状的工具。
在易拉罐生产中,拉伸模具的设计是至关重要的。
拉伸模具设计需要考虑到材料的拉伸性质、尺寸的精确度、材料的流动性等因素。
同时,还需要考虑模具的制造工艺和使用寿命等因素。
3.材料选型在选择易拉罐拉伸模具材料时,需要考虑到材料的热膨胀系数、硬度、耐磨性、导热性等性质。
常用的材料包括工具钢、热作模具钢、硬质合金等。
不同的材料有不同的性能特点,需要根据实际情况进行选择。
4.模具加工工艺在模具加工工艺中,需要考虑到模具的表面光洁度、尺寸精度、耐磨性和耐蚀性等问题。
常见的模具加工工艺包括铣削、车削、电火花加工、磨削等。
这些加工工艺会影响到最终模具的质量和使用寿命。
5.模具涂层技术模具常常会在表面进行涂层处理,以提高其耐磨性、耐蚀性和抗粘性。
常见的模具涂层技术包括阳极氧化、喷涂涂层、电镀涂层等。
这些涂层技术能够有效提高模具的使用寿命和加工效率。
6.模具装配和调试在模具装配和调试过程中,需要对模具的各个部件进行合理的安装和调整。
这其中包括模具的上模和下模的安装、模具的导向装置的调整、模具的开合行程的调试等。
只有进行了合理的装配和调试,模具才能正常运行并保持高质量的生产。
7.模具使用与维护模具使用过程中,需要定期进行维护保养工作,以确保模具的质量和使用寿命。
模具使用与维护工作包括模具清洁、润滑、损坏检查、加工质量检测等。
只有经过适当的维护,模具才能保持良好的工作状态。
8.模具制造技术发展趋势随着科技的发展,模具制造技术也在不断地发展和改进。
在易拉罐拉伸模具的制造中,目前已经出现了许多新的制造技术,如激光熔覆技术、数控加工技术、3D打印技术等。
筒形件拉伸模具设计
筒形件拉伸模具设计筒形件拉伸模具设计概述筒形件是一种较为常见的零件,广泛应用于各种机械和设备中。
在生产过程中,对筒形件进行拉伸成型是一种常见的加工方式,此时需要使用拉伸模具。
本文将针对筒形件拉伸模具的设计进行探讨。
筒形件拉伸模具筒形件拉伸模具是用于筒形件拉伸成型的一种模具,它包括模具本体、拉伸钩、拉伸板和压板等部件。
在模具加工过程中,需要根据筒形件的材质、尺寸、形状和加工要求等因素进行合理设计,具体设计方案的制定包括以下几个步骤。
第一步:材料选用在筒形件拉伸模具的设计中,材料的选用是至关重要的。
模具材料需要具备以下特点:1、高强度和硬度,能够承受较大的拉伸力和压力;2、良好的耐磨性,能够长时间使用而不损坏;3、优异的热稳定性,能够承受高温热变形而不变形。
根据以上要求,常用的模具材料有合金钢、铸钢、耐热合金等。
其中合金钢是拉伸模具最常用的材料之一,具有较高的强度和硬度,适用于大多数筒形件的拉伸加工。
第二步:结构设计筒形件拉伸模具的结构设计需要考虑以下几个因素。
1、拉伸钩的形状拉伸钩是进行拉伸成型的关键部件,其长度、形状和弯曲程度等参数都需要根据筒形件的形状和加工要求确定。
通常情况下,拉伸钩的长度需要比筒形件的高度略长,而弯曲程度需要根据筒形件的圆弧度和要求进行调整。
2、拉伸板的形状拉伸板是支撑筒形件进行拉伸的关键部件,其长度、宽度和厚度等参数需要根据筒形件的尺寸和形状进行调整。
通常情况下,拉伸板的厚度需要与筒形件的壁厚相对应,而宽度和长度需要根据筒形件的外形尺寸进行调整,保证其能够完全覆盖筒形件的表面。
