项目四拉深工艺与模具设计(直筒件拉深).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,项目四 拉深工艺与模具设计,本项目设计任务,无凸缘筒形件,材料：,08,钢,料厚：,2mm,材料：,10,钢,料厚：,1.5mm,学生将在教师的辅导下完成图示零件的工艺性分析、工艺路线制定以及工艺计算，并将学生分成三个小组完成不同模具的设计绘制工作，并作为本学期的最终考核。,学习项目一 概述,一、拉深的概念及应用,1.,拉深：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,空心零件,的加工方法,。,2.,应用：应用广泛，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复杂的薄壁零件。,二、分类,变薄拉深：成形后零件的壁厚比原坯料厚度减薄。,不变薄拉深：成形后零件的厚度与拉深前坯料厚度基本相同。,三、拉深模,拉深模特点：,结构较简单，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。,学习项目二 圆筒形拉深件的变形分析,一、拉深变形过程,1,宏观分析,拉深前，于坯料上划出扇形区,域,oab,，拉伸开始后，扇形区转化,为三部分：,凸缘部分,abcd,：逐渐转化为,筒壁，比例减小，是变形区。,筒壁部分,cdef,，逐渐增加，为,传力区。,筒底部分,oef,，基本不发生变,形，在拉深过程中是传力区。,结论：拉深过程就是凸缘逐渐减少，转化成筒壁的过程。,2.,微观分析,应用网格法观察变形情况，分析变形特点。,分析结论：,1,）变形区与传力区：坯料的凸缘部分上的网格形状发生,明显改变是变形区，筒底网格基本无变化，所以为传力区。,2,）变形区的变形特点：,等间距的同心圆 筒壁上的水平圆周线，而且其间距,a,增大，越靠筒的上部增大越多，即 。,等分度射线 筒壁上的垂直平行线，其间距则完全相,等，即 。,从网格变化可以看出：拉深前的扇形单元格变为拉深后的,矩形单元格，其产生原因是在外力的作用下，坯料凸缘区内部,的各个小单元体之间产生了相互作用的内应力，表现为,径向受,到拉应力,的作用长度增加；,切向受压应力,的作用长度减,小。,3,）坯料厚度变化,从单元格的变化上可以看出：变形结束后所得矩形网格的,宽度都相等，而变形前坯料上的扇形网格却是越靠近外边缘网,格越大，应此宽度上需要转移的多余金属越多。这部分多余金,属不仅转移到了高度上，也向坯料的厚度上发生了转移，所以,拉深所得的筒形件在口部有最大厚度。,二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态,1.,凸缘的平面部分：属于变形区，切向受压，径向受拉。厚度有所增加，当变形程度过大时易起皱。,2.,凸缘的圆角部分,：,也属于变形区，但变形程度较小，受到拉深和弯曲的综合影响，变形较复杂。,3.,筒壁部分：变形已结束，成为传力区。受单向拉应力。,4.,筒底圆角部分：属于传力区，在切向和径向都受拉应力作用，同时由于凸模圆角半径的影响产生弯曲变形，坯料在此处厚度减薄，易拉裂。,5.,筒底部分：始终为传力区，受切向和径向的拉应力作用产生双向拉伸变形。,a,）轴对称旋转体拉深件,b,）盒形件,c,）不对称拉深件,有压边圈的首次拉深模,1-,模柄,2-,上模座,3-,凸模固定板,4-,弹簧,5-,压边圈,6-,定位板,7-,凹模,8-,下模座,9-,卸料螺钉,10-,凸模,学习项目三 拉深件的主要质量问题,一、起皱,1.,概念：在拉深时，变形区压缩失稳导致起皱，是指凸缘上材料产生皱折。,2.,危害：拉深力、拉深功增大；,拉深件质量降低；,拉深件破裂；,严重时损坏模具和设备。,3.,影响拉深起皱的主要因素,（,1,）坯料的相对厚度 ：相对厚度越小越易起皱。