4 12圆筒形件拉深变形分析【精选】

第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
三、拉深件的起皱与拉裂
拉深过程中的质量问题：
主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。
凸缘区起皱：由于切向压应力引起板料失稳弯曲而拱起； 传力区拉裂：由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
第一节 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 不变薄拉深
变薄拉深
拉深模： 拉深所使用的模具。
拉深模特点：结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较
第四章 拉深工艺与拉深模设计
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
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１-模柄 ２
拉
-上模座 ３-
深
凸模固定板 ４-
模
弹簧 ５-压
结
边圈 ６-定位 板 ７-凹模 ８-下模座 ９
构 图
-卸料螺钉 10-
凸模
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
三、拉深件的起皱与拉裂（续）
1.凸缘变形区的起皱
主要决定于：
一方面是切向压应力σ 3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。
最易起皱的位置：凸缘边缘区域 起皱最强烈的时刻： 在凸缘宽度缩小到原来的一半左右。 防止起皱：采用压边圈
第四章 拉深工艺与拉深模设计
复习第三章的内容
1.弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素。 2．影响回弹的因素与减少回弹的措施。 3.弯曲工艺计算方法。 4.弯曲模典型结构及特点，弯曲模工作零件设计方法。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
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。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
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。
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
2.筒壁的拉裂
最易拉裂的位置：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 相切处的危险断面产生破裂。
最易拉裂的时刻：当Rt=（0.7~0.9）R0时，1max 达到最大值 [(1max)max]
防止拉裂：
一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉强度； 另一方面通过正确制定拉深工艺和设计模具，降低筒壁所 受拉应力。
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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第二节 圆筒形件拉深变形分析
一、拉深变形过程
圆筒形件是最典型的拉深件。 （一）拉深成形时板料的受力分析
（二）拉深变形过程及特点
1．变形现象 折弯成形 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。 变形区——凸缘； 已变形区——筒壁； 不变形区——底部。 底部和筒壁为传力区。
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第四章 拉深工艺与拉深模设计
圆
筒
形
件 拉
r —凹模洞口直径
深 时 的
RT—拉深中某时刻的 凸缘半径
应 力
R0—毛坯半径
分
布
第四章 拉深工艺与拉深模设计
拉深件材料厚度和硬度的变化
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
一、拉深变形过程（续）
（二）拉深变形过程及特点（续）
2．金属的流动过程 工艺网格实验 材料转移：高度、厚度发生变化。
拉深单元变形动画
3．拉深变形过程
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
第四章 拉深工艺与拉深模设计
本章目录
第一节 概述 第二节 圆筒形件拉深变形分析 第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定 第四节 圆筒形件拉深工艺计算 第五节 其它形状零件的拉深 第六节 拉深件的工艺性 第七节 拉深模的典型结构 第八节 拉深模工作零件的设计 第九节 拉深工艺的辅助工序
第四章 拉深工艺与拉深模设计
直径为ｄ高度为Ｈ的圆筒形件（H>（D-d）/2）
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态
拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态
1.凸缘部分 应力分布图
2.凹模圆角部分 3.筒壁部分 4.凸模圆角部分 5.筒底部分
坯料各区的应力与应变是很不均匀的。 拉深成形后制件壁厚和硬度分布
第四章 拉深工艺与拉深模设计
第二节 圆筒形件拉深变形分析
2.筒壁的拉裂
拉深变形程度；
主要因素： 毛坯与模具的摩擦阻力-受压边力、润滑、凹模圆角
半径等影响； 筒壁的承载能力-受模具间隙、凸模圆角半径、圆角 部分的润滑等影响。 （1）压边力的影响
（2）相对圆角半径的影响 （3）润滑的影响 （4）凸模和凹模间隙的影响 （5）表面粗糙度的影响
Hale Waihona Puke Baidu毛坯的三角形阴影部分材料
第四章 拉深工艺与拉深模设计
拉深变形过程
第四章 拉深工艺与拉深模设计
拉深网格的变化
第四章 拉深工艺与拉深模设计
拉
深
过
程
的
应
下标1、2、3分 别代表坯料径向、
力
厚度方向、切向
与
的应力和应变
应
变
状
态
第四章 拉深工艺与拉深模设计
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
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 。