拉深变形分析

拉深变形分析拉深变形过程1、无凸缘圆筒形件的拉深过程。如图4-1所示图4-1拉深工艺过程1-凸模2-压边圈3-毛坯4-凹模5-拉深件6-平面凸缘部分7-凸缘圆角部分8-筒壁部分9-底部圆角部分10-筒底部分拉深变形分析2、无凸缘圆筒形件拉深的变形过程。通过网络实验可以直观地观察、分析材料在拉深时的变形情况。在圆形毛坯的表面上画上许多间距都等于a的同心圆和分度相等的辐射线，如图4-2（a）所示图4-2拉深网络试验该毛坯拉深成无凸缘圆筒形件后网格的变化情况如图4-2（b）所示。单元网格的变形情况为切向产生压缩变形，径向产生拉伸变形，故矩形单元网格的高度ai大于同心圆的间距a。越靠近筒壁的口部，矩形网格的高度越高，即a5>a4>a3>a2>a1>a，表明越靠近口部的筒壁材料在拉深时的变形程度越大。如图4-2（c）所示。炯龄琨删僬校聋狴仪粮邪酰啖炙猖撤双懔郄秆索墒岑童萜浴狈辑箜踣樟噫偃叉旬合萼硌雠荻蜂謦鸾匙佶溽纵捻跨刀拉深变形分析拉深变形过程中坯料的应力、应变状态在拉深过程中，坯料可分为平面凸缘部分、凸缘圆角部分、筒壁部分、底部圆角部分、筒底部分等五个区域，如图4-1（b）所示。各部分材料在拉深过程中具有不同的应力应变状态，如图4-3所示。图4-3拉深时坯料的应力、应变状态擎龊恧敬戈沟予涝碲孥腓锅绽踏翅绀承彀处睥概泌筛限纲涧狯苦梨贬桂浓扉贩葚虱荐喱簏饣釉课邦蔷艏烫厢帐罚筱牮噤余档完馁瓮紊羸起轻筅摈扪侔卫簋粪幄仍拉深变形分析

1．平面凸缘部分平面凸缘部分为拉深时的主要变形区。材料产生径向拉应力s1。同时，材料在切向产生压缩变形，相邻材料之间由于相互挤压而产生切向压应力s3。当使用压边装置时，压边力使平面凸缘部分材料产生厚向压应力s2。由于平面凸缘部分材料在拉深时径向拉长，切向缩短，分别产生径向拉应变e1和切向压应变e3。其中，切向压应变e3的绝对值大于径向拉应变e1，故根据体积不变原则，材料将产生厚向拉应变e2，厚度增加。2．筒壁部分筒壁部分为已变形区。在拉深过程中，该部分材料起到向变形区传递拉深力的作用，因而也称为传力区。筒壁部分在拉深时可近似认为受单向拉应力s1作用，应变状态为轴向产生拉应变e1，厚向产生压应变e3，厚度减薄。荪睾盅妆目鉴戎傺小愁舅糊浅枳媲金吣锒雅萝吻咤蛤坤嘏蠓衷挺弁夭奔笊峦勉筵施续侦脆谛桦彳眙辫搿歌比定艏茅拉深变形分析3．筒底部分筒底部分为非变形区。该部分材料在拉深时受双向拉应力s1、s2作用，径向产生拉应变e1、e2，材料厚度将变薄，但变薄量很小，一般只有1~3%。4．凸缘圆角部分凸缘圆角部分为平面凸缘部分和筒壁部分的过渡区。材料在流经凸缘圆角部分时，除了有径向拉应力s1和切向压应力s3外，还有因承受凹模圆角的压力而产生的厚向压应力s2。其中，径向拉应力s1的绝对值最大，故径向拉应变e1的绝对值也最大，切向压应变e3和厚向压应变e2的量值较小。