有凸缘筒形件拉深

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本 科 毕 业 论 文

有凸缘筒形件成型工艺与工装设计

The process planning of the drawing of the tube-shaped flange

part.

学院名称： 材料学院 专业班级： 材料成型052 学生姓名： 秦亚飞 指导教师姓名： 刘忠德 指导教师职称： 教授

2009年 5 月

材料成型及控制工程 秦亚飞

目录

摘要...................................................................1

引言……………………………………………………………………………………….1 第一章 有凸缘筒形件拉深工艺分析………………………………………1

§1.1 零件冲压工艺分析……………………………

前言

1.冲压的概念、特点及应用

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。

(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。

（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一

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

无凸缘圆筒形工件的拉深模设计案例

任务：无凸缘圆筒形工件的拉深模设计（一次拉深成形）

工件图 : 如图 1所示 生产批量 : 大批量 材料 :10 钢板 料厚 :1mm

图 1 工件图

设计步骤： 1．工艺分析

此工件为无凸缘圆筒形工件 , 要求内形尺寸 , 没有厚度不变的要求。此工件的形状满足拉深的工艺要求 , 可用拉深工序加工。

工件底部圆角半径 r = 8mm, 大于拉深凸模圆角半径 r凸 =4～6mm(查表首次拉深凹模的圆角半径 r凹 = 6t = 6mm, 而 r凸 = (0.6～1)r凹 = 4～6mm，r> r凸), 满足首次拉深对圆角半径的

?0.7要求。尺寸 ?72.70mm, 查公差表为 IT14级 , 满足拉深工序对工件公差等级的要求。

判断拉深次数。

(1)计算毛坯直径 D

如图 1所示 ，料厚为1mm，按中径计算。

h = (29.5 -0.5)mm = 29 mm

d =(72.7 + 0.35（△/2） + 1)mm = 74 mm

工件的相对高度 h/d = 29mm/74mm=0.4 ，根据相对高度查得修边余量 △h =2mm 查无凸缘圆筒形拉深工件的毛坯尺寸计算公式为 :

D?d2?4dH?1.72r

目录

摘要 ........................................................................ 1 前言 ........................................................................ 2 1. 工件的工艺性分析 ........................................................ 3

1.1 冲压件的工艺性分析 ................................................. 3 1.2 拉深件的工艺性分析 ................................................. 3 1.3 材料的工艺性分析 ................................................... 4 1.4 拉深变形过程的分析 ................................................. 4 2. 冲压工艺方案的确定 ...............

4.13矩形件的拉深

一． 拉深矩形件的变形特点

A长边、B短边、H高度，长边与短边连接处的圆角半径称为转角半径，以rc表示，直边与盒底连接处的圆角半径称为底角半径，以rp表示，盒形件有4个直边区，分别为2个长直边区A-2rc，2个短直边区B-2rc，有4个圆角区，即rc区，相当于以2rc为直径的圆筒形件的1/4，rc/B越小，越能反映矩形件的变形特点，rc/B等于0.5时，工件形状为长圆形，比值A/B越接近于1，变形将越接近圆筒形件。

网格试验结果：在平板毛坯上有规律地划出网格，在直边区单元网格为矩形，横向间距a与纵向间距b各自都处处相等，在圆角区单元网格为扇形，纵向间距b处处相等，横向间距a则越远离rc中心越大。拉深后，两种网格均产生了不均匀的变形。

1． 直边区不是简单的弯曲，横向受到压缩，纵向受到拉伸，越靠近圆角区变形越大。 拉深后横向间距a缩短了，越靠近圆角区、越靠近边缘缩短得越多。纵向间距b伸长了，越靠近圆角区伸长的越多。在直边中间纵向间距基本没有变化，仍保持相等的初始间距。

2． 圆角区变形得到了减轻，横向的压缩变形要比相应的圆筒形件减轻，纵向的拉伸变

形也比相应的圆筒形件减轻。 圆角区的辐射线未变成平行线，横向间距仍保持上大下小

拉深模設計

目錄1.力學分析 2.影響拉深的因素 2.1拉深材料 2.2拉深系數 2.3壓料力 2.4拉深力 3.拉深模工作部分參數 4.各種形狀工件的拉深工藝 5.連續拉深 6.拉深潤滑 7.拉深失效分析

