拉深工艺及模具设计（4-1）

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 拉深工艺与模具设计 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。1第四章 拉深工艺与模具设计 拉深是基本基本冲压工序之一 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：内容简介：2第四章 拉深工艺与模具设计 1 了解拉深

2、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：学习目的与要求：3第四章 拉深工艺与模具设计 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：重点：难点：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 。4第一节 概述拉深拉深 （又称拉

3、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。拉深工艺可以加工成圆筒、阶梯形、球形、锥形、抛物面形等旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。 拉深是是冲压基本工序之一，它加工的范围也相当广泛，从几毫米的小零件到几米的大部件，都可以用拉深方法制造。因此，在汽车、电子、日用品、仪表、航空和航天等各种工业部门的产品生产中，拉深工艺均占有重要地位。第四章 拉深工艺与模具设计 拉深不变薄拉深不变薄拉深变薄拉深拉深模拉深模：拉深模特点特点：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

4、具。5第二节 圆筒形件拉深变形分析第四章 拉深工艺与模具设计 一、 拉深模的特点拉深模的特点 拉深所使用的模具叫拉深模。拉深模结构相对较简单，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。左图为有压边圈的首次拉深模的结构图，平板坯料放入定位板内，当上模下行时，首先由压边圈和凹模将平板坯料压住，随后凸模将坯料逐渐拉入凹模孔内形成直壁圆筒。成形后，当上模回升时，顶件机构顶件，并利用压边圈将拉深件从凸模上卸下。为了便于成形和卸料，在凸模上开设有通气孔。压边圈在这副模具中，既起压边作用，又起卸载作用。 (1) 凸模和凹模都没有锋利的刃口，具有较大的圆角半径； (2)

5、凸、凹模之间的间隙一般稍大于板料的厚度； (3) 在凸模上开设有通气孔。 6拉伸模结构图1凸模； 2压边圈；3板料； 4凹模第二节 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 拉深工艺与模具设计 一、拉深变形过程（一）拉深成形时板料的受力分析 7第四章 拉深工艺与模具设计 第二节 圆筒形件拉深变形分析一、拉深变形过程89第四章 拉深工艺与模具设计 第二节 圆筒形件拉深变形分析10第四章 拉深工艺与模具设计 第二节 圆筒形件拉深变形分析（二）拉深变形过程及特点1变形现象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

6、。 11第二节 圆筒形件拉深变形分析第四章 拉深工艺与模具设计 第二节 圆筒形件拉深变形分析第四章 拉深工艺与模具设计 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）12第二节 圆筒形件拉深变形分析1.凸缘部分第四章 拉深工艺与模具设计 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应力应变状态应力分布图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

7、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13第二节 圆筒形件拉深变形分析第四章 拉深工艺与模具设计 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；由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。14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 拉深工艺与模具设计 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

8、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：凸缘边缘区域起皱最强烈的时刻起皱最强烈的时刻：在Rt=（0.70.9）R0时防止防止起皱：压边15第二节 圆筒形件拉深变形分析第四章 拉深工艺与模具设计 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。 16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 拉深工艺与模具设计 17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 拉深工艺与模具设计 18拉深变形过程拉深变形过程第四章 拉深工艺与模具设计 19拉拉深深的的网网格格试试验验第四章 拉深工艺与模具设计 20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 拉深工艺与模具设计 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 21圆圆筒筒形形件件拉拉深深时时凸凸缘缘变变形形区区的的应应力力分分布布