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用座标网格实验法分析。
拉深时压边圈先把中板毛坯压紧,凸模下行,强迫位于压边圈下的材料(凸缘部份)产生塑性变形而流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。
观看拉深后的网格发觉:
底部网格大体维持不变,筒壁部份发生较大转变。
1.原间格相等的同心圆成了长度相等,间距增大的圆周线,越接近筒口,间距增大。
2.原分度相等的辐射线变成垂直的平行线,而且间距相等。
3.凸缘材料发生径向伸长变形和切向紧缩变形。
总结:
拉深材料的变形要紧发生在凸缘部份,拉深变形的进程实质上是凸缘处的材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生塑性变形,凸缘不断收缩而转化为筒壁的进程,这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。
二、各类拉深现象
由于拉深时各部份的应力(受力情形)和变形情形不一样,使拉深工艺显现了一些特有的现象:
1.起皱:
A.拉深时凸缘部份的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力,凸缘部份材料会失稳而发生隆起现象,这种现象称起皱.起皱第一在切向压应力最大的外边缘发生,起皱严峻时会引发拉度.
B.起皱是拉深工艺产生废品的要紧缘故之一,正常的拉深工艺中是不许诺的.常采纳压力圈的压力压住凸缘部份材料来避免起皱.
C.起皱的阻碍因素:
a).相对厚度:
t/D
其中t----毛坯厚度,D----毛坯直径
判定是不是起皱的条件:
D-d<
=2Zt,d----工件直径.
b).拉深变形程度的大小
可是在拉深变形进程中,切向压应力及凸缘的抗失稳能力都是随着拉深进行,切向压应力是不断增大,变形区变小,厚度相对增加,变形失稳抗力增加,两种作用的彼此抵消,使凸缘最易起皱的时刻发生于拉深变形的中间时期,即凸缘宽度大约缩至一半左右时较易发生起皱现象.
2.变形的不均匀:
拉深时材料各部份厚度都发生转变,而且转变是不均匀的.凸缘外边缘材料厚度转变最大,拉深件成形后,拉深件的坯口材料最厚,往里慢慢减薄,而材料底部由于磨擦作用(拉深凸模与底部材料间)阻止材料的伸长变形而使底部材料变薄较小,而底部圆角部份材料拉深中始终受凸模圆角的顶力及弯曲作用,在整个拉深中一直受到拉应力作用,造成此处变薄最大.
因此拉深中厚度变薄要紧集中于底部圆角部份及圆筒侧壁部份,咱们把这一变薄最严峻的部位称作危险断面.
拉深进程中,圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘的作用,当传力区的径向拉应力超出材料极限,便显现拉破现象.
3.材料硬化不均匀
拉深后材料发生塑性变形,引发材料的冷作硬化.
由于各部份变形程度不一样,冷作硬化的程度亦不一样,其中口部最大,往下硬化程度降低,拉近底部时,由于切向紧缩变形较小,冷作硬化最小,材料的屈服极限和强度都较低,此处最易产生拉裂现象。
拉深模的大体原理
(二)
三、切边余量:
是由于模具间隙不均匀,板厚转变,磨擦阻力不等,定位不准及材料机械性能的方向性等,造成拉深件口部高低不齐,关于要求高的拉
深件,需增加一道切边工序。
而多次拉深就更明显。
四、毛坯尺寸计算:
要紧依照塑变体积不变原理,并略去拉深中的壁厚的转变。
拉深前后毛坯与工件表面积相等的原那么进行,此种方式称作等面积法。
但这种计算方式只是近似的。
假设旋转体毛坯料厚>
,计算时以料厚中线为准。
当R1=R2时,D=
此主题相关图片如下:
R1≠R2
D=
五、圆筒形件拉深系数
1.拉深系数的概念。
拉深系数是指拉深后工件直径d与拉深前毛坯直径D之比。
M=d/D
A.(M<
1)拉深系数M反映了拉深时材料变形程度的大小,M越小,说明变形程度越大。
B.拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数,是拉深工艺计算和模具设计的重要依据。
C.实际生产中,为减少拉深次数,M一样取最小值。
D.当M小到必然值时,凸缘外边缘便会显现起皱现象,但可用增加压力圈的压边力避免起皱的显现。
E.当M小到必然值时,显现拉破现象,拉破一样出此刻拉深力快显现峰值时,即拉深的初始时期。
F.极限拉深系数,在危险断面不被拉破的条件下所能采纳的最小拉深系数。
2.阻碍拉深系数的因素:
A.材料的机械性能。
材料的塑性好,屈服比σs/σb小的材料,m可小些,因σs小,说明材料易变形,σb大,说明危险断面承载能力高,不易拉断。
B.毛坯的相对厚度t/D
C.拉深方式:
有压力圈时,拉深系数M可小些。
D.模具结构:
拉深模的凸,凹模圆角的大小,及凸,凹模之间的间隙大小,对拉深系数阻碍专门大。
E.磨擦与润滑条件:
要求凹模、压力圈与毛坯接触面应滑腻,要求润滑,但凸模与毛坯接触面要粗糙些好,不要润滑,以增加磨擦力,减少拉裂的可能性。
3.拉深系数的确信:
由于阻碍材料拉深系数的因素很多,理论计算与实际相差太大,各类材料的拉深系数都是由实验方式取得的。
六、拉深模的分类:
1.再次拉深模:
它是半成品毛坯套在压力圈上定位,上模下降,下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中,使半成品直径减少,要紧区别:
是压边圈与第一次拉深的压边圈不同。
2.复合拉深模:
其中其拉深凹模又起到落料凸模的作用。
拉深模的大体原理(三)
七、圆筒形拉深工艺计算
1.无凸缘筒形件拉深的工艺计算
(1)拉深次数的确信
A.求出工件的拉深系数:
mz=d/D
B.若是mz>
m1,那么可一次拉深成形;
如mz<
m1,那么需多次拉深(两次或两次以上)
C.求m1,m2,m3……mn直到体积小于mz为止,为时的n即是拉深的次数。
D.另一种方式是由工件的相对高度H/d和相对厚度t/D确信。
E.多次拉深的目的是避免拉裂。
(2)再次拉深的特点。
变形仍然是依托径向拉应力和切向压应力的联合作用。
使半成品的直径发生收缩,增加高度。
它与第一次拉深的不同要紧表此刻以下几个方面:
第一次拉深再次拉深
毛坯平板(厚度均,机械性能均匀)半成品(厚度不均,遍地性能不一)
变形区整个凸缘部份始终参与变形只有台肩部份参与变形
拉深力初始时期较大,以后慢慢减小
慢慢增大
危险断面拉裂出此刻初始时期,在凸模圆角处拉裂出此刻拉深未尾,在凸模圆角处。
起皱凸缘易起皱起皱不易发生,只是在拉深未尾发生
拉深系数最小逐次增大
(3)工艺计算程序
A.确信切边余量δ。
B.计算毛坯的直径D。
C.确信是不是用压边圈。
D.确信拉深系数与拉深次数。
E.确信各次拉深的直径。
F.确信各次拉深的凸凹模圆角半径:
ra=(D-d)t
ran=~ran-1
rt=ra
G.确信各次拉深半成品的高度:
2.带凸缘筒形件拉深的工艺计算
(1)带凸缘(法兰边)筒形件分类:
A.凸缘相对直径很小dt/d=~,相对高度较大H/d>
1,能够按无凸缘筒形件进行工艺计算和拉深,即:
第一次拉深不留凸缘,再次拉深时留出锥形凸缘,最后工序把凸缘压平。
B.凸缘相对直径专门大dt/d>
4,而且高度H很低,这种零件的变形特点已起出拉深范围,属于胀形。
C.凸缘相对半径较大dt/d>
,相对高度已较大,这种称宽凸缘筒形件,即带凸缘筒形件,它有两种成形方式:
第一种是每次拉深高度不变,改变达到要求;
第二种是改变每次拉深的直径来增加高度。
(2)带凸缘筒形件的拉深特点:
(原理与不带凸缘筒形件相似)
A.拉深系数
dt/d--凸缘相对直径
H/d--工件相对高度、
r/d--底部及凸缘部份相对圆角半径
m由以上三个尺寸因素确信,其中dt/d阻碍最大,而r/d阻碍最小,当毛坯直径D及拉深系数一按时,dt/d和H/d不同,那么材料的变形程度不同,dt/d越小,H/d越大,那么变形程度越大。
B.带凸缘筒形件拉深,凸缘不全转变成筒壁,其能够看做是无凸缘拉深进程中的一个中间状态,因此,其第一次拉深系数可小于或等于无凸缘形件的拉深。
由于极限拉深系数m的大小要紧取决于最大拉深力显现时是不是拉破。
当拉到凸缘直径为dt时,显现最大拉深力,那么带凸缘的拉深和不带凸缘的拉深的极限拉深系数相同。
如当拉到凸缘直径为dt时,未达到最大拉深力(即拉深力未超出材料的屈服极限),那么带凸缘的拉深系数还可再小些,其拉深系数可小于不带凸缘拉深时的拉深系数,即m`<
M1。
C.第一次拉深时,m1=d1/D一按时,dt/d1与H1/d1的关系必然,即dt减小,H1增大,因为d1不变,按体积不变原那么,dt与H1的转变关系不变,即变形程度由H1/d1来表示,即可由材料的极限H1/d1(即m1为极限拉深值时)当工件的H/d
D.带凸缘筒形件的拉深中,dt是第一次拉深中形成,在以后的各次拉深中不变,仅仅是靠减
小直筒部份的直径来增加筒形件的高度。
凸缘部份由于第一次拉深时的冷作硬化作用,在以
后的拉深中已难以拉动变形,强行拉动会致使拉破。
使第一次拉深切凹模的材料比最后拉深部份实际所需材料多才多3~5%,使多余材料在
以后的再次拉深中慢慢分派,最后被留在凸缘上,避免由于材料不够,在再次拉深中强行
拉深。
凸缘入凹模而显现工件拉破现象。
(3)带凸缘筒形件拉深高度:
Hn-第n次拉深高度
D-平板毛坯直径
dt-凸缘直径
dn-第n次拉深直径
Rn-第n次拉深上部圆角半径
Rn-第n次拉深底部圆角半径
拉深模的大体原理(四)
八、拉深的模具结构
1.第一次拉深模:
(1)模具结构简单,利用方便,制造容易。
(2)压边圈即起压边作用,又起卸料作用和板料的定位作用。
(3)凸模上开有气孔,以避免拉深件紧吸附于凸模上而造成困难。
(4)模具采纳倒装式,以便在下部空间较大的位置安装和调剂压边装置。
2.再次拉深模:
再次拉深模,半成品毛坯套在压边圈上定位,上模下降,下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中,使半成品直径减小,要紧区别:
3.复合拉深模:
拉深的凹模又起到落料凸模的作用。
九、拉深模工作部份尺寸的确信
其工作部份主若是指拉深凸模、凹模和压边圈。
这些工作部件的结构尺寸对拉深件的变形和拉深件的质量有专门大的阻碍。
1.拉深间隙
拉深间隙对拉深件筒形直壁部份有校正作用:
间隙大,那么校正作用减小,成效不明显,形成口大底小的锥形;
间隙减小,那么拉深力增大,易造成拉破的现象,而且模具的磨损快。
考虑到拉深中外缘的变厚,除最后一次拉深间隙取等于或略小于板料厚度之外(以保证工件精度),其余拉深都应把间隙取为稍大
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- 拉深模 大体 原理