冲压模具设计与制造4-1

1、复习第三章的内容1.弯曲变形过程分析及弯曲过程发生的现象。第四章 拉深2影响回弹的因素与减少回弹的措施。3.弯曲件毛坯计算，弯曲力的计算。5.弯曲件的工序安排(4条原则)4.弯曲件的工艺性（三方面）第四章 拉深拉深是基本基本冲压工序之一 本章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等。内容简介：内容简介：第一节 概述拉深拉深： 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

2、复杂的薄壁零件。第四章 拉深拉深不变薄拉深不变薄拉深变薄拉深第二节 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。 第二节 圆筒形件拉深变形分析第四章 拉深一、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凸缘塑性变形：径向伸长，切向压缩，形成筒壁直径为高度为的

3、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（主要变形区）第四章 拉深二、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 （过渡区）第四章 拉深拉深成形后制件壁厚和硬度分布3.筒壁部分 （传力区）4.凸模圆角部分（过渡区）5.筒底部分 （小变形区）坯料各区的应力与应变是很不均匀的。第二节 圆筒形件拉深变形分析第四章 拉深三、拉深件的起皱与拉裂 拉深过程中的质量问题质量问题：主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。凸缘区起皱凸缘区起皱：传力区拉裂传力区拉裂：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；由于拉应力超

4、过抗拉强度引起板料断裂。凸耳：由于各向异性残余应力：弯曲和反向弯曲所引起第二节 圆筒形件拉深变形分析1.凸缘变形区的起皱第四章 拉深三、拉深件的起皱与拉裂（续） 主要决定于主要决定于：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。 最易起皱的位置最易起皱的位置：凸缘边缘区域防止防止起皱：压边第二节 圆筒形件拉深变形分析第四章 拉深三、拉深件的起皱与拉裂（续） 2.筒壁的拉裂主要取决于主要取决于： 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

5、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。 3.凸耳 筒形件拉深，在拉深件口端出现有规律的高低不平现象叫突耳。一般有四个突耳，有时是两个或六个，甚至八个突耳，产生突耳的原因是板材的各向异性，在板厚方向性系数r低的方向，板料变厚，筒壁高度较低。在具有r高的方向，板料厚度变化不大，故筒壁高度较高。所以板平面方向性系数越大，突耳现象越严重。tbr/第四章 拉深各向异性系数r2/ )2(45900rrrr 4.残余应力这种周向拉伸应力的存在，会使

6、筒壁由于应力腐蚀而开裂，如图4-26。防止措施：使板料变薄，整个断面产生屈服，可大大减少残余应力。第四章 拉深第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定体积不变原则体积不变原则: :第四章 拉深一、坯料形状和尺寸确定的依据若拉深前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相等，得到坯料尺寸。 相似原则相似原则: :切边工序： 拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似。形状复杂的拉深件：需多次试压，反复修改，才能最终确定坯料形状。拉深件的模具设计顺序：先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。 拉深件口部不整齐，需留切边余量。 但坯料的周边必须是光滑的曲线连接。 第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定

7、1将拉深件划分为若干个简单的几何体；2分别求出各简单几何体的表面积；3把各简单几何体面积相加即为零件总面积；4根据表面积相等原则，求出坯料直径。 第四章 拉深二、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定按图得： 第四章 拉深二、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定故iAAAAD32124iAD423221)2(48)2(24)(rdArrdrArHdA222256. 072. 148)2(2)(4)2(rdrdHdrrdrrHdrdD整理后可得坯料直径为: 第三节 旋转体拉深件坯料尺寸的确定久里金法则久里金法则求其表面积： 任何形状的母线绕轴旋转一周所得到的旋转体面积，等于该

8、母线的长度与其重心绕该轴线旋转所得周长的乘积。如右图所示，旋转体表面积为 第四章 拉深三、复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定LRAx2LRDLRDxx8242因拉深前后面积相等，故坯料直径D： 拉拉深深件件类类型型a）轴对称旋转体拉深件 b)盒形件c)不对称拉深件第四章 拉深拉拉深深模模结结构构图图-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 拉深第四章 拉深拉深变形过程拉深变形过程第四章 拉深拉拉深深的的网网格格试试验验第四章 拉深拉拉深深过过程程的的应应力力与与应应变变状状态态第四章 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 圆圆筒筒形形件件拉拉深深时时