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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 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 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 1 了解拉深变形规律及拉深件质量影响因素; 2
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 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 第二节 直壁圆筒件拉深工艺计算及模具设计 第三节 带法兰圆筒件
3、的拉深 第五节 锥形件的拉深 第六节 球面形零件的拉深 第八节 盒形零件的拉深 第十节 覆盖件的拉深成形 概述 第一节 圆筒件拉深变形过程 本章目录 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 拉深变形过程 概述 第四章 拉深 拉深变形过程 概述 第四章 拉深 拉深类型 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
4、拉深工艺。 第四章 拉深 不变薄拉深变薄拉深 概述 第四章 拉深 拉深件 轴对称旋转 体拉深件 盒形件 不对称 拉深件 概述 第四章 拉深 问题: 拉深件与弯曲件有什么区别? (1)坯料不同; (2)图形不一样。 弯曲件 拉深件 第四章 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 于板料厚度。 拉深所使用的模具。 概述 概述 第四章 拉深 拉深模 模柄 上模座 固定板 弹簧 压边圈 定位板 凹模 螺钉 凸模 下模座 第一节 圆筒形件拉深变形过程 圆筒形件是最典型的拉深件。 第四章 拉深 拉深变形过程 1变形现象 平板圆形坯
5、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。 第四章 拉深 拉深变形过程(续)(圆筒形拉深件) 第一节 圆筒形件拉深变形过程 1 1、初始阶段:、初始阶段:凸模下压,将坯料拉入凹模凸模下压,将坯料拉入凹模 ; 2 2、中间阶段:、中间阶段: 凸模继续下压,筒底部分凸模继续下压,筒底部分 oefoef基本不变,凸缘部分材料转化为筒壁,基本不变,凸缘部分材料转化为筒壁, 筒壁部分逐步增高,凸缘部分逐步减小;筒壁部分逐步增高,凸缘部分逐步减小; 3 3、结束阶段:、结束阶段:凸缘部分全部变为筒壁凸缘部分全部变为筒壁 。 第四章
6、拉深 第一节 圆筒形件拉深变形过程 结论: (1)毛坯的中心部 分成为筒形件的底部 ,基本不变形; (2)、毛坯的凸缘 部分(D-d的环形部 分)是主要变形区: 径向伸长,切向压缩 ,形成筒壁;由扇形 变为矩形。 (3)底部与筒壁为 传力区。 (4)H(D-d)/2 拉 深 的 网 格 试 验 第四章 拉深 第四章 拉深 一、拉深过程应力与应变分析 第一节 圆筒形件拉深变形过程 1 1、凸缘部分、凸缘部分 (1)凸缘是主要变形区。材料在 径向拉应力和切向压应力的 共同作用产生切向压缩和径向伸长 变形,同时凸缘处增厚,越接近外 缘,增厚越多; (2)在厚度方向,如有压边圈, 会产生压应力t。 第
7、四章 拉深 一、拉深过程应力与应变分析 第一节 圆筒形件拉深变形过程 2 2、筒壁部分、筒壁部分 (1)筒壁是传力区。把 凸模的作用力传递给凸缘 变形区; (2)材料材料受单向拉 应力1,筒壁产生少量纵 向伸长和厚度变薄。 第四章 拉深 一、拉深过程应力与应变分析 第一节 圆筒形件拉深变形过程 3 3、筒底部分、筒底部分 (1)筒底是传力区。把 凸模的作用力传递给筒壁 ; (2)材料受径向拉应力1 和切向拉应力,产生少 量径向伸长和切向伸长, 厚度变薄。 第四章 拉深 一、拉深过程应力与应变分析 第一节 圆筒形件拉深变形过程 5 5、凸模圆角部分、凸模圆角部分 (1)材料受径向拉应力、 切向拉
8、应力,和压应力t 。 第四章 拉深 一、拉深过程应力与应变分析 第一节 圆筒形件拉深变形过程 (2)此处传递拉深力的截面积较小,产生的拉应力较大 ,所以此处易拉裂。 拉深件的壁厚和硬度的变化 拉 深 过 程 的 应 力 与 应 变 状 态 第四章 拉深 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 第一节 圆筒形件拉深变形过程 二、圆筒件拉深的力学分析 1. 无压边圈的应力计算 第四章 拉深 二、圆筒件拉深的力学分析 屈雷加斯准则: - s 代入4-2得到4-4 径向应力(最大主+)、切向应力 (最小主-) ,和厚度 应力t 。 1. 无压边圈的应力计算 第四