3、压板的设计为了保证筒形件在拉伸成型过程中不发生位移和变形,需要在拉伸钩和拉伸板之间加一个压板,使得筒形件在拉伸成型时能够处于稳定的状态下进行加工。
压板的长度、宽度和厚度都需要根据筒形件的尺寸进行调整,保证其能够完全覆盖筒形件的表面,并且能够达到一定的压力和稳定性。
第三步:加工工艺筒形件拉伸模具的加工工艺需要考虑以下几个因素。
拉伸工艺与拉伸模具设计概述
4.1 拉深变形过程的分析
4.1.1板料拉深变形过程及其特点 (如图4.1.1)
在毛坯上画作出距离为a的等距离的同心圆与相同弧度b 辐射线组成的网格(如图4.1.2) ,然后将带有网格的毛坯进行 拉深。
在拉深过程中,毛坯受凸模拉深力的作用,在凸缘毛坯的
径向产生拉伸应力 3,切向产生压缩应力 1 。在它们的共同
2.宽凸缘圆筒件拉深工艺计算要点 (1)毛坯尺寸计算 毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行,参考无圆凸缘筒形
零件毛坯的计算方法计算。 (2)判别能否一次拉成 这只需比较工件实际所需的总拉深系数和 h / d 与凸缘件第
一次拉深的极限拉深系数和极限拉深相对高度即可 (3)半成品尺寸计算 宽凸缘件的拉深次数仍可用推算法求出。 根据表中的拉深系数值进行计算,即第n次拉深后的直径为:
1.拉深的基本概念 拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种
开口的空心件,或将已制成的开口空心件加工成其他形状 空心件的一种冲压加工方法。(如图4.0.1)
2.典型的拉深件(如图4.0.2)
3.拉深模具的特点 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。
曲力仍按式上式进行计算:
'W
W
1 4
b
rd
t t
2
拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算,即:
''W
1 4
b
rp
t t
2
(4)材料流过凹模圆角时的摩擦阻力 通讨凸模圆角处危险断面传递的径向拉应力即为:
p
1max
M
2 w
'' w
eμα
p
拉伸模具设计ppt
05
总结与展望
总结
01
拉伸模具设计的基本原则
本部分将详细介绍拉伸模具设计的原则,包括材料选择、结构设计、
制造工艺等方面的基本原则。
02
拉伸模具设计的基本流程
本部分将详细介绍拉伸模具设计的流程,包括前期准备、设计、制造
、调试等阶段的详细介绍。
03
拉伸模具设计的实例分析
本部分将通过实际案例的分析,详细介绍拉伸模具设计的具体应用和
对制造完成的模具进行调试,根据调试结果 对模具进行优化,提高模具的使用寿命和成 型质量。
拉伸模具设计规具的 规格和尺寸。
结构设计
根据产品的形状和结构特点,设计合理的 模具结构,确保拉伸成型工艺的可行性。
材料选择
根据产品的材料和成型工艺要求,选择合 适的模具材料。
下一步工作计划与建议
加强基础研究
01
建议加强基础研究,包括对新材料、新工艺的研究,以提高拉
伸模具设计的水平。
推广应用
02
建议推广拉伸模具设计的实际应用,特别是在汽车、航空航天
、电子等领域的应用。
加强企业合作
03
建议加强与企业的合作,共同研发新的拉伸模具设计技术和应
用。
THANK YOU.