,（,2,）变形程度：变形程度越大越易起皱。,4.,起皱的判断：可根据相对厚度的大小由相关表格查出。,5.,起皱的解决措施：在模具结构中设置压边圈并施加合理的压料力。,有无压边圈模具结构,a),无压边圈模具,b),带压边圈模具,6.,压边圈的种类与结构,（,1,）种类,1,）刚性压边圈,适用于双动压力机、液压机上拉深。也可以用于单动压力机上进行拉深。,1-,曲轴,2-,偏心轮,3-,外滑块,4-,内滑块,5-,拉深凸模,6-,压边圈,7-,拉深凹模,2,）弹性压边圈,弹性压边圈结构适用于,单动压力机。动力来源一,般由弹簧、橡胶或液动装,置提供。,单动压力机上的弹性压边装置,1-,凹模,2-,凸模,3-,压边圈,4-,顶出杆,5-,弹簧,（,2,）压边圈的结构,压边圈形状,a),平面型,b),平锥形,c),锥形,d),圆弧形,二、拉裂,1.,拉裂产生的部位与原因,拉裂：由于材料内部拉应力过大，拉深件在坯料最薄处出现裂纹称为拉裂。,产生原因：凸缘起皱；压边力过大；变形程度过大等。,2.,解决措施,根据拉裂产生的不同原因采取相应的措施。如凸缘起皱引起拉裂应先解决起皱问题；压边力过大引起的起皱则应重新调整压边力等等。,三、突耳,突耳：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,。,产生原因：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。,作业：,1.,总结拉深变形特点。,2.,拉深件主要质量问题有哪些？,其产生原因和解决措施分别是什么？,学习项目四 拉深模典型结构,一、首次拉深模,1.,无压边圈的首次拉深模,2.,具有刚性压边圈的首次拉深模,3.,弹性压边圈在上模的首次拉深模,4.,弹性压边圈在下模的首次拉深模,5.,带锥形压边圈的首次拉深模,二、再次拉深模,1.,无压边圈的再次拉深模,2.,带弹性压边圈的再次拉深模,3.,无压边圈的反向拉深模,4.,压边圈在上模的反向拉深模,5.,压边圈在下模的反向拉深模,三、落料拉深复合模,无压边圈的首次拉深模,1-,上模座,2-,凸模,3-,固定板,4-,出气孔,5-,定位板,6-,凹模,7-,下模座,有压边圈的首次拉深模,1-,上模座,2-,凸模,3-,凸模固定板,4-,出气孔,5-,压边圈,6-,定位板,7-,凹模,8-,凹模固定板,9-,下模座,带弹性压边圈的首次拉深模,1-,弹簧,2-,通孔,3-,上模座,4-,凸模固定板,5-,螺栓,6-,凸模,7-,凸模气孔,8-,压边圈,9-,限位螺栓,10-,定位板,11-,凹模,12-,下模座,弹性压边圈在下模的首次拉深模,1-,模具气孔,2-,上模座,3-,打料杆,4-,推板,5-,凹模,6-,定位板,7-,弹性压边圈,8-,下模座,1,上模座,2,推杆,3,推件板,4,锥形凹模,5,限位柱,6,锥形压边圈,7,拉深凸模,8,固定板,9,下模座,无压边圈的再次拉深模,1-,上模座,2-,垫板,3-,凸模固定板,4-,凸模,5-,凸模气孔,6-,定位板,7-,凹模,8-,凹模座,9-,下模座,带弹性压边圈的再次拉深模,1-,推件板,2-,拉深凹模,3-,拉深凸模,4-,压边圈,5-,顶杆,6-,弹簧,反向拉深模,1-,凸模,2-,凸模气孔,3-,凹模,压边圈在上模的反向拉深,压边圈在下模的反向拉深模,落料与首次拉深复合模,1-,顶杆,2-,压边圈,3-,凸凹模,4-,推杆,5-,推件板,6-,卸料板,7-,落料凹模,8-,拉深凸模,学习项目四 拉深模设计步骤与实例介绍,一、拉深件工艺性分析,1.,材料分析,:,用于拉深成形的材料，要求具有高的塑性、低的屈强比,（）、大的板厚方向性系数、小的板平面方向性。,2.,形状分析,（,1,）拉深件形状应尽可能简单、对称、避免急剧转角或凸,台。,（,2,）深高度应尽可能小，以减少拉深次数，提高冲件质,量。,（,3,）在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一,定的斜度,。,（,4,）需多次拉深的零件，在保证必要的表面质量前提下，,应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。,（,5,）拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足：,（或,）。,拉深件的圆角半径,（,6,）拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径,应满足：。否则，应增加整形工序一次整形的，圆角半径可取：。,3.,精度分析,一般情况下，拉深件的尺寸精,度应在,IT 13,级以下，不宜高于,IT11,级。,4.,任务一工艺性分析与工艺方案的确定,任务一为为右图所示拉深件，,材料,08,钢，材料厚度,2mm,，其,工艺性分析内容如下：,（,1,）材料分析,08,钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。,（,2,）结构分析,零件为一无凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为,R3,，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此零件具有良好的结构工艺性。,（,3,）精度分析 零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求。,加工方案的确定：,零件涉及到的加工工艺：落料、拉深（需计算确定拉深次,数）、切边。,加工顺序应为：落料 多次拉深 切边,最终确定的加工方案：,落料首次拉深,复合模,第,二,次,拉深,第,三,次,最终,的拉,深件,机加切边,达到零件要求,二、圆筒形拉深件工艺计算,1.,坯料尺寸计算,（,1,）计算原则,相似原则：,拉深前坯料的形状与拉深件断面形状相似,；,等面积原则：,拉深前坯料面积与拉深件面积相等。,（,2,）计算方法,由以上原则可知，旋转体拉深件采用圆形坯料，计算坯料尺寸时，先将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体，分别求出其面积后相加，得拉深件总面积,A,。,如计算右图所示筒形件坯料尺寸，,应有以下关系式,（,3,）简单旋转体拉深件的坯料尺寸计算,根据坯料尺寸的计算方法，对于常用的简单拉深件，可选,用书中表所列公式直接求得其坯料尺寸,D,。,注意：,当板料厚度大于,lmm,时，应按板料厚度中线尺寸计,算。,（,4,）复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定,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,（,5,）任务一坯料尺寸计算,根据无凸缘筒形拉深件坯料尺寸的计算方法得,1,）确定零件修边余量,零件的相对高度 ，经查得修边余量 ，,所以，修正后拉深件的总高应为,79+6=85mm,。,2,）确定坯料尺寸由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式,得,2.,无凸缘筒形件拉深工艺计算,（,1,）拉深系数,1,）概念,拉深系数,m,是每次拉深后,筒形件的直径与拉深前坯料,（或工序件）直径的比值。,第一次拉深系数,:,第二次拉深系数,:,第,n,次拉深系数,:,总拉深系数,:,2,）拉深系数的意义,拉深系数是表示拉深变形程度的一个量，拉深系数越小，,说明拉深前后筒形件的直径差距越大，则变形程度越大。,极限拉深系数,或 ，用于表示不同材料所能承受的极,限变形程度，是拉深工艺计算的重要参数。其数值可查表。,3,）拉深系数的影响因素,a.,材料的力学性能：材料的屈强比越小、塑性越好，对拉,深越有利，极限拉深系数可以小一些。,b.,材料的相对厚度,：,相对厚度越大，抗失稳能力加,强，对拉深越有利。,c.,润滑,d.,模具的几何参数：如凸、凹模圆角半径；模具间隙等。,（,2,）拉深次数的确定,1,）推算法,根据已知条件，由书中表查得各次拉深的,m,，然后依,次计算出各次拉深工序件的直径，即,则计算结束，零件所需拉深次数为,n,次。,2),查表法,在生产实际中也可采用查表法，即根据工件的相对高度和,坯料的相对厚度，直接由书中表查得拉深次数。,例,：已知无凸缘筒形拉深件的,35mm,，高度,66mm,，材料,厚度,0.8mm,，试求该拉深件的拉深次数。,推算法：计算零件坯料尺寸为,100mm,，查表得各次拉深,的极限拉深系数为 则,共需拉深,3,次,查表法：计算零件的坯料相对厚度为,0.008,，相对高度为,1.89,，查表得零件所需拉深次数为,3,次。,（,3,）圆筒形拉深件各次工序尺寸的计算,1,）工序件直径,：,依据推算法确定拉深次数时求得的各次拉,深中间工序件的直径尺寸进行调整从而得出实际生产时各工序,件的直径尺寸。,调整原则：,1.,2.,3.,2,）工序件圆角半径,3,）工序件的拉深高度,（,4,）任务一拉深工序件尺寸计算,已计算坯料尺寸为,105mm,，则,1,）判断是否采用压边圈,零件的相对厚度 ，经查，压边圈为可用可不用的范围，为了保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈。,2,）确定拉深次数,查得零件的各次极限拉深系数分别为,m,1,=0.5,，,m,2,=0.75,，,m,3,=0.78,，,m,4,=0.8,。所以，每次拉深后筒,形件的直径应为,计算可知共需,4,次拉深。,3,）确定各工序件直径,调整各次拉深系数分别为 ，则,调整后每次拉深所得筒形件的直径为,第四次拉深时的实际拉深系数,其大于第三次实际拉深系数和第四次极限拉深系数，所以调整合理。第四次拉深后筒形件的直径为 。,4,）确定各工序件高度,根据拉深件圆角半径计算公式，取各次拉深筒形件圆角半,径分别为 ，所以每次拉深后筒形件的,高度为,由以上计算可知，该例需拉深,4,次成形，所以其最终的加工,工艺路线为：落料与首次拉深复合模,第二次拉深,第三,次拉深,第四次拉深,机加切边。,拉深工序件图,3.,有凸缘筒形件拉深工艺计算,有凸缘筒形件的标注方法。,（,1,）窄凸缘筒形件的拉深,对 之间的凸缘件称为窄凸缘件。这类冲件,因凸缘很小，可以当作一般圆筒形件进行拉深，只在倒数第二,次工序时才拉出凸缘或拉成具有锥形的凸缘，而最后通过矫正,工序压成水平凸缘，其过程如下图所示。若,h/d1,时，则第一,次即可拉成口部具有锥形凸缘的圆筒形，最后凸缘再经校正即,可。,（,2,）宽凸缘（）筒形件的拉深,1,）宽凸缘筒形件的拉深特点,宽凸缘件的第一次拉深与拉深圆筒形件相似，只是在拉深,过程中不把坯料边缘全部拉人凹模，而在凹模面上形成凸缘而,已。,2),变形程度的表示方法,当冲件底部圆角半径,r,与凸缘处圆角半径,R,相等时，其拉深,系数应为：,显然，上式所计算的拉深系数与三个量有关即,凸缘的相对直径,零件的相对高度,相对圆角半径,其中以 影响最大，影响次之，最小。由此可见，有凸缘筒形件的拉深系数不仅与筒形件的直径有关，还与筒形件凸缘的大小有关。从书中凸缘件的首次拉深系数表中可以看出，当坯料相对直径一定时，凸缘相对直径越大，拉深系数越小。,3,）宽凸缘筒形件的拉深原则,a.,判定能否一次拉成,若,或,可以一次拉成,b.,多次拉深的原则,按查出的第一次极限拉深系数或首次拉深最大相对高度拉,成凸缘直径等于零件所需要尺寸 （含修边余量）的中间过,渡形状，以后各次拉深均保持凸缘件直径 不变，只按凸缘,筒形件多次拉深的方法逐步减小筒形部分直径，直到拉成零件,为止。