《冲压模具及设备 教学课件 ppt 作者 徐政坤 第6章 拉深》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冲压模具及设备 教学课件 ppt 作者 徐政坤 第6章 拉深（152页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 拉 深,第六章 拉 深,第一节 拉深变形过程分析 一、拉深变形过程及特点 图62所示为圆筒形件的拉深过程。直径为D、厚度为t的圆形毛坯经过拉深模拉深，得到具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。,第六章 拉 深,图6-2 圆筒形件的拉深,圆筒形件的拉深,第六章 拉 深,图6-3 拉深时材料的转移,拉深时材料的转移,第六章 拉 深,图6-4 拉深件沿高度方向壁厚与硬度的变化,拉深件沿高度方向壁厚与硬度的变化,第六章 拉 深,图6-5 拉深件的网格试验 a)网格的变化 b)扇形小单元体的变形,拉深件的网格试验,第六章 拉 深,二、拉深过程中坯料内的应力与应变状态 拉深过程是一个复杂的塑性变
2、形过程，其变形区比较大，金属流动大，拉深过程中容易发生凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂而使工件报废。因此，有必要分析拉深时的应力、应变状态，从而找出产生起皱、拉裂的根本原因，在设计模具和制订冲压工艺时引起注意，以提高拉深件的质量。,第六章 拉 深,图6-6 拉深过程的应力与应变状态,1.凸缘平面部分(A区) 2.凸缘圆角部分(B区) 3.筒壁部分(C区) 4.底部圆角部分(D区) 5.筒底部分(E区),第六章 拉 深,三、拉深件的主要质量问题及控制 生产中可能出现的拉深件质量问题较多，但主要的是起皱和拉裂。 1.起皱 (1)起皱产生的原因 凸缘部分是拉深过程中的主要变形区，而该变形区受最大切向压
3、应力作用，其主要变形是切向压缩变形。 (2)影响起皱的主要因素,第六章 拉 深,图6-7 拉深件的起皱破坏 a)起趋现象 b)轻微起皱影响拉深件质量 c)严重起皱导致破裂,拉深件的起皱破坏,第六章 拉 深,图6-8 锥形凹模的拉深,锥形凹模的拉深,第六章 拉 深,图6-9 带压料圈的模具结构,(3)控制起皱的措施 为了防止起皱，最常用的方法是在拉深模具上设置压料装置，使坯料凸缘区夹在凹模平面与压料圈之间通过，如图6-9所示。,第六章 拉 深,表6-1 采用或不采用压料装置的条件,第六章 拉 深,图6-10 拉深件 的拉裂破坏,2.拉裂,第六章 拉 深,第二节 拉深件的工艺性 一、拉深件的结构与
4、尺寸 1)拉深件应尽量简单、对称，并能一次拉深成形。 2)拉深件壁厚公差或变薄量要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。 3)当零件一次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时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。 4)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。,第六章 拉 深,5)拉深件的底部或凸缘上有孔时，孔边到侧壁的距离应满足aR+0.5t(或r+0.5t)，如图6-11a所示。 6)拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件的四角等处的圆角半径应满足：rt，R2t，rg3t，如图6-11所示。,图6-11 拉深件的孔边距及圆角半径,第六
5、章 拉 深,图6-12 带台阶拉深件的尺寸标注,7)拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。,第六章 拉 深,二、拉深件的精度 一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。圆筒形拉深件的径向尺寸精度和带凸缘圆筒形拉深件的高度尺寸精度分别见表62、表63。,第六章 拉 深,表6-2 圆筒形拉深件径向尺寸的偏差值(mm),第六章 拉 深,表6-3 带凸缘圆筒形拉深件高度尺寸的偏差值(mm),第六章 拉 深,三、拉深件的材料 用于拉深件的材料，要求具有较好的塑性，屈强比s/b小、板厚方向性系数r大，板平面方向性系数r小。 第三节 旋转体拉深件坯
6、料尺寸的确定 一、坯料形状和尺寸确定的原则 1.形状相似性原则 2.表面积相等原则,第六章 拉 深,表6-4 无凸缘圆筒形拉深件的切边余量h(mm),第六章 拉 深,表6-5 带凸缘圆筒形拉深件的切边余量R (mm),第六章 拉 深,图6-13 圆筒形 拉深件坯料 尺寸计算图,二、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定,第六章 拉 深,表6-6 常见旋转体拉深件坯料直径的计算公式,第六章 拉 深,表6-6 常见旋转体拉深件坯料直径的计算公式,第六章 拉 深,表6-6 常见旋转体拉深件坯料直径的计算公式,第六章 拉 深,表6-6 常见旋转体拉深件坯料直径的计算公式,第六章 拉 深,2.对于厚度小于1mm
7、的拉深件，可不按工件材料厚度中心层尺寸计算，而根据工件外壁尺寸计算。 3.对于部分未考虑工件圆角半径的计算公式，在计算有圆角半径的工件时计算结果要偏大，故在此情形下，可不考虑或少考虑修边余量。,第六章 拉 深,三、复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定,图6-14 旋转体表 面积计算图,第六章 拉 深,第四节 圆筒形件的拉深工艺计算 一、拉深系数及其极限 前以述及，圆筒形件的拉深变形程度一般用拉深系数表示。在设计冲压工艺过程与确定拉深工序的数目时，通常也是用拉深系数作为计算的依据。,第六章 拉 深,图6-16 圆筒形件的多次拉深,从广义上说，圆筒形件的拉深系数m是以每次拉深后的直径与拉深前的坯料(工序
8、件)直径之比表示(图616),第六章 拉 深,图6-17 拉深试验 a)无压料装置 b)有压料装置,拉深试验,第六章 拉 深,(1)材料的组织与力学性能 一般来说，材料组织均匀、晶粒大小适当、屈强比s/b小、塑性好、板平面方向性系数r小、板厚方向系数r大、硬化指数n大的板料，变形抗力小，筒壁传力区不容易产生局部严重变薄和拉裂，因而拉深性能好，极限拉深系数较小。 (2)板料的相对厚度t/D 当板料的相对厚度大时，抗失稳能力较强，不易起皱，可以不采用压料或减少压料力，从而减少了摩擦损耗，有利于拉深，故极限拉深系数较小。,第六章 拉 深,(3)摩擦与润滑条件 凹模与压料圈的工作表面光滑、润滑条件较好
9、，可以减小拉深系数。 (4)模具的几何参数 模具几何参数中，影响极限拉深系数的主要是凸、凹模圆角半径及间隙。,第六章 拉 深,表6-8 圆筒形件的极限拉深系数(带压料圈),第六章 拉 深,表6-9 圆筒形件的极限拉深系数(不带压料圈),第六章 拉 深,二、圆筒形件的拉深次数 当拉深件的拉深系数m=d/D大于第一次极限拉深系数m1，即mm1时，则该拉深件只需一次拉深就可拉出，否则就要进行多次拉深。 1.推算法 2.查表法,第六章 拉 深,表6-10 圆筒形件相对高度H/d与拉深次数的关系,第六章 拉 深,表6-11 圆筒形件总拉深系数m(d/D)与拉深次数的关系,第六章 拉 深,三、圆筒形件各次
10、拉深工序尺寸的计算 当圆筒形件需多次拉深时，就必须计算各次拉深的工序件尺寸，以作为设计模具及选择压力机的依据。 1.各次工序件的直径 1)保证m1 m2 mn=d/D。 2)使m1m1，m2m2，mnmn，且m1m2mn。 2.各次工序件的圆角半径 3.各次工序件的高度,第六章 拉 深,图6-18 圆筒形件,圆筒形件,第六章 拉 深,第五节 拉深力、压料力与拉深压力机 一、拉深力的确定,图6-20 拉深力变化曲线,第六章 拉 深,表6-12 修正系数K1、K2的数值,第六章 拉 深,二、压料力的确定 压料力的作用是防止拉深过程中坯料的起皱。压料力的大小应适当，压料力过小时，防皱效果不好；压料力
