圆筒形件拉深模设计

拉 深 是 基 本 冲 压 工 序 之 一 本 学 习 情 境 在 分 析 拉 深 变 形 过 程 及 拉 深 件 质 量 影 响 因 素的 基 础 上 ， 介 绍 了 拉 深 工 艺 计 算 、 工 艺 方 案 制 定 和 拉 深 模 设计 。 涉 及 到 拉 深 变 形 过 程 分 析 、 拉 深 件 质 量 分 析 、 拉 深 系 数及 最 小 拉 深 系 数 的 影 响 因 素 、 圆 筒 形 件 的 工 艺 计 算 、 其 它 形状 零 件 的 拉 深 变 形 特 点 、 拉 深 工 艺 性 分 析 与 工 艺 方 案 确 定 、拉 深 模 的 典 型 结 构 、 拉 深 模 的 工 作 零 件 设 计 、 辅 助 工 序 等 。内 容 简 介 ：学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 1.了 解 拉 深 变 形 规 律 及 拉 深 件 质 量 影 响 因 素 ；2.掌 握 拉 深 工 艺 计 算 方 法 。3.掌 握 拉 深 工 艺 性 分 析 与 工 艺 设 计 方 法 ；4.认 识 拉 深 模 典 型 结 构 及 特 点 ， 掌 握 拉 深 模 工 作 零 件 设 计 方法 ；5.掌 握 拉 深 工 艺 与 拉 深 模 设 计 的 方 法 和 步 骤 。学 习 目 的 与 要 求 ：学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 本学习情境重点：1.拉 深 变 形 规 律 及 拉 深 件 质 量 影 响 因 素 ；2.拉 深 工 艺 计 算 方 法 ；3.拉 深 工 艺 性 分 析 与 工 艺 方 案 制 定 ；4.拉 深 模 典 型 结 构 与 结 构 设 计 ；5.拉 深 工 艺 与 拉 深 模 设 计 的 方 法 和 步 骤 。本学习情境难点：1.拉 深 变 形 规 律 及 拉 深 件 质 量 影 响 因 素 ；2.拉 深 工 艺 计 算 ；3.其 它 形 状 零 件 的 拉 深 变 形 特 点 ；4.拉 深 模 典 型 结 构 与 拉 深 模 工 作 零 件 设 计 。学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 本次课的重点：1.什 么 是 起 皱 ？2.起 皱 的 原 因 ？3.在 什 么 情 况 下 会 起 皱 ？4.凸 缘 区 抗 起 皱 的 能 力 与 什 么 有 关 ？ 5.什 么 时 刻 最 易 起 皱 ？6.在 什 么 情 况 下 可 能 出 现 拉 裂 ？7.在 筒 壁 的 什 么 部 位 可 能 拉 裂 ？ 学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 第 一 节 拉 深 基 本 原 理拉 深 ： 又 称 拉 延 ， 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 开 口 空 心 零 件 的 加 工 方 法 。 它 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 。拉 深 不 变 薄 拉 深变 薄 拉 深拉 深 模 ：拉 深 模 特 点 ： 结 构 相 对 较 简 单 ， 与 冲 裁 模 比 较 ， 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 。 拉 深 所 使 用 的 模 具 。学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 第 一 节 拉 深 基 本 原 理圆 筒 形 件 是 最 典 型 的 拉 深 件 。一、拉深变形过程2.拉 深 变 形 过 程 及 特 点（ 1） 拉 深 变 形 过 程1.拉 深 成 形 时 板 料 的 受 力 分 析 平 板 圆 形 坯 料 的 凸 缘 弯 曲 绕 过 凹 模 圆 角 ， 然 后 拉 直形 成 竖 直 筒 壁 (凸 缘 逐 渐 减 小 ， 筒 壁 逐 渐 增 高 的 过 程 ） 。学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 第 一 节 拉 深 基 本 原 理（ 2） 网 格 变 化 筒 底 无 变 化 筒 壁 无 变 化 凸 缘 区 径 向 伸 长 ， 切 向 压 缩 。（ 2） 拉 深 变 形 特 点 筒 底 、 筒 壁 是 传 力 区 。学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 第 一 节 拉 深 基 本 原 理 凸 缘 区 是 变 形 区 变 形 不 均 匀 ： 凸 缘 边 缘 变 形 最 大 。二 、 拉 深 过 程 中 坯 料 内 的 应 力 与 应 变 状 态1.应 变（ 1） 凸 缘 区 径 向 ： 切 向 ： 厚 度 方 向 ：（ 2） 凹 模 圆 角 部 分（ 3） 筒 壁 部 分 凸 缘 部 分 伸 长压 缩一 定 范 围 内 变 薄 ， 一 定 范 围 外 增 厚学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 第 一 节 拉 深 基 本 原 理（ 4） 凸 模 圆 角 部 分（ 5） 筒 底 部 分2.应 力 拉 深 成 形 后 制 件 壁 厚 和 硬 度 分 布三 、 拉 深 时 凸 缘 区 的 应 力 分 布 与 起 皱1.拉 深 过 程 中 某 一 瞬 间 ， 凸 缘 区 的 应 力 分 布（ 1） 径 向 拉 应 力 边 缘 最 小 为 0， 凹 模 口 处 最 大 。（ 2） 切 向 压 应 力 边 缘 最 大 ， 凹 模 口 处 最 小 ， 但 不 为 0。学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 第 一 节 拉 深 基 本 原 理（ 3） 在 R=0.61 Rt处 ， 径 向 拉 应 力 等 于 切 向 压 应 力 ， 往 内 ， 拉应 力 占 优 、 厚 度 变 薄 ， 往 外 ， 压 应 力 占 优 、 厚 度 增 厚 。2.整 个 拉 深 过 程 中 1max、 3max的 变 化 规 律（ 1） 1m ax的 变 化 规 律 由 小 逐 渐 增 大 ， 当 Rt=（ 0.80.9） R时 ， 1m ax最 大 ， 即 拉 深刚 开 始 不 久 拉 应 力 即 达 到 最 大 ； 然 后 逐 渐 减 小 ， 结 束 时 为 零 。（ 2） 3m ax的 变 化 规 律 随 拉 深 的 进 行 逐 渐 增 大 ， 结 束 时 达 到 最 大 。3.凸 缘 区 的 起 皱学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 第 一 节 拉 深 基 本 原 理（ 1） 什 么 是 起 皱 ？（ 2） 起 皱 的 原 因 ？ 压 应 力（ 3） 在 什 么 情 况 下 会 起 皱 ？ 当 坯 料 内 的 压 应 力 超 过 其 抗 起 皱 的 能 力 时 会 起 皱 。（ 4） 凸 缘 区 抗 起 皱 的 能 力 与 什 么 有 关 ？ 坯 料 厚 度 越 ， 抵 抗 起 皱 的 能 力 。 凸 缘 宽 度 越 ， 抵 抗 起 皱 的 能 力 。（ 5） 什 么 时 刻 最 易 起 皱 ？ 凸 缘 宽 度 减 少 到 原 来 宽 度 一 半 时 最 易 起 皱 。学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 第 一 节 拉 深 基 本 原 理三、拉深件的起皱与拉裂（续） 2.筒 壁 的 拉 裂主 要 取 决 于 ： 一 方 面 是 筒 壁 传 力 区 中 的 拉 应 力 ；另 一 方 面 是 筒 壁 传 力 区 的 抗 拉 强 度 。 当 筒 壁 拉 应 力 超 过 筒 壁 材 料 的 抗 拉 强 度 时 ， 拉 深 件 就 会 在底 部 圆 角 与 筒 壁 相 切 处 “ 危 险 断 面 ” 产 生 破 裂 。 防 止 拉 裂 ：一 方 面 要 通 过 改 善 材 料 的 力 学 性 能 ， 提 高 筒 壁 抗 拉 强 度 ； 另 一 方 面 通 过 正 确 制 定 拉 深 工 艺 和 设 计 模 具 ， 降 低 筒 壁 所受 拉 应 力 。 学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 拉深件类型a） 轴 对 称 旋 转 体 拉 深 件 b)盒 形 件c)不 对 称 拉 深 件学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 拉深模结构图 -模 柄 -上 模 座 -凸 模 固 定 板 -弹 簧 -压边 圈 -定 位板 -凹 模 -下 模 座 -卸 料 螺 钉 10-凸 模 学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 拉深变形过程学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 拉深的网格试验学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 拉深过程的应力与应变状态下 标 1、 2、 3分别 代 表 坯 料 径 向 、厚 度 方 向 、 切 向的 应 力 和 应 变 学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 圆筒形件拉深时凸缘变形区的应力分 布 学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 拉 深 件 的 壁 厚 和 硬 度 的 变 化 学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 凸缘变形区的起皱 学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 筒壁的拉裂学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计 不 变 薄 拉 深 变 薄 拉 深学习情境3.1：圆筒形件拉深模设计