9、章 拉深 屈雷加斯准则: - s 代入4-2得到4-4 径向应力(最大主+)、切向应力 (最小主-) ,和厚度 应力t 。 二、圆筒件拉深的力学分析 1. 无压边圈的应力计算 二、圆筒件拉深的力学分析 第四章 拉深 圆 筒 形 件 拉 深 时 凸 缘 变 形 区 的 应 力 分 布 第四章 拉深 最小 =- s(最大) 最大 =0 在凹模入口处最大 在凸缘最外边最大 第四章 拉深 2. 凸缘厚度应变t的讨论:(t=0) 第四章 拉深 2. 凸缘厚度应变t的讨论:(t=0) (1).=0凸缘最外缘处, 凸缘最外缘处为单向压缩状态,毛坯变厚。P75 第四章 拉深 2. 凸缘厚度应变t的讨论:(t=
10、0) (2).原板厚t0变形后凸缘外援tk R0:变形过程中最外层纤维半径 r:凸模半径 =0凸缘最外缘处, 第四章 拉深 2. 凸缘厚度应变t的讨论:(t=0) (2).原板厚t0变形后凸缘外援tk R0:变形过程中最外层纤维半径 r:凸模半径 =0凸缘最外缘处, 第四章 拉深 2. 凸缘厚度应变t的讨论:(t=0) (3). 厚度变化为零处(t=0)位置: 第四章 拉深 2. 凸缘厚度应变t的讨论:(t=0) (3). 厚度变化为零处t=0 毛坯变厚 毛坯变薄 第四章 拉深 结论: . 应力 主要变形区:(D-dp)环形部分 . 应变 外缘 第四章 拉深 三、影响圆筒件拉深过程的因素 1、
11、拉深系数与极限拉深系 数 1、拉深系数:每次拉深后 筒形件直径与拉深前毛坯( 或半成品)直径的比值 。 第一次拉深系数 m1=d1/D 第二次拉深系数 m2=d2/d1 第n次拉深系数 mn=dn/dn-1 m m1 拉深一次 m总=d/D m1. m1 拉深二次 (3)计算方法 式中 d冲件直径; D坯料直径; m1第一次拉深系数; m均第一次拉深以后各次的平均拉深系数。 第四章 拉深 第二节 直筒圆筒件拉深工艺计算及模具设计 1调整mi 三、多次拉深系数与工序件尺寸 确定拉深次数以后,由表查得各次拉深的极限拉深系数 ,适当放大,并加以调整,其原则是: )保证12总 )使1m1 ,2 m2
12、,. n mn 3) m1- 1 m2- 2 mn- n 2.工序件直径的确定 最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径: 11 221 n 第四章 拉深 第二节 直筒圆筒件拉深工艺计算及模具设计 三、多次拉深系数与工序件尺寸 根据拉深后工序件表面积与坯料表面积积相等的原则,可得 到如下工序件高度计算公式。 3.工序件高度的计算 第四章 拉深 第二节 直筒圆筒件拉深工艺计算及模具设计 四、凸凹模工作部分尺寸 1.凹模圆角半径 (1)根据经验公式确定凹模圆角半径 首次(包括只有一次)拉深凹模圆角半径: 式中 rd1首次拉深凹模圆角半径; D坯料直径; d凹模内径; t材料厚度。 可按表4-6 要
13、求:不宜采用过小的凹模圆角半径, 一般应 rd2t 第四章 拉深 第二节 直筒圆筒件拉深工艺计算及模具设计 四、凸凹模工作部分尺寸 2.凸模圆角半径 首次拉深凸模圆角半径: rp1=(0.61.0)rd1 中间各次拉深凸模圆角半径: rpi-1=0.5(di-1-di-2t) 最后一次拉深凸模圆角半径: rpn=r,且rpn(23)t(t6mm) 若工件底部圆角半径小于拉深工艺性要求时,则 应按工艺性要求确定,在最后一次拉深后整形。 第四章 拉深 第二节 直筒圆筒件拉深工艺计算及模具设计 四、凸凹模工作部分尺寸 3.凸、凹模间隙 拉深模的单边间隙: (1).拉深间隙对拉深力、零件、模具的影响 间隙小,拉深力大、模具磨损大,使零件减 薄甚至拉裂;但冲件回弹小,精度高。 间隙大,坯料易起皱,精度差。 (2).无压边圈的拉深模的单边间隙C C=(11.1)tmax tmax毛坯厚度的最大极限值; 末次拉深用小值,中间拉深用大值。 第四章 拉深 第二节 直筒圆筒件拉深工艺计算及模具设计 四、凸凹模工作部分尺寸 3.凸、凹模间隙 (3).有压边圈的拉深模的单边间隙C 一般精度拉深: 间隙系数 较高精度拉深: 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
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