11、过大时，则会增大传力区危险断面上的拉应力，从而引起严重变薄甚至拉裂。因此，应在保证坯料变形区不起皱的前提下，尽量选用较小的压料力。 表6-13 单位面积压料力,第六章 拉 深,表6-13 单位面积压料力,第六章 拉 深,三、压料装置 目前生产中常用的压料装置有弹性压料装置和刚性压料装置。,第六章 拉 深,图6-21 弹性压料装置 a)弹簧式压料装置 b)橡胶式压料装置 c)气垫式压料装置 1凹模 2凸模 3压料圈 4弹性元件(弹顶器或气垫),1.弹性压料装置,第六章 拉 深,图6-22 各种弹性压料 装置的压料力曲线,各种弹性压料装置的压料力曲线,第六章 拉 深,图6-23 压料圈的结构形式
12、a)平面形压料圈 b)锥形压料圈 c)弧形压料圈 1凸模 2顶板 3凹模 4压料圈,压料圈的结构形式,第六章 拉 深,图6-24 有限位装置的压料圈,有限位装置的压料圈,第六章 拉 深,图6-25 双动压力机用拉深模的刚性压料 1凸模固定杆 2外滑块 3拉深凸模 4压料圈兼落料凸模 5落料凹模 6拉深凹模,2.刚性压料装置,第六章 拉 深,四、拉深压力机及选用 1.拉深压力机的类型及主要技术参数,第六章 拉 深,表6-15 部分双动拉深液压机的主要技术参数,第六章 拉 深,图6-26 下传动双动拉深压力机的外形 1压料螺杆 2手轮 3锁紧手轮 4拉深滑块 5上模调节手轮 6装模螺杆 7菱形压板
13、 8压料滑块 9连杆 10工作台 11离合器 12飞轮 13大齿轮,2.双动拉深压力机的结构简介,第六章 拉 深,图6-27 J4455B型下传动双动拉深压力机的传动原理 1凸轮 2大齿轮 3偏心轮 4滚轮 5工作台 6连杆 7滑块,双动拉深压力机传动原理,第六章 拉 深,图6-28 J4455B型双动拉深压力机滑块机构 1手轮 2滑块 3连杆 4锥齿轮 5装模螺杆 6手轮 7导滑面,双动拉深压力机滑块机构,第六章 拉 深,图6-29 J4455B型双动拉深压力机压料滑块调节装置 1滑块 2菱形压板 3调节螺杆 4带传动 5电动机 6、11链轮 7、10蜗杆 8蜗轮 9调节螺母,双动拉深压力机
14、压料滑块调节装置,第六章 拉 深,图6-30 JA45100型闭式单点双动拉深压力机,闭式单点双动拉深压力机,第六章 拉 深,图6-31 JA45100型双动拉深压力机传动原理 1内滑块连杆 2外滑块主连杆 3、6连杆 4摇杆 5摆杆 7小横梁 8导向杆,双动拉深压力机传动原理,第六章 拉 深,图6-32 JA45100型双动拉深压力机外滑块调节机构 1内滑块导轨 2蜗杆 3外滑块 4内滑块 5导向杆 6锁紧螺母 7调节螺母 8蜗轮 9链轮,双动拉深压力机外滑块调节机构,第六章 拉 深,图6-33 JA45100型双动拉深压力机内、外滑块调节机构的传动图 1内滑块调节蜗杆 2、9外滑块调节蜗杆
15、 3、4、6链轮 5、16双齿链轮 7滑移齿轮 8凸轮拨叉 10、13、14齿轮 11电磁离合器 12电动机 15、17支杆,双动拉深压力机内、外滑块调节机构的传动图,第六章 拉 深,图6-34 组合框架式双动拉深液压机 1液压动力部分 2拉深缸 3充液装置 4压料缸 5压料动梁(外滑块) 6拉深动梁(内滑块) 7机架 8电控装置 9移动工作台 10顶出缸,组合框架式双动拉深液压机,第六章 拉 深,图6-35 三梁四柱式双动拉深液压机 1充液缸 2主缸 3上横梁 4压料缸 5拉深动梁 6压料动梁 7操纵机构 8液压装置 9顶出缸,三梁四柱式双动拉深液压机,第六章 拉 深,第六节 其他形状零件的
16、拉深 一、带凸缘圆筒形件的拉深 图636所示为带凸缘圆筒形件及其坯料。通常，当dt/d=1114时，称为窄凸缘圆筒形件；当dt/d14时，称为宽凸缘圆筒形件。,图6-36 带凸缘圆 筒形件及其坯料,第六章 拉 深,1.拉深方法 (1)窄凸缘圆筒形件的拉深 窄凸缘圆筒形件是凸缘宽度很小的拉深件，这类零件需多次拉深时，由于凸缘很窄，可先按无凸缘圆筒形件进行拉深，再在最后一次工序用整形的方法压成所要求的窄凸缘形状。,第六章 拉 深,图6-37 窄凸缘圆筒形件的拉深 a)窄凸缘拉深件 b)窄凸缘件拉深过程 第一次拉深 第二次拉深 第三次拉深 成品,窄凸缘圆筒形件的拉深,第六章 拉 深,(2)宽凸缘圆筒形件的拉深 宽凸缘圆筒形件需多次拉深时，拉深的原则是第一
