拉深工藝與模具設(shè)計(jì)

拉深工藝與模具設(shè)計(jì)

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1、第4章拉深工藝與模具設(shè)計(jì)4.1拉深加工概述拉深(又稱拉延)是利用拉深模在壓力機(jī)的作用下,將平板坯料或空心件制成開(kāi)口空心零件的加工方法。用拉深方法不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件、盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件。拉深成形所用的沖模叫做拉深模。圖4-2有壓邊圈的首次拉深模1-模柄;2-上模座;3-凸模固定板;4-彈簧;5-壓邊圈;6-定位板;7-凹模;8-下模座;9-卸料螺釘;10-凸模4.2拉深變形特點(diǎn)4.2.1拉深變形過(guò)程圖4-3圓筒形件拉深變形過(guò)程1-凸模;2-壓邊圈;3-坯料;4-凹模圖4-4拉深件的網(wǎng)格試驗(yàn)拉深變形過(guò)程可以歸納

2、如下①在拉深過(guò)程中,其底部區(qū)域幾乎不發(fā)生變化。②在拉深過(guò)程中,由于金屬材料內(nèi)部的相互作用,使金屬各單元體之間產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力:在徑向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,在切向產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。在和的共同作下,凸緣區(qū)的材料屈服,產(chǎn)生塑性變形并不斷地被拉入凹模內(nèi),成為圓筒形件。③拉深時(shí),坯料凸緣變形區(qū)內(nèi)各部分的變形是不均勻的,外緣的厚度、硬度最大,變形也最大。4.2.2拉深過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)4.2.3拉深件質(zhì)量分析1.凸緣起皺拉深過(guò)程中,凸緣變形區(qū)的材料在切向壓應(yīng)力的作用下,可能會(huì)失去穩(wěn)定性,而在凸緣的整個(gè)周圍產(chǎn)生波浪形的連續(xù)彎曲,這就是拉深時(shí)的起皺現(xiàn)象。

3、2.筒壁拉裂起皺與拉裂是拉深過(guò)程中的兩大障礙,是拉深時(shí)的主要質(zhì)量問(wèn)題。在一般情況下,起皺的問(wèn)題可以通過(guò)使用壓邊圈等方法加以解決,但拉裂的問(wèn)題就要復(fù)雜得多。4.3拉深工藝計(jì)算4.3.1圓筒形零件拉深工藝1.坯料尺寸的計(jì)算簡(jiǎn)單形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定形狀復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸和確定可利用久里金法則,即任何形狀的母線AB繞軸線O-O旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體表面積,等于該母線展開(kāi)長(zhǎng)度L與其重心繞軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)的乘積復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料直徑的計(jì)算方法2.拉深系數(shù)的確定拉深系數(shù)對(duì)于圓

4、筒形件的拉深系數(shù)m是每次拉深后圓筒形件的直徑與該次拉深前坯料(或半成品)直徑的比值。拉深系數(shù)的數(shù)值小于1。拉深系數(shù)可用來(lái)表示拉深過(guò)程中的變形程度極限拉深系數(shù)影響極限拉深系數(shù)的主要因素①材料的力學(xué)性能②板料的相對(duì)厚度③模具結(jié)構(gòu)④拉深次數(shù)⑤摩擦與潤(rùn)滑條件極限拉深系數(shù)的確定由于影響極限拉深系數(shù)的因素很多,目前仍難采用理論計(jì)算方法準(zhǔn)確確定極限拉深系數(shù),實(shí)際采用的極限拉深系數(shù)是根據(jù)材料的相對(duì)厚度,在一定的拉深條件下用試驗(yàn)方法得出來(lái)的。目前在生產(chǎn)實(shí)踐中采用的各種材料的極限拉深系數(shù)見(jiàn)表4-5、表4-6和表4-7。3.拉深次數(shù)的確定需要多次

5、拉深時(shí),其拉深次數(shù)可按以下方法確定:(1)推算法…………(2)計(jì)算法計(jì)算所得的拉深次數(shù),其小數(shù)部分的數(shù)值,不得按照四舍五入法,而應(yīng)取較大整數(shù)值,因表中的拉深系數(shù)已經(jīng)是極限值。(3)查表法圓筒形件的拉深次數(shù)還可直接由各種實(shí)用的表格中查取。如表4-8是根據(jù)坯料相對(duì)厚度t/D與零件的相對(duì)高度h/d查取拉深次數(shù),表4-9則是根據(jù)坯料相對(duì)厚度與拉深件的總拉深系數(shù)查取拉深次數(shù)。4.圓筒形件拉深半成品尺寸的計(jì)算各次半成品的直徑確定拉深次數(shù)之后,根據(jù)多次拉深時(shí)變形程度應(yīng)逐次減?。春罄^拉深系數(shù)應(yīng)逐次增大,大于表中所列數(shù)值)的原則,重新調(diào)整各

6、次拉深系數(shù)。然后根據(jù)調(diào)整后的各次拉深系數(shù)計(jì)算各次拉深后的半成品直徑,直到等于工件直徑為止。各次拉深后半成品的高度各次拉深半成品的高度可根據(jù)半成品零件的面積與坯料面積相等的原則求得5.圓筒形件以后各次拉深以后各次拉深的特點(diǎn)圓筒形件進(jìn)行多次拉深時(shí),以后各次拉深時(shí)所用坯料的形狀與首次拉深時(shí)不同,它不是平板而是圓筒形。以后各次拉深的方法大致有兩種方法:正拉深與反拉深4.3.2有凸緣圓筒形件的拉深有凸緣圓筒形件拉深的變形程度有凸緣圓筒形件的拉深變形程度應(yīng)該用dt和h(或dt/d和h/d)來(lái)表示。有凸緣圓筒形件的拉深方法(1)窄凸緣圓筒

7、形件的多次拉深窄凸緣圓筒形件多次拉深時(shí),前幾次可當(dāng)作無(wú)凸緣圓筒形件拉深,不留凸緣。直到最后幾道拉深工序才形成錐形凸緣,最后將其壓平。(2)寬凸緣圓筒形件的多次拉深寬凸緣圓筒形件在第一次拉深時(shí),就將凸緣直徑拉深到零件所需要的尺寸。以后各次拉深時(shí),凸緣直徑保持不變,僅改變筒體的形狀和尺寸。為了保證在以后多次拉深時(shí)已拉出的凸緣外部不再發(fā)生變形,寬凸緣圓筒形件首次拉入凹模的材料表面積應(yīng)比零件實(shí)際需要量多3%~5%,這些多余的材料在以后各次拉深中再逐次轉(zhuǎn)移到凸緣部分,使凸緣增厚,從而避免底部拉裂。4.3.3拉深力與壓邊力1.拉深力2.

8、壓邊力3.拉深時(shí)壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的選擇在選擇壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力時(shí)必須注意:當(dāng)拉深行程較大,特別是采用落料拉深復(fù)合模時(shí),不能簡(jiǎn)單地將落料力與拉深力迭加去選擇壓力機(jī)噸位。準(zhǔn)確的選擇壓力機(jī)的原則應(yīng)是:工作行程中的實(shí)際變形力曲線必須在壓力機(jī)的壓力曲線所允許的范圍內(nèi)。4.拉深功與功率計(jì)算拉深功拉深功率4

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