圆筒形件拉深模设计

凸缘宽度减少到原来宽度一半时最易起皱。
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：
（2）拉深变形特点
① 筒底、筒壁是传力区。
圆筒形件拉深模设计
第一节 拉深基本原理
② 凸缘区是变形区
③ 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： 伸长
凸缘部分 切 向： 压缩
厚度方向： 一定范围内变薄，一定范围外增厚
（2）凹模圆角部分
（3）筒壁部分
随拉深的进行逐渐增大，结束时达到最大。 3.凸缘区的起皱
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？ ① 坯料厚度越↑，抵抗起皱的能力↑ 。 ② 凸缘宽度越↑ ，抵抗起皱的能力↓。 （5） 什么时刻最易起皱？
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？
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。
构 图
-卸料螺钉 10-
凸模
圆筒形件拉深模设计
拉 深 变 形 过 程
圆筒形件拉深模设计
拉 深 的 网 格 试 验
圆筒形件拉深模设计
拉
深
过
程
的
应
力
与
下标1、2、3分
应
别代表坯料径向、
变
厚度方向、切向 的应力和应变
状
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
态
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
圆筒形件拉深模设计
圆筒形件拉深模设计
拉深件的壁厚和硬度的变化
圆筒形件拉深模设计
凸 缘 变 形 区 的 起 皱
圆筒形件拉深模设计
筒 壁 的 拉 裂
圆筒形件拉深模设计
不变薄拉深
变薄拉深
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高速电主轴在卧式镗铣床上的应用 越来越 多，除 了主轴 速度和 精度大 幅提高 外，还 简化了 主轴箱 内部结 构，缩 短了制 造周期 ，尤其 是能进 行高速 切削， 电主轴 转速最 高可大10000r/min以 上。不 足之处 在于功 率受到 限制， 其制造 成本较 高，尤 其是不 能进行 深孔加 工。而 镗杆伸 缩式结 构其速 度有限 ，精度 虽不如 电主轴 结构， 但可进 行深孔 加工， 且功率 大，可 进行满 负荷加 工，效 率高， 是电主 轴无法 比拟的 。因此 ，两种 结构并 存，工 艺性能 各异， 却给用 户提供 了更多 的选择 。
卧式镗铣床运行速度越来越高，快速 移动速 度达
到25～30m/min，镗杆 最高转 速6000r/min。 而卧式 加工中 心的速 度更高 ，快速 移动高 达50m/min， 加速度5m/s2， 位置精 度0.008～0.01m m， 重复定 位精度 0.004～ 0.005mm。
圆筒形件拉深模设计
内容简介： 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。
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。
圆筒形件拉深模设计
现在，又开发了一种可更换式主轴 系统， 具有一 机两用 的功效 ，用户 根据不 同的加 工对象 选择使 用，即 电主轴 和镗杆 可相互 更换使 用。这 种结构 兼顾了 两种结 构的不 足，还 大大降 低了成 本。是 当今卧 式镗铣 床的一 大创举 。电主 轴的优 点在于 高速切 削和快 速进给 ，大大 提高了 机床的 精度和 效率。
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σ1max、σ3max的变化规律 （1）σ1max的变化规律
由小逐渐增大，当Rt=（0.8~0.9）R时，σ1max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）σ3max的变化规律
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。
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
圆筒形件拉深模设计
１-模柄 ２
拉
-上模座 ３-
深
凸模固定板 ４-
模
弹簧 ５-压
结
边圈 ６-定位 板 ７-凹模 ８-下模座 ９
圆筒形件是最典型的拉深件。 1.拉深成形时板料的受力分析 2.拉深变形过程及特点
（1）拉深变形过程 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）。
圆筒形件拉深模设计
第一节 拉深基本原理
（2）网格变化
① 筒底 无变化
② 筒壁 无变化
③ 凸缘区 径向伸长，切向压缩。
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： 拉深所使用的模具。
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。
圆筒形件拉深模设计
第一节 拉深基本原理
一、拉深变形过程