拉伸模具特点
拉伸模具具有高精度、高强度、高耐磨性等特点,同时要求 具备良好的冷却和润滑性能,以确保生产出符合要求的零件 。
拉伸模具设计的意义与重要性
意义
拉伸模具设计是实现金属制品生产的关键环节之一,它决定了零件的形状、 尺寸、精度和表面质量等关键参数,直接影响到产品的性能和质量。
重要性
随着市场竞争的加剧和消费者对产品质量的要求不断提高,拉伸模具设计的 重要性日益凸显。通过优化设计,可以提高生产效率、降低成本、缩短交货 周期,同时提高产品质量和稳定性,增强企业的市场竞争力。
拉伸工艺与拉伸模具设计概述
拉伸工艺与拉伸模具设计概述1. 拉伸工艺概述拉伸工艺是一种常用的金属成形方法,通常用于将金属板材或管材拉伸成所需形状的工艺过程。
通过拉伸过程,可以改变材料的厚度、长度和形状,同时提高材料的强度和硬度。
拉伸工艺广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑等领域。
拉伸工艺主要包括以下几个步骤: 1. 加热和预处理:将金属材料加热到合适的温度,以增加其可塑性。
同时,对金属表面进行清洁和涂覆,以减少摩擦和氧化。
2. 板材或管材的切割:将金属材料按照所需的尺寸进行切割。
3. 模具设计和制造:设计和制造适合拉伸工艺的模具。
4. 安装模具:将模具安装到拉伸机上。
5. 拉伸过程:通过拉伸机的动力,使金属材料在模具中受力,发生塑性变形。
6. 冷却和处理:将拉伸后的零件进行冷却和处理,以消除应力和改善材料的性能。
7.完工和检验:对拉伸后的零件进行加工和检验,确保其满足设计要求。
拉伸工艺的优点包括高效、节能、成本低等。
然而,设计一个合适的拉伸工艺需要考虑材料的性质、形状的复杂性、模具的精度和可维护性等因素,并进行详细的分析和计算。
2. 拉伸模具设计概述拉伸模具是实现拉伸工艺的核心组成部分,影响着拉伸过程中材料的变形、变形速度、材料的应力分布等关键因素。
因此,合理的拉伸模具设计对于提高产品质量、减少生产成本至关重要。
拉伸模具设计应考虑以下几个方面: 1. 材料选择:拉伸模具通常由工具钢或硬质合金制造,具有较高的耐磨性、硬度和强度。
根据材料的特性选择合适的模具材料。
2. 模具结构设计:模具的结构设计应考虑到产品的形状和尺寸,以及拉伸工艺的要求。
一般情况下,模具设计包括上模、下模、导向装置、顶针、顶杆等部分的设计。
3. 模具表面处理:模具表面的处理对于减少摩擦、延长模具使用寿命具有重要作用。
常用的处理方法包括高温气体氮化、表面涂层和喷涂涂料等。
4. 模具结构强度计算:通过强度计算分析,确定模具的结构是否满足工艺要求,以及拉伸过程中是否会出现较大的应力和变形。
半球形件拉伸成形工艺分析及模具设计
图5 球形拉伸模结构图(顶杆顶出零件时的状态)
4 模具试制 在模具调试阶段,顶杆7的顶出距离可以根据拉伸零件的成形调试结果确定,在保证不胀破的情况下,
尽可能地缩短顶杆7的长度,以使加强筋能够从分发挥作用,成形后的零件表面更为光滑,无皱。 5 结束语
利用拉伸冲切模具成形出来的零件还是半成品,需增加1副整形模具来保证零件的最后形状与尺寸, 模具结构如图6所示,凸凹模刃口尺寸与零件的内外尺寸相符,间隙取(0.95-1)t。
3 模具结构及其工作过程 模具结构如图3所示,模具由模柄1、上模2、固定板3、手柄4、上模5、销轴6、模芯7、支架
8、下模9、下模板10组成。其工作过程为:将第三道工序折弯好的灯饰横梁毛坯放到下模上,提起手 柄使模芯压住横梁毛坯,上模随冲床滑块下行,上模首先接触到横梁毛坯,横梁毛坯由于有模芯压住而不 会错位,冲床滑块下行到下死点即压扁成形。冲床滑块上行,此时将手柄下压,成型好的横梁即可离开冲 压区7 25.2
1
Φ14.5 Φ15.7
0.6
图1 灯饰横梁
2 零件工艺分析 图2为灯饰横梁工艺图,四道工序即可完成该零件的制造,第一道工序为拉伸,第二道工序为第一次
切边,第三道工序为折弯,第四道工序为压形整形,前三道工序较为简单,在此不作介绍,本文重点介绍 第四道工序的压形整形模。
根据以上的分析,设计了1副拉伸切边模具结构,见图2所示,解决了上述问题,并重新制定了拉伸 工艺路线,即:拉伸与切边和整形两道工序。不仅简化了工序,而且成形后的零件光滑无起皱,无变形。 满足产品的技术要求。
1
48
SR100
图1 半球形零件图
2 模具结构特点 拉伸冲切模结构如图2所示,拉伸切边模具结构设置了加强筋来增强材料的稳定性,同时又通过设计了
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由上式把影响拉深力的因素,如拉深变形程度,材 料性能,零件尺寸,凸、凹模圆角半径,压边力,润滑 条件等都反映了出来,有利于研究改善拉深工艺。
拉深力可由下式求出: F dt p sin
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
(2)拉深过程中的 1 max和 | 3 | max变化规律
1max和
3
是当毛坯凸缘半径变化到
max
Rt
时,在
凹模洞口的最大拉应力和凸缘最外边的最大压应力。
2.筒壁传力区的受力分析
(1)压边力 引起的摩擦力
FQ 该摩擦应力为:
M
2uFQ
dt
《冲冲 压压工工艺艺与与模模具具设设计计助学》课件
