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第二章 盒形件拉深研究的进展第二章 盒形件拉深研究的进展盒形件广泛应用于电子部件和汽车部件中，如电池盒、半导体盒和汽车反光镜、汽车油箱等。
在实际生产中拉深件多为非轴对称形状，而盒形件是典型的非轴对称形的拉深件，在盒形件拉深过程中材料的变形较为复杂，因此以盒形件为研究对象对拉深工艺作进一步的探讨更具有实际意义。
盒形件也是金属薄板拉深成形中较为典型的冲压件，其变形规律具有一定的典型性，研究这类件的成形规律，不仅对这类件成形工艺参数和工艺步骤的确定是至关重要的，同时也是进一步认识复杂件成形规律的基础。
在板料成形领域，拉深是最常用、最重要的成形方法。
在目前的理论研究中，对圆筒件拉深的研究可以说已经非常成熟，现在已经有几个比较成熟的评定参数来衡量拉深件的拉深能力，比如与工艺条件相关的极限拉延比(TLDR, Technological Limiting Drawing Ratio)[80][81]等。
但是，对于盒形件来说，由于成形情况较为复杂，既包括圆角部分的圆筒形拉深，又存在直边上的弯曲和拉延；另外，盒形件的应力应变状态也很难分析。
因此，人们在实验研究和经验分析的基础上对盒形件的拉深成形进行了大量的研究。
2.1 成形机理盒形件是一种非轴对称的零件，它的筒壁是由直边部分与圆角部分构成。
拉深变形时，应力、应变在变形区内沿周边的分布很不均匀，而且随着零件的几何参数、毛坯形状以及拉深条件的变化，其不均匀程度也会变化[21]。
此外还有板材本身的各向异性等，这些构成了盒形件拉深的一系列特点，也是盒形件拉深的难点所在。
因此，人们对于盒形件的成形机理，缺陷的分析，成形极限和材料各向异向性对拉深的影响等作了大量的研究。
由于盒形件形状的非轴对称性和自身结构的复杂性，决定了盒形件成形时不同于圆筒形件最大特点就是不均匀性，这种不均匀性主要体现在以38吉林大学硕士研究生学位论文下几个方面：1) 受力分布不均匀性盒形件拉深变形过程中，在法兰变形区，圆周部分的正应力沿切向和径向的分布、直边部分正应力沿横向和纵向的分布都是不均匀的。
方盒形拉深件的工艺性分析
方盒形拉深件是一种常用的金属加工工艺，用于制造各种形状的容器、外壳和零部件等。
其工艺性分析主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：方盒形拉深件通常采用金属材料进行制造，如钢材、铝材等。
在选择材料时需要考虑材料的可加工性、强度、硬度和耐腐蚀性等性能，以满足产品的使用要求。
2.模具设计：方盒形拉深件的成形需要使用模具进行，模具的设计和制造对产品质量和工艺性有着重要影响。
模具设计需要考虑产品形状、尺寸、壁厚和材料特性等因素，以确保产品成形的精度和一致性。
3.拉深工艺参数：方盒形拉深件的加工过程需要控制好拉深工艺参数，包括下料尺寸、板材表面的润滑剂选择、压力和速度等。
这些参数的选择和调整能够影响产品的成形质量、表面质量和机械性能。
4.成形工艺：方盒形拉深件的成形工艺包括下料、冲裁、拉伸、回弹和修整等几个步骤。
在操作过程中需要注意控制好每个步骤的工艺要求和工艺参数，避免出现裂纹、变形或者表面质量不良等问题。
5.产品质量控制：方盒形拉深件的质量要求通常包括尺寸精度、表面质量和机械性能等方面。
在加工过程中需要控制好每个环节的工艺参数，及时发现并解决质
量问题，确保产品达到客户的要求。
总之，方盒形拉深件的工艺性分析需要综合考虑材料、模具设计、工艺参数和工艺过程等因素，以确保产品质量和工艺性能的要求。
更好地应用于实际生产中，提高方盒形拉深件的制造效率和质量。
《冲压工艺与模具设计》课程设计说明书设计题目盒形件首次拉深模设计系别机械工程系专业班级机自Y091学生姓名学号200900103017指导教师日期2012年6月目录设计任务零件工艺分析1.材料分析2.结构分析3.精度分析工艺方案的确定零件工艺计算1.拉伸工艺计算（1）确定零件修边余量（2）确定坯料尺寸（3）判断是否采用压边圈（4）确定拉深次数（5）确定各工序件尺寸（6）确定各工序件高度2.首次拉伸模工艺计算（1）首次拉深凸、凹模尺寸计算（2）拉伸力与压边力冲压设备的选用模具零部件结构的确定1.模架的确定2.模座3.凸模固定板4.模柄5.定位圈6.压边圈及卸料装置7.设置反顶装置8.螺钉与销钉拉深模装配图凸凹模零件图设计感想设计任务电器盒技术要求：未标注公差按IT14级精度制造材料为黄铜H62，t = 0.5mm设计任务：设计该零件的首次拉伸模具零件工艺性分析1.材料分析黄铜有很好塑形，拉深成形性能良好，易于冷热压力加工成型2. 结构分析零件为一无凸缘盒形件，结构简单，底部圆角半径为R1.5，壁间圆角半径也为R1.5，由最终拉伸凸模保证，材料厚度t=0.5，较薄，所以，零件具有良好的结构工艺性。
3. 精度分析盒形件外形尺寸公差为IT12级，由最后一道拉伸工序保证，侧壁孔中心距尺寸与定位尺寸公差也为IT12级，由冲孔工序保证工艺方案的确定零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、冲孔，切边等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，在此为简化模具设计不考虑工序复合。