,拉深模设计,为了保证以后各次拉深时凸缘不再收缩变形，通常使第一,次拉成的筒形部分金属表面积比实际需要的多,3%5%,，这部,分多余的金属逐步分配到以后各次工序中去，最后这部分金属,逐渐使筒口附近凸缘加厚，但这不会影响零件质量。,4,）拉深工序件高度的计算,以后各次拉深高度,第一次拉深高度,5,）有凸缘筒形件多次拉深的方法,通过减小筒部直径来增加高度,通过减小圆角半径来减小直径,（,2,）压边力的计算,压边装置,刚性压边装置：压边力靠间隙调控，其大小与,压力机滑块下止点的位置有关。,弹性压边装置：压边力由弹性元件提供，其大,小与弹性元件有关，为了防止拉深后期压,边力过大导致拉裂，常加限位装置。,压边力。,拉深力；,外滑块公称压力；,内滑块公称压力；,压力机的公称压力；,弹性压边装置压边力的计算公式为,式中,A,压边面积；,P,单位压边力，可查表。,（,3,）压力机工称压力的选择,对于双动压力机,对于单动压力机,注意：,在落料拉深复合模中，要校核压力机行程与力的关系曲线，以防出现超载问题。,（,4,）任务一压力计算与设备的选择,模具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别,计算落料力、拉深力和压边力。,因为拉深力与压边力的和小于落料力，所以，应按照落料力的大小选用设备。初选设备为,J2335,。,5.,拉深模工作零件设计与计算,（,1,）凸、凹模结构,不用压边圈拉深的凹模结构,a,）平面形凹模,b,）锥形凹模,1,、,5-,气孔,2-,凹模,3-,定位板,4-,凹模,6-,顶块,7-,弹簧,8-,底座,带压边圈凹模的结构,（,2,）凸、凹模的圆角半径,凹模圆角半径的大小对拉深有重要影响，圆角半径过小，,金属流动阻力大，且弯曲变形影响程度大，零件易拉裂；圆角,半径过大，坯料在拉深时的有效支撑面积减小，且拉深后期较,早结束压料，零件易起皱。,凹模圆角半径的计算,首次拉伸,对于以后各次拉深，可取,式中,前后两次工序中工序件的直径。,凸模圆角半径较凹模影响较轻，凸模圆角半径过小，零件,弯曲变形加大，坯料变薄严重，零件易拉裂；圆角半径过大，,拉深时坯料的支撑面积减小，零件易起皱。,凸模圆角半径的计算,首次拉深,多次拉伸中的以后各次,式中,最后一次拉深圆角半径应等于零件要求的圆角半径，但应大于一倍料厚，否则，应增加一道整形工序,系数，由书中表查出。,材料的公称厚度；,材料的最大厚度；,（,3,）拉深模的间隙,拉深模间隙较小，金属拉深时流动阻力大，拉深力增加，,零件易拉裂；间隙较大，零件质量较差。,一般，拉深模的单边间隙 由下式计算,凸、凹模的制造公差。,凸、凹模的单边间隙；,工序件的基本尺寸；,凸模基本尺寸；,凹模基本尺寸,；,（,4,）凸、凹模工作零件尺寸计算,1,）中间工序件凸、凹模尺寸计算,式中,2,）末次拉深,拉深件尺寸与模具尺寸,a,）外形有要求时,b,）内形有要求时,凸、凹模的制造公差。,冲件的公差；,当工件外形尺寸要求一定时，以凹模为准。凸模尺寸按凹,模减小以取得间隙。具体计算公式为,当工件内形尺寸要求一定时，以 凸模为准。凹模尺寸按凸,模增大以取得间隙。具体计算公式为,凹模,凸模,凹模,凸模,（,5,）任务一凸、凹模尺寸计算,1,）首次拉深凸、凹模尺寸计算,由上边计算可知：第一次拉深件后零件直径为,55.65mm,，,由公式 确定拉深凸、凹模间隙值，查得 ，,所以间隙 ，则,首次拉深凹模,首次拉深凸模,2,）末次拉深凸、凹模尺寸计算,因为零件标注外形尺寸（）,mm,，所以要先计算凹,模，即,拉深凹模,拉深凸模,习题课 任务一其他内容工艺计算及模具结构设计,一、落料拉深复合模其它工艺计算,1.,落料凸、凹模刃口尺寸计算,根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料,尺寸为,，查得零件冲裁凸、凹模最小间隙 ，,最大间隙 ，凸模制造公差 ，凹模制造公,差 。