因为 3 3 取sind 2 d 2 并略去高阶无穷小,得:
Rd1 (1 3 )dR 0
塑性变形时需满足的塑性方程为 :
1 3 m
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
由上述两式,并考虑边界条件(当 R Rt 时,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:
2.典型的拉深件(如图4.0.2)
3.拉深模具的特点 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。
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.1.2拉深过程中变形毛坯各部分的应力与应变状态
1.1m ln Rt R 1.1m1 ln Rt R
化简得: ln Rt R 1 2
即: R 0.61Rt
即交点在 R 0.61Rt 处。用R所作出 的圆将凸缘变形区分成两部分,由此圆 向凹模洞口方向的部分拉应力占优势 ( 1 3 ),变。 《冲冲 压压工工艺艺与与模模具具设设计计助学》课件
在拉深后我们发现如图4.1.2:工件底部的网格变化很 小,而侧壁上的网格变化很大,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。
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
(2)材料流过凹模圆角半径产生弯曲变形的阻力 可 根据弯曲时内力和外力所作功相等的条件按下式计算:
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
曲力仍按式上式进行计算:
'W
W
1 4
b
rd
t t
2
拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算,即:
''W
第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
拉深概述 4.1 拉深变形过程的分析 4.2 直壁旋转体零件拉深工艺的设计 4.3 非直壁旋转体零件拉深成形的特点 4.4 盒形件的拉深 4.5 拉深工艺设计 4.6 拉深模具设计 4.7 其他拉深方法
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计 1.拉深的基本概念 拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种 开口的空心件,或将已制成的开口空心件加工成其他形状 空心件的一种冲压加工方法。(如图4.0.1)
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
4.1.3 拉深变形过程的力学分析
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
1 d1 R dRdt 1Rdt 2 3 dR sin d 2 t 0
1 4
b
rp
t t
2
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(4)材料流过凹模圆角时的摩擦阻力 通讨凸模圆角处危险断面传递的径向拉应力即为:
p
1max M
2w
'' w
eμα
p
1.1 m
ln
Rt r
2FQ dt
b
t 2rd t
b
t 2rd 2t
eμα
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4.1 拉深变形过程的分析
4.1.1板料拉深变形过程及其特点 (如图4.1.1)
在毛坯上画作出距离为a的等距离的同心圆与相同弧度b 辐射线组成的网格(如图4.1.2) ,然后将带有网格的毛坯进行 拉深。
在拉深过程中,毛坯受凸模拉深力的作用,在凸缘毛坯的
径向产生拉伸应力 3,切向产生压缩应力 1 。在它们的共同
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
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
图 4.1.5 拉深中毛坯的应力应变情况
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作用下,凸缘变形区材料发生了塑性变形,并不断被拉入凹模 内形成筒形拉深件。
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
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 r 处)径向拉应力最大,其值
为:
1m ax
1.1 m
ln
Rt r
在变形区外边缘处压应力最大,其值为:
3 max 1.1m
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第4章 拉深工艺及拉深模具的设计
凸缘外边向内边 1 由低到高变化, 3 则由高到低变化,在凸缘中间必有一交 点存在(如右图所示),在此点处有1 3 所以: