圓筒形件拉深變形分析.ppt

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1、復(fù)習(xí)第三章的內(nèi)容 1.彎曲變形規(guī)律及彎曲件質(zhì)量影響因素。 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 2影響回彈的因素與減少回彈的措施。 3.彎曲工藝計(jì)算方法 。 4.彎曲模典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn),彎曲模工作零件設(shè)計(jì)方法 。 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 拉深是 基本 沖壓工序之一 本章在分析拉深變形過(guò)程及拉深件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ) 上 , 介紹拉深工藝計(jì)算 、 工藝方案制定和拉深模設(shè)計(jì) 。 涉及 拉深變形過(guò)程分析 、 拉深件質(zhì)量分析 、 拉深系數(shù)及最小拉深 系數(shù)影響因素 、 圓筒形件的工藝計(jì)算 、 其它形狀零件的拉深 變形特點(diǎn) 、 拉深工藝性分析與工藝方案確定 、 拉深模典型結(jié) 構(gòu) 、 拉深

2、模工作零件設(shè)計(jì) 、 輔助工序等 。 內(nèi)容簡(jiǎn)介: 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 1 了解拉深變形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素; 2 掌握拉深工藝計(jì)算方法 。 3 掌握拉深工藝性分析與工藝設(shè)計(jì)方法; 4 認(rèn)識(shí)拉深模典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) , 掌握拉深模工作零件設(shè)計(jì) 方法; 5 掌握拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì)的方法和步驟 。 學(xué)習(xí)目的與要求: 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 1 拉深變形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素; 2 拉深工藝計(jì)算方法; 3 拉深工藝性分析與工藝方案制定; 4 拉深模典型結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); 5 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì)的方法和步驟。 重點(diǎn): 難點(diǎn): 1拉深變

3、形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素; 2拉深工藝計(jì)算 ; 3其它形狀零件的拉深變形特點(diǎn) ; 4拉深模典型結(jié)構(gòu)與拉深模工作零件設(shè)計(jì) 。 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 第三節(jié) 旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 第四節(jié) 圓筒形件拉深工藝計(jì)算 第五節(jié) 其它形狀零件的拉深 第六節(jié) 拉深件的工藝性 第七節(jié) 拉深模的典型結(jié)構(gòu) 第八節(jié) 拉深模工作零件的設(shè)計(jì) 第九節(jié) 拉深工藝的輔助工序 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 圓筒形件拉深變形分析 本章目錄 第一節(jié) 概述 拉深 : 又稱拉延,是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用下,將平板坯 料或空心工序件制成 開口空心零件 的加工方法。 它是沖壓基本工序之

4、一。 可以加工旋轉(zhuǎn)體零件,還可加工盒 形零件及其它形狀復(fù)雜的薄壁零件。 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 拉深 不變薄拉深 變薄拉深 拉深模 : 拉深模 特點(diǎn) : 結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單,與沖裁模比較,工作部分有較 大的圓角,表面質(zhì)量要求高,凸、凹模間隙略大 于板料厚度。 拉深所使用的模具。 第二節(jié) 圓筒形件拉深變形分析 圓筒形件是最典型的拉深件。 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 一、拉深變形過(guò)程 (二)拉深變形過(guò)程及特點(diǎn) 1 變形現(xiàn)象 (一)拉深成形時(shí)板料的受力分析 平板圓形坯料的凸緣 彎曲繞過(guò)凹模圓角, 然后拉直 形成豎直筒壁。 變形區(qū) 凸緣; 已變形區(qū) 筒壁;

5、不變形區(qū) 底部。 底部和筒壁為傳力區(qū)。 折彎成形 第二節(jié) 圓筒形件拉深變形分析 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 一、拉深變形過(guò)程(續(xù)) (二)拉深變形過(guò)程及特點(diǎn)(續(xù)) 2金屬的流動(dòng)過(guò)程 工藝網(wǎng)格實(shí)驗(yàn) 材料轉(zhuǎn)移:高度、厚度發(fā)生變化。 3拉深變形過(guò)程 外力 凸緣產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力:徑向拉應(yīng)力 1;切向壓應(yīng)力 3 凸緣塑性變形:徑向伸長(zhǎng),切向壓縮,形成筒壁 直徑為高度為的圓筒形件( H( D-d) /2) 拉深單元變形動(dòng)畫 第二節(jié) 圓筒形件拉深變形分析 1.凸緣部分 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 二、拉深過(guò)程中坯料內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 拉深過(guò)程中某一瞬間坯料所處的狀態(tài) 應(yīng)力

