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文件名称:冲压工艺与模具设计课件:拉深工艺与拉深模具.pptx
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总页数:95 页
更新时间:2025-05-20
总字数:约4.72千字
文档摘要

冷冲压工艺及模设计;拉深工艺与拉深模具;在冲压生产中,拉深的种类很多。各种拉深件按变形力学特点可以分为以下四种基本类型。

1)圆筒形零件——指直壁旋转体;

2)曲面形零件——指曲面旋转体;

3)盒形零件——指直壁非旋转体;

4)非旋转体曲面形状零件——指各种不规则的复杂形状零件。;6.1拉深变形过程分析;右图中表明在拉深过程中,圆形平板毛坯拉成筒形时,材料的转移情况。

拉深后工件的高度增加了△h,所以h>(D-d)/2,工件壁厚也略有增加。;金属的流动状态。在拉深后观察网格,在筒形件底部的网格基本上保持原来的形状,而筒壁部分的网格则发生了很大的变化。原来的同心圆变为筒壁上的水平圆周线,而且其间距a也增大了,愈靠近筒的上部增大愈多,原来等分度的辐射线变成了筒壁上的垂直平行线,其间距则完全相同。

;在拉深过程中,毛坯的中心部分成为筒形件的底部,基本不变形,是不变形区。毛坯的凸缘部分是主要变形区。拉深过程实质就是将毛坯的凸缘部分逐渐转移到筒壁部分的过程。在转移过程中,凸缘部分材料由于拉深力的作用,在径向产生拉应力σ1,又由于凸缘部分材料之间相互的挤压作用,在切向产生压应力σ3。在σ1与σ3的共同作用下,凸缘部分材料发生塑性变形,其“多余三角形材料”将沿着径向被挤出,并不断地被拉人凹模洞口内,成为圆筒形的开口空心件。;6.1.2拉深过程中坯料应力应变状态及分布;I——凸缘部分这是拉深时的主要变形区。这部分材料径向受拉应力σ1、切向受压应力σ3的作用。在压边圈作用下,板厚方向产生压应力σ2。其应变状态为径向拉应变ε1、切向压应变ε3。板厚方向产生拉应变ε2,板料略有变厚。

Ⅱ——凹模圆角部分这是由凸缘进入筒壁部分的过渡变形区。变形比较复杂。除有与凸缘部分相同的特点外,还由于承受凹模圆角的压力和弯曲作用而产生压应力σ2。在这个区域,拉应力σ1的值最大,其相应的拉应变ε1的绝对值也最大,因此板厚方向产生压应变ε2,板料厚度减薄。;Ⅲ——筒壁部分这是已变形区。这部分材料已经形成筒形,基本不再发生变形,但是它又??传力区。由于此处是平面应变状态(+ε1与-ε2),且板厚方向的σ2为零,因此其切向应力σ3(中间应力)为轴向拉应力的一半,即σ3=σ1/2。

Ⅳ——凸模圆角部分这是筒壁与圆筒底部的过渡变形区。它承受径向和切向拉应力σ1和σ3的作用,同时在厚度方向由于凸模的压力和弯曲作用而受到压应力σ2的作用。其应变状态与筒壁部分相同,但是其压应变引起的变薄现象比筒壁部分严重得多。;Ⅴ——筒底部分这部分材料受双向平面拉伸作用,产生拉应力σ1与σ3。其应变为平面方向的拉应变ε1与ε3和板厚方向的压应变ε2。由于凸模圆角处摩擦的制约,筒底材料的应力与应变均不大,板料的变薄甚微,可忽略不计。

;6.1.3拉深过程的力学分析;凸缘变形区内,与呈对数曲线规律分布。如右图所示。

在R=r处,即在拉深凹模入口处的凸缘上,的值最大,其值为:

在R=Rt处,即在凸缘的外边缘处的绝对值最大,其值为:

拉深变形属于压缩类变形。;整个拉深过程中σ1max和σ3max的变化规律;(1)σ1max的变化规律;

式中a、b为与材料性质有关的常数

a与b值

注:表中ε1是指材料在刚出现细颈时的真实应变,若δ为材料的伸长率,则ε1=ln(1+δ)。;(2)σ3max的变化规律;6.2圆筒形件拉深主要质量问题;凸缘部分材料的失稳与压杆两端受压失稳相似,它不仅与切向压应力σ3的大小有关,而且与凸缘的相对厚度t/(Dt-d)(相当与压杆的粗细)有关。σ3愈大,t/(Dt-d)愈小,则愈易起皱。此外,材料的弹性模量E愈大,抵抗失稳的能力也愈大。

在拉深过程中,σ3max随着拉深的进行而不断增加,但凸缘变形区却不断缩小,亦即凸缘相对厚度t/(Dt-d)不断增加。前者增加失稳起皱的趋势,后者却是提高抵抗失稳起皱的能力。以上两个相反作用的因素互相消长的结果是,在拉深的全过程中必有一阶段,凸缘失稳起皱的趋势最为强烈。实验证明:它的变化规律与σ1max的变化规律也很相似,凸缘最易失稳起皱的时刻基本上也就是出现的时刻。

为了防止起皱,在生产实践中通常采用压边圈。;6.2.2拉裂;下图所示为某拉深件的厚度变化具体数值,其最大的增厚量可达板厚的20%~30%,其最大的变薄量可达板厚的10%~18%,在筒壁部分与凸模圆角相接处的地方,变薄最为严重,成为筒壁部最薄弱的地方,是拉深时最容易破裂的危险断面。

;;2、筒壁所受的拉应力分析;3、拉裂;6.2.3硬化;;6.3圆筒形件拉深工艺计算;圆筒形件的拉深系数m