一章概述? 沖壓:室溫下利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力,? ?????使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的壓力加工方法。?沖壓生產(chǎn)的三要素先進的模具,高效的沖壓設(shè)備,合理的沖壓工藝?沖壓工序的分類?:? 根據(jù)材料的變形特點分為:分離工序、成形工序? 分離工序:沖壓成形時,變形材料內(nèi)部的應(yīng)力超過強度極限σb,使材料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離,從而成形零件。分離工序主要有剪裁和沖裁等。?? 成形工序:沖壓成形時,變形材料內(nèi)部應(yīng)力超過屈服極限σs,但未達到強度極限σb,使材料產(chǎn)生塑性變形,從而成形零件。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊、脹形、擴口、縮口和旋壓等。?沖壓模具? 1.沖模的分類? (1)根據(jù)工藝性質(zhì)分類:? 沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模等。 (2)根據(jù)工序組合程度分類:?單工序模、復(fù)合模、級進模? 復(fù)合模:在壓力機的一次行程內(nèi)在模具的一個工位上完成兩道以上沖壓工序的模具。? 級進模:在壓機的一次行程內(nèi),在連續(xù)模具的不同工位上完成多道沖壓共序的模具。 2.沖模組成零件? 沖模通常由上、下模兩部分構(gòu)成。組成模具的零件主要有兩類:? ①工藝零件:直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸,包括:??工作零件、定位零件、卸料與壓料零件? ②結(jié)構(gòu)零件:不直接參與完成工藝過程,也不和坯料有直接接觸,只對模具完成工藝過程起保證作用,或?qū)δ>吖δ芷鹜晟谱饔?,包括:?dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等.? 第二??沖裁工藝與沖裁模設(shè)計?學(xué)習(xí)目的與要求: 1.了解沖裁變形規(guī)律、沖裁件質(zhì)量及影響因素;? 2.掌握沖裁模間隙確定、刃口尺寸計算、排樣設(shè)計、沖裁力計算等設(shè)計計算方法。? 3.掌握沖裁工藝性分析與工藝設(shè)計方法;? 4.認識沖裁模典型結(jié)構(gòu)(尤其是級進模和復(fù)合模)及特點,了解模具標(biāo)準(zhǔn),掌握模具零部件設(shè)計及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方法;? 5.掌握沖裁工藝與沖裁模設(shè)計的方法和步驟。?第一節(jié)?概述? 沖裁利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。?基本工序:落料和沖孔。既可加工零件,也可加工沖壓工序件。??落料:沖下所需形狀的零件???沖孔:在工件上沖出所需形狀的孔? 沖裁模:沖裁所使用的模具叫沖裁模,它是沖裁過程必不可少的工藝裝備。凸、凹模刃口鋒利,間隙小。? 分類:普通沖裁、精密沖裁 第二節(jié)?沖裁變形過程分析?凸、凹模間隙存在,產(chǎn)生彎矩? 二、沖裁變形過程? 間隙正常、刃口鋒利情況下,沖裁變形過程可分為三個階段:? 1.彈性變形階段? 凸模加壓,材料發(fā)生彈性壓縮與彎曲,并略有擠入凹模洞口特點:材料內(nèi)應(yīng)力沒有超出屈服極限,在板料與凸模及凹模接觸處形成圓角帶。? 2.塑性變形階段??? 特點:材料內(nèi)應(yīng)力達到屈服極限,材料產(chǎn)生塑性變形.形成光亮的剪切斷面帶,在凹模刃口部分的材料,除受塑剪變形外.還受彎曲和拉伸作用,因而裂紋將首先在凹模刃口處開始。? 3.?dāng)嗔逊蛛x階段?? 變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于強度極限。? 裂紋首先產(chǎn)生在凹模刃口附近的側(cè)面——凸模刃口附近的側(cè)面?——上、下裂紋擴展相遇——材料分離??三、沖裁件質(zhì)量及其影響因素? 沖裁件質(zhì)量:指斷面狀況?????垂直、光潔、毛刺小?尺寸精度??圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi)?? 形狀誤差外形滿足圖紙要求;表面平直,即拱彎小?1.沖裁件斷面質(zhì)量影響因素? (1)材料性能的影響a、b、d大,c小? (2)模具間隙的影響?間隙小,出現(xiàn)二次剪裂,產(chǎn)生第二光亮帶?間隙大,出現(xiàn)二次拉裂,產(chǎn)生二個斜度? (3)模具刃口狀態(tài)的影響? 當(dāng)凸模刃口磨鈍時,則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺? 當(dāng)凹模刃口磨鈍時,則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺;? 當(dāng)凸、凹模刃口同時磨鈍時,則沖裁件上、下端都會產(chǎn)生毛刺。 ?2.沖裁件尺寸精度及其影響因素?沖裁件的尺寸精度:? 指沖裁件的實際尺寸與圖紙上基本尺寸之差。?該差值包括兩方面的偏差:? 一是沖裁件相對于凸模或凹模尺寸的偏差;?二是模具本身的制造偏差。?? 影響因素: (1)沖模的制造精度(零件加工和裝配)? (2)材料的性質(zhì)? (3)沖裁間隙 3.沖裁件形狀誤差及其影響因素? 沖裁件形狀誤差指翹曲、扭曲、變形等缺陷? 翹曲:沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象。它是由于間隙過大、彎矩增大、變形拉伸和彎曲成分增多而造成的,另外材料的各向異性和卷料未矯正也會產(chǎn)生翹曲。? 扭曲:沖裁件呈扭歪現(xiàn)象。它是由于材料的不平、間隙不均勻、凹模后角對材料摩擦不均勻等造成的? 變形:由于坯料的邊緣沖孔或孔距太小等原因,因脹形而產(chǎn)生的? 第三節(jié)?沖裁模間隙? 1.間隙對沖裁件質(zhì)量的影響? 切斷面質(zhì)量、尺寸精度、形狀誤差?A、間隙對沖裁件切斷面質(zhì)量的影響? 間隙合理-凸凹模刃口沿最大剪應(yīng)力方向產(chǎn)生的裂紋將相互重合?斷面質(zhì)量:有一定斜度,但平整、光潔、毛刺小? 間隙過?。寄H锌谔幃a(chǎn)生的裂紋停止發(fā)展,上下裂紋間產(chǎn)生二次剪切? 斷面質(zhì)量:斷面中部留下撕裂面,兩頭為光亮帶,斷面出現(xiàn)擠長的毛刺,斷面平直。?間隙過大-拉伸增大,拉應(yīng)力增大裂紋在離開刃口稍遠的側(cè)面產(chǎn)生?斷面質(zhì)量:光亮帶減小,塌角與斷裂長度都增大,毛刺大而厚? 結(jié)論:間隙在一定范圍內(nèi)Z=(14~24%)t變化時,毛刺高度小,變化不大,可供選擇合理間隙值。? B、間隙對尺寸精度的影響? 沖裁件尺寸精度:沖裁件的實際尺寸與基本尺寸的差值差值:? 1、沖裁件相對于凸?;虬寄3叽绲钠? 2、模具本身的制造偏差?影響偏差值的因素:? 凸凹模間隙、材料性質(zhì)、工件形狀、與尺寸間隙較大:拉伸作用增大,??彈性恢復(fù)-落料尺寸《凹模尺寸??? -沖孔孔徑》凸模直徑? 間隙較?。簲D壓作用--落料尺寸增大?--沖孔孔徑變小? 模具制造公差:按工件的尺寸要求決定? 3.間隙對模具壽命的影響? 模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。? 模具失效的原因一般有:磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。? 小間隙將使磨損增加,甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象,并引起崩刃、凹模脹裂、小凸模折斷、凸凹模相互啃刃等異常損壞。???? 所以,為了延長模具壽命,在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。? 第四節(jié)?凸模與凹模刃口尺寸的確定? 重要性:凸模和凹模的刃口尺寸和公差,直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。?? 凸、凹模刃口尺寸計算原則? 1.設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn),間隙取在凸模上,即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。? 設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn),間隙取在凹模上,沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。?? 2.根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律,設(shè)計落料模時,凹?;境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸;? 設(shè)計沖孔模時,凸?;境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。?模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)? 3.沖裁(設(shè)計)間隙一般選用最小合理間隙值(Zmin)? 4.選擇模具刃口制造公差時,要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系,即要保證工件的精度要求,又要保證有合理的間隙值 5.工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。但對于磨損后無變化的尺寸,一般標(biāo)注雙向偏差。 加工方法:? 1.分開加工:具有互換性、制造周期短,但Zmin不易保證,需提高加工精度,增加制造難度。???? 2.配合加工:?Zmin易保證,無互換性、制造周期長。? ?凸、凹模刃口尺寸的計算方法 1.按凸模與凹模圖樣分別加工法? 2.凸模與凹模配作法? 