毛坯落料后，经多次拉深成形，由机械加工方法切边保证零件高度，最后对盒形件进行冲孔。
零件工艺计算1.拉深工艺计算（1）确定零件修边余量 零件的相对高度23.12227==B H ，查表5-2（167）得修边余量mm h 5.2=∆，所以，修正后拉深件的总高应为H =27+2.5=29.5mm 。
（2）确定坯料尺寸由于盒形件壁间圆角半径与底部圆角相等，边长为B 的高方盒件毛坯直径为：mm62.70mm 5.133.05.295.172.15.143.05.292242213.133.0(72.1)43.0(413.122≈⨯+⨯⨯-⨯-⨯⨯+=+---=）（）（）r H r r H B B D 所以，高矩形盒椭圆形形毛坯尺寸为：mm B L D Lz 62.82)2234(62.70)(=-+=-+=mmrL B L 14.745.1234)2234()]5.10.43-29.5222 [5.12-(2262.072)(0.43r)]-H 2B [2r -(B D Bz =⨯--⨯⨯⨯++⨯⨯=--⨯⨯++⨯=（）（）mm D R b 31.35262.702===mmR B R L B L R bz bz z z l 62.4631.35214.7431.3561.82)14.7462.82(0.252)(0.252222=⨯-⨯-+⨯=--+⨯=（3）判断是否采用压边圈 零件的相对厚度压边圈67.010014.742100=⨯=⨯z B t ，经查表5-8（P181），需采用压边圈，防止拉伸起皱。
从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分(图4.4.1) 。
若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。
但实际上圆角部分和直边部分联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。
拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。
变形前直边处的横向尺寸是等距的，即，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图4.4.1所示) 。
这些变化主要表现在：图 4.4.1 盒形件的拉深变形特点⑴直边部位的变形直边部位的横向尺寸变形后成为间距逐渐缩小，愈向边中间部位缩小愈少，即纵向尺寸变形后成为，间距渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，即。
可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。
(2) 圆角部位的变形拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直等距平行线。
同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。
因此该处的变形不同于纯粹的拉深。
根据网格的变化可知盒形件拉深有以下变形特点：(1) 盒形件拉深的变形性质与圆筒件一样，也是径向伸长，切向缩短。
沿径向愈往口部伸长愈多沿切向圆角部分变形大，直边部分变形小，圆角部分的材料向直边流动。
即盒形件的变形是不均匀的。
(2) 变形的不均匀导致应力分布不均匀(图 4.4.2) 。
在圆角部的中点最大，向两边逐渐减小，到直边的中点处最小。
故盒形件拉深时破坏首先发生在圆角处。
又因圆角部材料在拉时容许向直边流动，所以盒形件与相应的圆筒件比较，危险断面处受力小，拉深时可采用小的拉深系数也不容起皱。
图 4.4.2 盒形件拉深时的应力分布(3) 盒形件拉深时，由于直边部分和圆角部分实际上是联系在一起的整体，因此两部分的变形相影响，影响的结果是：直边部分除了产生弯曲变形外，还产生了径向伸长，切向压缩的拉深变形。
盒形零件的拉深4.4盒形零件的拉深4.4.1盒形零件拉深变形特点盒形件是由圆角和直边两部分组成，可以把它划分为四个长度为A －2r 和B －2r 的直边部分（相当于弯曲）和四个半径为r 的圆角部分（相当于拉深）。
1231231231231231231231......===...=...2h h ...h h h ...h =h =h =...=h nnn n nnn l l l l l l l l l l l l l l l l h h h ∆∆∆∆''''∆∆∆∆''''∆∆∆∆>∆>∆>∆>>∆∆∆∆∆''''∆∆∆∆∆∆∆∆<∆拉深后横向尺寸愈靠近中部，尺（1）直边部分）横向尺寸拉深前：、、、、拉深后：、、、、）纵向尺寸拉深前：、、、、拉深后：、、、、寸越小123h h ...h n h ''''<∆<∆<<∆拉深后纵向尺寸愈靠近盒形件口部，尺寸越大（2）圆角部分1）拉深前与底面垂直的等距平行线拉深后变成径向放射线(上部距离宽，下部距离窄的斜线);2）同心圆的间距不再相等，而是变大，越向口部越大。