6、分布圖 2.凹模圓角部分 3.筒壁部分 4.凸模圓角部分 5.筒底部分 坯料各區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變是很不均勻的。 拉深成形后制件壁厚和硬度分布 第二節(jié) 圓筒形件拉深變形分析 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 三、拉深件的起皺與拉裂 拉深過(guò)程中的 質(zhì)量問(wèn)題 : 主要是凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂。 凸緣區(qū)起皺 : 傳力區(qū)拉裂 : 由于切向壓應(yīng)力引起板料失穩(wěn)彎曲而拱起; 由于拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度引起板料斷裂。 第二節(jié) 圓筒形件拉深變形分析 1.凸緣變形區(qū)的起皺 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 三、拉深件的起皺與拉裂(續(xù)) 主要決定于 : 一方面是切向壓應(yīng)力 3的

7、大小,越大越容易失穩(wěn)起皺; 另一方面是凸緣區(qū)板料本身的抵抗失穩(wěn)的能力。 凸緣寬度越大,厚度越薄,材料彈性模量和硬化模量越 小,抵抗失穩(wěn)能力越小。 最易起皺的位置 : 凸緣邊緣區(qū)域 起皺最強(qiáng)烈的時(shí)刻 : 在凸緣寬度縮小到原來(lái)的一半左右。 防止 起皺: 采用壓邊圈 第二節(jié) 圓筒形件拉深變形分析 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 2.筒壁的拉裂 主要因素 : 拉深變形程度; 毛坯與模具的摩擦阻力 -受壓邊力、潤(rùn)滑、凹模圓角 半徑等影響; ( 1)壓邊力的影響 筒壁的承載能力 -受模具間隙、凸模圓角半徑、圓角 部分的潤(rùn)滑等影響。 ( 2)相對(duì)圓角半徑的影響 ( 3)潤(rùn)滑的影

8、響 ( 4)凸模和凹模間隙的影響 ( 5)表面粗糙度的影響 第二節(jié) 圓筒形件拉深變形分析 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 2.筒壁的拉裂 當(dāng)筒壁拉應(yīng)力超過(guò)筒壁材料的抗拉強(qiáng) 度時(shí),拉深件就會(huì)在底部圓角與筒壁 相切處的危險(xiǎn)斷面產(chǎn)生破裂。 防止 拉裂: 一方面要通過(guò)改善材料的力學(xué)性能,提高筒壁抗拉強(qiáng)度; 另一方面通過(guò)正確制定拉深工藝和設(shè)計(jì)模具,降低筒壁所 受拉應(yīng)力。 最易拉裂的時(shí)刻 : 最易拉裂的位置 : 當(dāng) Rt=( 0.70.9) R0時(shí) , max1 達(dá)到 最大值 )( maxmax1 拉 深 件 類 型 a)軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體拉深件 b)盒形件 c)不對(duì)稱拉深件 第四

9、章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 拉 深 模 結(jié) 構(gòu) 圖 -模柄 -上模座 - 凸模固定板 - 彈簧 -壓 邊圈 -定位 板 -凹模 -下模座 -卸料螺釘 10- 凸模 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 毛坯的三角形陰影部分材料 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 拉深變形過(guò)程 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 拉深網(wǎng)格的變化 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 拉 深 過(guò) 程 的 應(yīng) 力 與 應(yīng) 變 狀 態(tài) 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 下標(biāo) 1、 2、 3分 別代表坯料徑向、 厚度方向 、 切向 的應(yīng)力和應(yīng)變 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 下標(biāo) 1、 2、 3分 別代表坯料徑向、 厚度方向 、 切向 的應(yīng)力和應(yīng)變 返回 圓 筒 形 件 拉 深 時(shí) 的 應(yīng) 力 分 布 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) r 凹模洞口直徑 RT 拉深中某時(shí)刻的 凸緣半徑 R0 毛坯半徑 拉深件材料厚度和硬度的變化 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 凸 緣 變 形 區(qū) 的 起 皺 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 筒 壁 的 拉 裂 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 第四章 拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì) 不變薄拉深 變薄拉深

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