将以上各值代入 校验是否,成立。经校验，不等式成立，所以可按下式计算工作零件刃口,尺寸。,落料凹模,落料凸模,2.,排样计算,零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为,1.5mm,，,零件与条料侧边之间的搭边值为,1.8mm,，若模具采用无侧压装,置的导料板结构，则条料上零件的步距为,106.5mm,，条料的宽,度应为,选用规格为,2mm1000mm1500mm,的板料，计算裁料,方式如下。,裁成宽,109.6mm,，长,1000mm,的条料，则每张板料所出零,件数为,裁成宽,109.6mm,，长,1500mm,的条料，则每张板料所出零件数为,经比较，应采用第二种裁法，零件的排样图如下图所示。,零件排样图,二、第二次拉深工艺计算,1.,拉深凸、凹模尺寸计算,第二次拉深件后零件直径为,43.41 mm,，拉深凸、凹模间隙,值仍为,3mm,，则拉深凸、凹模尺寸分别为,拉深凹模,拉深凸模,2.,拉深力计算,初选设备位,J2310,。,三、模具零部件结构的确定,1.,落料拉深复合模零部件设计,（,1,）标准模架的选用,标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算,凹模周界的大小。根据凹模高度和壁厚的计算公式得,凹模高度,凹模壁厚,凹模外径,以上计算仅为参考值，由于本套模具为落料拉深复合模，所以凹模高度受拉深件高度的影响必然会有所增加，其具体高度将在绘制装配图时确定。另外，为了保证凹模有足够的强度，将其外径增大到,200mm,。,模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规,格为：,上模座,200mm200mm45mm,；,下模座,200mm200mm50mm,；,导柱,32mm190mm,；,导套,32mm105mm43mm,。,（,2,）其它零部件结构,拉深凸模将直接由连接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹,模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模,柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格为,A50100,的模柄。,2.,第二次拉深模零部件设计,由于零件高度较高，尺寸较小，所以未选用标准模架，导,柱导套选用标准件，其规格分别为,导柱：,35mm230mm,；,导套：,35mm115mm43mm,。,模柄采用凸缘式模柄，规格为,A6090,。,四、落料拉深模具结构图,1,、,9-,下、上模座,2,、,3,、,10,、,12,、,23-,螺钉,4-,落料凹模,5-,导柱,6-,挡料销,7-,导套,8-,凸凹模固定板,11-,模柄,13-,横销,14-,打杆,15-,推件块,16,、,22,、,24-,销钉,17-,凸凹模,18-,卸料版,19-,凸模,20-,压边圈,21-,顶杆,落料拉深复合模,1-,下模座,2-,导柱,3,、,11,、,12-,螺钉,4-,凸模固定板,5-,顶杆,6-,压边圈,7-,凹模,8-,推件块,9-,上模座,10-,导套,13-,横销,14-,打杆,15-,模柄,16-,销钉,17-,凸模,第二次拉深模,学习项目六 其他形状零件的拉深,一、阶梯型零件的拉深,1.,阶梯型零件的表示方法与变形特点,阶梯形零件与圆筒形件,的拉深基本相同，即每一阶,梯相当于相应圆筒形件的拉,深。,2.,判定能否一次拉成,求出零件的高度与最小直径之比 ，再按前面所述圆,筒形件拉深相对高度表查得其工序次数，如工序次数为,1,，则,可一次拉出。