圆筒形件拉深模设计.ppt
拉深是基本冲压工序之一 本学习情境在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础上，介绍了拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。涉及到拉深变形过程分析、拉深件质量分析、拉深系数及最小拉深系数的影响因素、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、拉深模的典型结构、拉深模的工作零件设计、辅助工序等。,内容简介：,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,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。,学习目的与要求：,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,本学习情境重点： 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。 本学习情境难点： 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 。,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,本次课的重点： 1.什么是起皱？ 2.起皱的原因？ 3.在什么情况下会起皱？ 4.凸缘区抗起皱的能力与什么有关？ 5.什么时刻最易起皱？ 6.在什么情况下可能出现拉裂？ 7.在筒壁的什么部位可能拉裂？,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,第一节 拉深基本原理,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。,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,第一节 拉深基本原理,圆筒形件是最典型的拉深件。,一、拉深变形过程,2.拉深变形过程及特点,（1）拉深变形过程,1.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(凸缘逐渐减小，筒壁逐渐增高的过程）。,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,第一节 拉深基本原理,（2）网格变化 筒底 无变化 筒壁 无变化 凸缘区 径向伸长，切向压缩。 （2）拉深变形特点 筒底、筒壁是传力区。,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,第一节 拉深基本原理, 凸缘区是变形区 变形不均匀：凸缘边缘变形最大。 二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态 1.应变 （1）凸缘区 径 向： 切 向： 厚度方向： （2）凹模圆角部分 （3）筒壁部分,凸缘部分,伸长,压缩,一定范围内变薄，一定范围外增厚,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,第一节 拉深基本原理,（4）凸模圆角部分 （5）筒底部分 2.应力 拉深成形后制件壁厚和硬度分布 三、拉深时凸缘区的应力分布与起皱 1.拉深过程中某一瞬间，凸缘区的应力分布 （1）径向拉应力边缘最小为0，凹模口处最大。 （2）切向压应力边缘最大，凹模口处最小，但不为0。,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,第一节 拉深基本原理,（3）在R=0.61 Rt处，径向拉应力等于切向压应力，往内，拉应力占优、厚度变薄，往外，压应力占优、厚度增厚。 2.整个拉深过程中1max、3max的变化规律 （1）1max的变化规律 由小逐渐增大，当Rt=（0.80.9）R时，1max最大，即拉深刚开始不久拉应力即达到最大；然后逐渐减小，结束时为零。 （2）3max的变化规律 随拉深的进行逐渐增大，结束时达到最大。 3.凸缘区的起皱,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,第一节 拉深基本原理,（1） 什么是起皱？ （2） 起皱的原因？ 压应力 （3） 在什么情况下会起皱？ 当坯料内的压应力超过其抗起皱的能力时会起皱。 （4） 凸缘区抗起皱的能力与什么有关？ 坯料厚度越，抵抗起皱的能力 。 凸缘宽度越 ，抵抗起皱的能力。 （5） 什么时刻最易起皱？ 凸缘宽度减少到原来宽度一半时最易起皱。,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,第一节 拉深基本原理,三、拉深件的起皱与拉裂（续）,2.筒壁的拉裂,主要取决于：,一方面是筒壁传力区中的拉应力；,另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。,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。,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。,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,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,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,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,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,拉深变形过程,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,拉深的网格试验,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,拉深过程的应力与应变状态,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,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,圆筒形件拉深时凸缘变形区的应力分布,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,拉深件的壁厚和硬度的变化,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,凸缘变形区的起皱,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,筒壁的拉裂,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,不变薄拉深,变薄拉深,学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计,