图4-35 盒形件拉深时的应力分布（1）盒形件径向伸长，切向缩短，凸缘变形区径向拉应力σ1和切向压应力σ3分布不均，圆角处大，直边处最小；（2）圆角处的径向拉应力和切向压应力最大，为变形危险区；（3）盒形件的直边和圆角部分联系在一起，两部分变形相互影响，不是单纯的拉深和弯曲变形。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）4.4.2盒形零件拉深毛坯的形状与尺寸确定确定原则：保证毛坯的面积应等于加上修边余量后的零件表面积。
由于盒形件拉深时周边的变形不均匀，应把毛坯形状和尺寸进行修正，使毛坯轮廓成光滑的曲线，尽可能保证拉深件口部高度一致。
第六节盒形件的拉深盒形件属于非轴对称零件，它包括方形盒件，矩形盒件和椭圆形盒件等，根据矩形盒几何形状的特点，可以将其侧壁分为长度是 A-2r与B-2r的两对直边部分及四个半径为的圆角部分（图 4–74）。
压变形性质与直壁圆筒件有相同之处亦有不同之处。
相同之处是在变形区都是在径向拉应力与切向拉应力的作用下产生拉深变形，而存在着变形区产生的拉应力与传力区的承载能力之间的关系问题。
不同之处是盒形件的应力状态和所产生的拉深变形在周边上的分布是不均匀的，由次而引起一系列和圆桶形件成型不同的特点。
根据盒形件能否一次拉深成形将盒形件分为两类，凡是能一次拉深成形的盒形件称为低盒形件；凡是需经多次拉深才能成形的盒形件称为高盒形件。
两类盒形件拉深时的变形特点是有差别的，因此工艺过程设计和模具设计中需要解决的问题和方法也不尽相同。
一、盒形件的拉深1. 变形特点1）盒形件一次拉深成形时，零件表面网络格发生了明显变化（图 4–74），由此表明凸缘变形区直边部分发生了横向压缩变形，使圆角处的应变强化得到缓和，从而降低了圆角部分传力区的轴向拉应力，相对提高了传力区的承载能力。
2）盒形件拉深时，凸缘变形区圆角处的拉深阻力大于直边的拉深阻力圆角处的变形过程度大于直边处的变形程度。
因此，变形区内金属质点的位移量直边处大于圆角处，导致了这两处的位移速度的不同，而毛坯的这两部分又是联系在一起的整体，变形时必然相互牵制，这种位移速度差会引起剪切力，这种剪切力称为位移速度诱发剪应力。
虽然，诱发剪切力在两处交界面达到最大值，并由此向直径和圆角处的中心线逐渐减小。
变形区内应力状态与剪切力分布情况可定性的用图4–75示意。
由图 4–75可知，圆角部分传力区内轴向拉应力减小了一个剪应力值，从而也相对地提高了传力区的承载能力。
由于上述原因，盒形件成形极限高于直径为2r的圆筒形件的成形极限。
图4-75 变形区内应力状态3）图 4-75所示的剪应力形成的弯矩引起变形区平面内的弯曲变形，从而使变形区变得相当复杂。
盒形件落料拉深模设计我设计的是一个落料拉深复合冲裁模，在本次设计中我参考了大量有关冷冲模模具设计实例等方面的资料。
再结合老师布置的题（设计一个工件为盒形件的复合冲裁模），我充分运用了资料上所有设计模具中通用的表、手册等，如修边余量的确定、拉深件毛坯直径的计算公式、盒形件用压边圈拉深系数、盒形件角部的第一次拉深系数等，然后再集结了自己平时的所学，还有通过对工件的零件、模具工作部分（凸凹模、拉深凸模、落料凹模）、模具装配图的绘制，我的绘图功底也有了一定程度地提高。
本次设计的主要内容：工件的工艺性分析；冲压工艺方案的确定；模具的技术要求及材料选用；主要设计尺寸的计算；工作部分尺寸计算；模具的总体设计；主要零部件的结构设计；模具的总装图；模具的装配等。
我觉得通过本次的毕业设计，达到了这样的目的：1.综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具（落料拉深冲裁模）设计工作的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力。
2.巩固与扩充所学有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。
3.掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。
冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。
冲压利用冲压模具对板料进行加工。
常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。
冷冲压模具在工业生产中的地位：是大批生产同形产品的工具，同时也是工业生产的主要工艺装备。
模具工业是国民经济的基础工业。
模具可保证冲压产品的尺寸精度和质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。
用模具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其它加工方法所不能比拟的。
使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。
现代制造工业的发展和技术水平地提高，在很大程度上取决于模具工业的发展。
目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产效率和质量。