拉深模設計

定義

利用模具將平板毛坯變成開口空心零件的沖壓加工方 法稱為拉深。 拉深是沖壓生產中一種廣泛使用的沖壓工序。根據加 工中其變形區的位置﹑變形性質﹑應力應變狀況及其分 布﹐我們用拉深可以得到的制件一般分為四類﹕ (1)筒形件﹕圓筒形件﹑帶击緣圓筒件﹑階梯圓筒 件﹔ (2)曲面旋轉體零件﹕球形﹑拋物線形﹑錐形等﹔ (3)盒形件﹕方形﹑矩形﹑橢圓形﹑多角形等﹔ (4)不規則形狀零件。

拉深模設計

拉深件實例

拉深模設計

拉深件實例

拉深模設計

成形分析

圓筒形件的拉深過程如下圖所示。直徑為D的圓形平板 毛坯2被击模1拉入击﹑凹模3間隙里﹐從而形成產品4。

拉深模設計

成形分析

如上圖(左)所示﹐我們可以把直徑為D的圓板料分成兩 部分﹕ 一部分是直徑為d的圓板﹐另一部分則是直徑為(D-d)的圓環 部分﹐把這塊板料拉深成直徑為d的空心圓筒。在這個拉深 實驗完成后﹐發現板料的第一部分變化不大﹐即直徑為d的 圓板仍保持原形狀作為空心圓筒的底﹐板料的圓環部分變化 相當大

华中科技大学武昌分校本科毕业设计

无凸缘圆筒工件模具设计

No flange cylinder workpiece

mold design

系 别：机电与自动化学院

专 业 班：机电0806班 姓 名：伍振江 学 号：20081100281 指导教师：赵燕

2012年6月

摘要

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。这次拉深是利用模具使10号钢平板毛坯材料变成为开口的空心零件的冲压方法，用拉深工艺可以制成筒形件、阶梯形件、球形、锥 形、抛物面形、合形和其他不规则形状的薄壁零件。通过对一个阶梯形筒形件的拉深工艺计算，说明阶梯筒形件的拉深工艺的计算方法。用该方法计算确定的拉深工艺，可以 确保多次拉深过程中的拉深过渡形状不被拉断，最终拉出合格的工件。这里介绍了落料 拉伸，整形，切边等多套模具。用该方法计算确定的拉深工艺，使得模具设计、 加工精度与复杂性不断提高，模具制造工期不断缩短。

关键词：筒形件 拉深工艺 整形 切边

1

Abstract

Steel parts of the

工业工程导论课件

拉深工艺与拉深模具设计概述 4.1 拉深模设计程序 4.2 圆筒形件拉深变形分析 4.3 审图与拉深工艺性分析 4.4 拉深件毛坯尺寸计算 4.5 圆筒形件拉深计算 4.6 拉深凸、凹模结构设计 4.7 拉深件成形模具总体结构设计 4.8 其它旋转体件的拉深 4.9 盒形件的拉深 4.10 其它拉深方法 4.11拉深次品分析及拉深中的辅助工序 1

返回目录

工业工程导论课件

内容简介：拉深是基本冲压工序之一本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础 上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。涉及 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、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、辅助工序等。2

工业工程导论课件

学习目的与要求：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。

工业工程导论课件

重点：1. 2. 3. 4. 5. 拉深变形规律及拉深件质量影响因

工业工程导论课件

拉深工艺与拉深模具设计概述 4.1 拉深模设计程序 4.2 圆筒形件拉深变形分析 4.3 审图与拉深工艺性分析 4.4 拉深件毛坯尺寸计算 4.5 圆筒形件拉深计算 4.6 拉深凸、凹模结构设计 4.7 拉深件成形模具总体结构设计 4.8 其它旋转体件的拉深 4.9 盒形件的拉深 4.10 其它拉深方法 4.11拉深次品分析及拉深中的辅助工序 1

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内容简介：拉深是基本冲压工序之一本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础 上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。涉及 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、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、辅助工序等。2

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学习目的与要求：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。

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重点：1. 2. 3. 4. 5. 拉深变形规律及拉深件质量影响因