(41、2)圆筒形件拉深变形分析.ppt

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1、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。,第四章 拉深工艺与拉深模设计,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,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。,内容简介：,第四章 拉深工艺与拉深模设计,1 了解拉

2、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。,学习目的与要求：,第四章 拉深工艺与拉深模设计,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。,重点：,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。,第四章 拉深工艺与拉深模设计,第三节 旋转体拉深件坯料

3、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,第一节 概述,第二节 圆筒形件拉深变形分析,本章目录,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。,第四章 拉深工艺与拉深模设计,拉深,不变薄拉深,变薄拉深,拉深模：,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

4、板料厚度。,拉深所使用的模具。,第二节 圆筒形件拉深变形分析,圆筒形件是最典型的拉深件。,第四章 拉深工艺与拉深模设计,一、拉深变形过程,（二）拉深变形过程及特点,1变形现象,（一）拉深成形时板料的受力分析,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。,折弯成形,第二节 圆筒形件拉深变形分析,第四章 拉深工艺与拉深模设计,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。,3拉深变形过程,外力,凸缘产生内应力：径向拉应力1；切向压应力3,凸缘塑性

5、变形：径向伸长，切向压缩，形成筒壁,直径为高度为的圆筒形件（H（D-d）/2）,拉深单元变形动画,第二节 圆筒形件拉深变形分析,1.凸缘部分,第四章 拉深工艺与拉深模设计,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,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,第二节 圆筒形件拉深变形分析,第四章 拉深工艺与拉深模设计,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：,传力区拉裂：,由于切向压应力引起板料失稳弯曲而拱

6、起；,由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。,第二节 圆筒形件拉深变形分析,1.凸缘变形区的起皱,第四章 拉深工艺与拉深模设计,三、拉深件的起皱与拉裂（续）,主要决定于：,一方面是切向压应力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,第二节 圆筒形件拉深变形分析,第四章 拉深工艺与拉深模设计,2.筒壁的拉裂,主要因素：,拉深变形程度；,毛坯与模具的摩擦阻力-受压边力、润滑、凹模圆角半径

7、等影响；,（1）压边力的影响,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。,（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,第二节 圆筒形件拉深变形分析,第四章 拉深工艺与拉深模设计,2.筒壁的拉裂,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的危险断面产生破裂。,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。,最易拉裂的时刻：,最易拉裂的位置：,当Rt=（0.70.9）R0时，,达到最大值,拉深件类型,a）轴对称旋转体拉深

8、件 b)盒形件c)不对称拉深件,第四章 拉深工艺与拉深模设计,拉深模结构图,-模柄-上模座-凸模固定板-弹簧-压边圈-定位板-凹模-下模座-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,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,拉深过程的应力与应变状态,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,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,返回,圆筒形件拉深时的应力分布,第四章 拉深工艺与拉深模设计,r 凹模洞口直径RT拉深中某时刻的凸缘半径R0毛坯半径,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,凸缘变形区的起皱,第四章 拉深工艺与拉深模设计,筒壁的拉裂,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,不变薄拉深,变薄拉深,