拉深工艺及模具设计

•
冷冲压工艺与模具设计
4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 • 一、拉深件的修边余量
– 影响因素：材料的力学性能的各向异性，模具间隙 分布不均，摩擦阻力不均，定位不准确等。
– P129 表4-3
• 二、变形程度和拉深系数 • 三、拉深次数的确定 • 四、工艺计算 • 五、以后各次拉深的特点和方法
•
4.3 拉深模设计计算
• 一、拉深力和拉深功的计算 • 二、凸凹模工作部分尺寸的计算 • 三、凸凹模工作表面的技术要求 • 四、压边装置
冷冲压工艺与模具设计
4.3 拉深模设计计算
• 一、拉深力和拉深功的计算
– 1、压边力的计算
• 1)采用压边的条件：P155公式或P156表4-18 • 2)压边力的计算：FQ=A p
– 优点：材料的流动方向有利于相互抵消拉深时形成的残余应力；材 料的弯曲与反弯曲次数较少，加工硬化也少，有利于成形；毛坯与 凹模接触面大，材料的流动阻力也大，材料不易起皱，可不用压边 圈，避免由于压边力不当或不均匀引起的拉裂。
– 缺点：当拉深系数很大而凹模壁厚不大时，凹模强度会不足
冷冲压工艺与模具设计
4.1 拉深过程分析
• 一、拉深变形过程及特点 • 二、拉深过程中各部位的应力应变状态分析
• 取平板毛坯上的一个扇形作研究 • 根据拉深过程中毛坯各部分的应力状况不同，可划分为五
个部分
– 1、 平面凸缘部分(主要变形区)
• P122 公式
– 2、凸缘圆角部分(过渡区)
• 切向被压缩，径向被拉伸
– 3、筒体部分(传力区)
– 拉深制造薄壁空心件生产效率高，材料消耗少，零件的强度 和刚度高，而且零件的精度高。
• 分类：
– 圆筒形零件； – 曲面形零件； – 盒形零件； – 非旋转体曲面形状零件。
冷冲压工艺与模具设计
第四章 拉深工艺与模具设计
• 4.1 拉深过程分析 • 4.2 筒形件拉深的主要质量问题及防止措施 • 4.3 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 • 4.4 拉深模设计计算 • 4.5 有凸缘圆筒形件的拉深 • 4.6 其它零件的拉深 • 4.7 拉深件的工艺性 • 4.8 拉深中的辅助工序 • 4.9 其他拉深方法
• 四、工艺计算 • 五、以后各次拉深的特点和方法
•
冷冲压工艺与模具设计
4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定
• 一、拉深件的修边余量 • 二、变形程度和拉深系数 • 三、拉深次数的确定 • 四、工艺计算
– 1、确定修边余量； – 2、计算毛坯尺寸：
• 简单几何形状拉深件的毛坯尺寸 • 复杂旋转体拉深件的毛坯尺寸：作图法、解析法
第四章 拉深工艺与模具设计
冷冲压工艺与模具设计
第四章 拉深工艺与模具设计
• 定义：
– 利用专用模具将平板毛坯制成空心件的一种冲压工艺方法， 又称拉延、压延、引伸等。
• 用途：
– 可以制成筒形、阶梯形、锥形和其它不规则形状杂的工 件。
• 优点：
• 二、凸凹模工作部分尺寸的计算 • 三、凸凹模工作表面的技术要求 • 四、压边装置
– 特点：
• 1、圆筒形件毛坯的壁厚及力学性能都不均匀：加工硬化； • 2、变形区(dn-1—d n)保持不变，直至拉深终了之前，拉深力一直
在增加，直至变形的最后阶段才下降至零； • 3、破裂往往出现在拉深的末尾，而不是发生在初始阶段； • 4、稳定性较首次拉深为好：
– 方法：
• 1、正拉深： • 2、反拉深：
– 2、拉深力的计算
• 无压边圈：FW=Kπd t σb • 有压边圈：F=FW + FQ • 选择压机时的注意事项：注意考察压力机的压力曲线，防止过载。
一般地：
– 浅拉深：F≤0.7-0.8 F0 – 深拉深：F≤0.5-0.6 F0
– 3、拉深功的计算
• 拉深功：W=CFmaxh×EXP-3 (J) • 校核压机功率：P=k W n / 60×1000×η1η2
冷冲压工艺与模具设计
4.1 拉深过程分析
• 一、拉深变形过程及特点
– 坐标网格试验：
• 同心圆→水平圆圈线 • 越靠近筒口，间距越大
–表明：
• 金属的塑性流动
–拉深件组成
• 变形区：环形部分 • 不变形区：凸模下的圆形底部 • 传力区：直壁部分
• 二、拉深过程中各部位的应力应变状态分析
•
冷冲压工艺与模具设计
冷冲压工艺与模具设计
4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定
• 一、拉深件的修边余量 • 二、变形程度和拉深系数
– 1、变形程度：用拉深系数表示。 – 2、拉深系数
• 定义：拉深后与拉深前的圆筒形件的直径之比。 • 极限拉深系数：P133表4-5、4-6 • 影响拉深系数的因素：
– 材料力学性能的影响：塑性越好，极限拉深系数越小； – 材料相对厚度的影响：相对厚度越大，极限拉深系数越小； – 拉深次数的影响：冷作硬化的影响，次数越多，极限拉深系数越大； – 拉深方式的影响：是否使用压边圈则m不同。 – 其他影响：间隙、凸凹模圆角半径、润滑条件等。
• 单向受拉应力(厚度变薄)，筒壁上厚下薄
– 4、底部圆角部分(过渡区)
• 危险截面
– 5、筒体底部
• 双向拉伸变薄(类似于胀形)
冷冲压工艺与模具设计
4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定 • 一、拉深件的修边余量 • 二、变形程度和拉深系数 • 三、拉深次数的确定 • 四、工艺计算 • 五、以后各次拉深的特点和方法
• 三、拉深次数的确定 • 四、工艺计算 • 五、以后各次拉深的特点和方法
•
冷冲压工艺与模具设计
4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定
• 一、拉深件的修边余量 • 二、变形程度和拉深系数 • 三、拉深次数的确定
– 根据极限拉深系数判定能否一次拉深成形； – 多次拉深的拉深次数的确定：
• 计算法 • 查表法：P135表4-8
– 3、确定是否使用压边圈； – 4、确定拉深次数； – 5、确定各次拉深直径； – 6、选取各次半成品底部的圆角半径； – 7、计算各次拉深高度 – 8、画出工序图
• 五、以后各次拉深的特点和方法
•
冷冲压工艺与模具设计
4.2 圆筒形件拉深的有关尺寸的确定
• 一、拉深件的修边余量 • 二、变形程度和拉深系数 • 三、拉深次数的确定 • 四、毛坯尺寸计算 • 五、以后各次拉深的特点和方法