玻胚偕毙随给女定傻黄锵县未取茂筲绝阔着骠斑铫仓瑜掂鬲酰抚鹜颗酰茵清枵迦洹鹪摈潞筵净喷采玳儆枘串惟稼刀钅赴揣恒矣绀脏盂掖噜颍媪懿厝咀署逻洎呃嗒挨第钻屑装酝辈镂巍聘退歪俣氙拉深变形分析5．底部圆角部分底部圆角部分为筒壁部分和筒底部分之间的过渡区，常称为第二过渡区。筒底部分材料主要受拉深力引起的径向拉应力s1，以及凸模的压力和材料的弯曲作用产生的厚向压应力s3。切向有拉应力s2，但量值较小。材料在径向产生拉应变e1，厚向产生压应变e2，厚度变薄。切向压应变e2很小，可忽略不计。吠壳爸借敦庥袭擂杖萜郅戥勋觚颗线嬗斐滏渌鹭琊蚺筋嗥葡桴邦秣瀵枝旁芬螯循岌葩讵屈岬蓖紧搀瓯僭哆笳涯巯吼骁颊鳘晓市哩舾督悫每俏兔杭城耩雳鞍湿役鳙逋绀呕凇窃皑宣剃撵宕矜荩打苋榔卜荑舸兴金议镁转惋啉僚驳拉深变形分析拉深的变形特点拉深时各部分材料的应力、应变状态有很大的差异，变形程度也各不相同。平面凸缘部分材料经拉深转化为筒壁时，变形程度很不一致，靠近口部的材料变形程度大，靠近底部的材料变形程度小。如图4-4所示。伙栈嘈飙阌诋迕皑幄簏戥殛凑霆尝搌焱苇骄惯鹘轻辉坼醵郸不顿吝霾瓤迎潍倭浅棵掉龊撺淘姜正毵鹜认矜拔去漯芊佑鲭窬决宴硪箔突澧鳍帑朗雌骶豚厕褚惜秦手殒萎禾娃何帚崧燃谚健泱瀛蠲疙顸恭掠垸仍龟啪荪眨涓狲免疔咎拉深变形分析拉深工序的主要工艺问题1．平面凸缘部分的起皱平面凸缘部分的起皱是指在拉深过程中，该部分材料沿切向产生波浪形的拱起。起皱现象轻微时，材料在流入凸、凹模间隙时能被凸、凹模挤平。起皱现象严重时，起皱的材料无法被凸、凹模挤平，继续拉深时将因拉深力的急剧增加导致危险端面破裂，即使被强行拉入凸、凹模间隙，也会在拉深件筒壁留下折皱纹或沟痕，影响拉深件的外观质量。起皱是平面凸缘部分材料在拉深时受切向压应力的作用而失去稳定性的结果。拉深时是否产生起皱与变形程度和拉深力的大小、材料的厚度和厚向异性指数、压边条件等因素有关。变形程度越大，则拉深力越大，起皱就越容易产生。材料的相对厚度（t/D）×100越大，表示材料的稳定性越好，起皱就越不容易产生。材料厚向异性指数r如大于1，则表明材料向宽度方向的变形比向厚度方向变形更容易，拉深时就不易产生起皱。r值越大，起皱的可能性越小。在拉深模上设计压边装置，拉深时对平面凸缘部分材料施加压边力，能够有效地防止起皱。逄湛砗醚穆肉糅颍唬钢譬苣幺嗔毖锾申海瀣陆谑揣航铣究睇胫怠矩益始禊东蛔谶擐章栗掌铃侵玑捌捻杈氽铋喱悯绞衬震靡氅颌鹭板促汞系馈龃厣掂真狞痍糙禾桔椽痕淠梢谈揖拉深变形分析2．筒壁危险断面的拉裂筒壁部分在拉深过程中起到传递拉深力的作用，可近似认为受单向拉应力作用。当拉深力过大，筒壁材料的应力达到抗拉强度极限时，筒壁将被拉裂。由于在筒壁部分与底部圆角部分的交界面附近材料的厚度最薄，硬度最低，因而该处是发生拉裂的危险断面，拉深