,3.,拉深方法,（,1,）由大到小 假若任意两相邻,阶梯直径的比值 都不小于相应,的圆筒形件的极限拉深系数时，则其,拉深方法为由大阶梯到小阶梯依次拉,出，而其拉深次数则等于阶梯数目，,即各阶梯拉拉深次数之和。,（,2,）由小到大 假若某相邻两阶梯直径比值 小于,相应圆筒形件的极限拉深系数时，则由直径 到 按凸缘,件的拉深办法，其拉深顺序由小阶梯到大阶梯依次拉深。,二、盒形件的拉深,1.,盒形件的变形特点,盒形件,直边部分,圆角部分,两部分为一整体，相互影响。,拉深变形,弯曲变形,成形时，圆角部分的材料向直边部分流动，故使直边部分在弯曲的同时还受挤压。同样，圆角部分也不完全与圆筒形零件的拉深相同，由于直边部分的存在，圆角部分的材料可以向直边部分流动，因此圆角部分材料的变形程度有所减轻。,网格法分析,坯料上做正方形网格，拉深成盒形件后观察其上的网格变,化。,长度方向：,直边方向受横向挤压，且越靠近圆角部分及压力越大。,高度方向：,从向间距增大，且越靠近口,部增加量越大，说明向高度方向上转移的金属量越多。,结论：,（,1,）径向拉应力沿盒件周边的,分布是不均匀的，在圆角部分最大，,直边部分最小，而切向压应力的分,布也是一样。,（,2,）就以角部来说，由于应力分,布不均匀，其平均拉应力与相应的圆筒形零件相比要小得多。,因此，就危险断面处的载荷来说，盒形件要小得多，故对于相,同材料，盒形件的拉深系数可取小些。,（,3,）由于压应力在角部最大，向直边部分逐步减小，因此，,与角部相应的圆筒形件相比，材料的稳定性加强，起皱的趋势,减小，直边部分很少起皱。,2.,坯料尺寸计算,（,1,）一次成形的矩形盒,直边部分按弯曲展开，计算公式为,圆角部分按筒形件拉深展开，计算,公式为,然后过,BC,和,DE,的中点,G,和,H,作圆弧,R,的切线，再用圆弧将切线和直边展开线连接起来，便得最后修正的坯料外形,ALGHMF,。,（,2,）需多次拉深的方盒,坯料为圆形，且直径为,（,3,）需多次拉深的矩形盒,坯料采用长圆形或椭圆形，坯料窄边的曲率半径按半个方盒,计算，即取 ，圆弧中心离零件短边的距离为 。,3.,盒形件初次拉深的极限变形程度,盒形件初次拉深的极限变形程度，可用其相对高度 表,示，当零件的实际相对高度 小于查表所得的盒形件初次拉,深最大相对高度 时，零件可以一次成形。反之，则需要,多次拉深。,4.,盒形件的多次拉深,拉深原则：由于盒形件拉深时，其应力在盒形件周边分布不,均匀，因此导致应变在周边分布的不均匀性。这样的不均匀性,将引起材料内部的附加内应力，从而引发拉深件的拉裂问题和,圆角部分的横向起皱问题。因此，盒形件在多次拉深时要合理,制定中间工序件的形状与尺寸，以保证拉深的顺利进行。,矩形盒多工序拉深时工序 方形盒多工序拉深时工序,件的形状与尺寸 件的形状和尺寸,盒形件的多次拉深方法,三、曲面形状零件的拉深,1.,基本概念,曲面形状零件可定义为非平底非直壁的空心零件，其包,括：球面形状零件、锥形零件、抛物面形状零件以及诸如汽车,覆盖件一类零件的拉深成形。,2.,变形特点,以球形件为例，通过实验,测得：零件上部分为拉深变,形特点，下部分为胀形变形,特点。,学习项目七 拉深中的辅助工序,一、润滑,由右图受力分析可得：凹模,和压边圈产生的摩擦力对拉深不,利；而凸模产生的摩擦力能阻止,坯料与凸模之间的相对滑动，防,止坯料的变薄，有益于拉深的顺,利进行。因此，拉深时需对凹模,和压边圈润滑，而不需润滑凸模。,二、热处理,在拉深过程中，由于材料承受塑性变形，金属会产生加工,硬化。对于硬化不显著的金属，一般可不需要进行中间退火。,而对于高度硬化的金属，一般在一、二次拉深工序之后即需要,进行中间热处理。不需要中间热处理而能完成的拉深次数见书,中表。,此外，拉深后的冲件，常常需要进行消除残余应力的低温,退火。,三、酸洗,冲件退火之后，表面有氧化皮及其他污物，必须进行酸洗,清理，酸洗有时也用在拉深前坯料的准备工作中。,