配作法就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準(zhǔn)件(凸模或凹模),然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。 第五節(jié)?沖裁排樣設(shè)計 一、材料的合理利用? 沖裁所產(chǎn)生的廢料:一類是結(jié)構(gòu)廢料;另一類是工藝廢料。? 二.排樣方法? 根據(jù)材料的合理利用情況,條料排樣方法可分為三種:?1.有廢料排樣2.少廢料排樣3.無廢料排樣 三、搭邊? 搭邊:? 排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料?搭邊的作用:? 一是補償定位誤差和剪板誤差,確保沖出合格零件;? 二是增加條料剛度,方便條料送進,提高勞動生產(chǎn)率;? 搭邊還可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉人模具間隙,從而提高模具壽命。? 影響搭邊值的因素 (1)材料的力學(xué)性能??硬材料的搭邊值可小一些;軟材料、脆材料的搭邊值要大一些。? (2)材料厚度??材料越厚,搭邊值也越大。?? (3)沖裁件的形狀與尺寸??零件外形越復(fù)雜,圓角半徑越小,搭邊值取大些。? (4)送料及擋料方式??用手工送料,有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些;用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。? (5)卸料方式??彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。 ??五、排樣圖? ??、條料長度L、板料厚度t?、端距l(xiāng)、步距S、工件間搭邊和側(cè)搭邊a。并習(xí)慣以剖面線表示沖壓位置。?? 第六節(jié)?沖裁力和壓力中心的計算?第七節(jié)?沖裁的工藝設(shè)計? 沖裁工藝設(shè)計包括:沖裁件的工藝性和沖裁工藝方案確定。 ?一、沖裁件的工藝性分析? 沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。? 沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法,在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。 二、沖裁工藝方案的確定? 1.沖裁工序的組合? 2、沖裁順序的安排? (1)級進沖裁順序的安排? 1)先沖孔或沖缺口,最后落料或切斷,將沖裁件與條料分離? 2)采用定距側(cè)刃時,定距側(cè)刃切邊工序安排與首次沖孔同時進行,以便控制送料進距。?? (2)多工序沖裁件用單工序沖裁時的順序安排? 1)先落料使坯料與條料分離,再沖孔或沖缺口。? 2)沖裁大小不同、相距較近的孔時,為減少孔的變形,應(yīng)先沖大孔后沖小孔。??第八節(jié)?沖裁模的典型結(jié)構(gòu)?一、單工序沖裁模?單工序沖裁模:? 在壓力機一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模? 1.落料模? (1)無導(dǎo)向單工序落料模? (2)導(dǎo)板式單工序落料模? (3)導(dǎo)柱式單工序落料模?? 2.沖孔模? (1)導(dǎo)柱式?jīng)_孔模?? (2)導(dǎo)板式側(cè)面沖孔模? (3)斜楔式水平?jīng)_孔模?? (4)小孔沖模:全長導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的小孔沖模?超短凸模的小孔沖模? 二、級進模? 級進模是一種工位多、效率高的沖模。整個沖件的成形是在連續(xù)過程中逐步完成的。?? 1.用導(dǎo)正銷定位的級進模 2.側(cè)刃定距的級進模?? 雙側(cè)刃定距的沖孔落料級進模?側(cè)刃定距的彈壓導(dǎo)板級進模? 優(yōu)點:級進模比單工序模生產(chǎn)率高,減少了模具和設(shè)備的數(shù)量,工件精度較高,便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。? 缺點:級進模輪廓尺寸較大,制造較復(fù)雜,成本較高?適用:大批量生產(chǎn)小型沖壓件。? 3.排樣? (1)零件精度對排樣的要求? 零件精度要求高的——精確的定位、盡量減少工位數(shù)?孔距公差較小——在同一工步中沖出? (2)模具結(jié)構(gòu)對排樣的要求? 零件較大或零件雖小但工位較多——采用連續(xù)一復(fù)合排樣法(a)。? (3)模具強度對排樣的要求? 孔間距小——其孔要分步?jīng)_(b)? 工位間凹模壁厚小——增設(shè)空步(c)? 外形復(fù)雜——分步?jīng)_出(d)? 側(cè)刃的位置——避免導(dǎo)致凸、凹模局部工作而損壞刃口(b)? (4)零件成形規(guī)律對排樣的要求? 位于成形件變形部位上的孔——安排在成形工步之后沖出? 落料或切斷工步——安排在最后工位上。? 全部為沖裁工步的級進?!葲_孔后落料或切斷? 套料級進沖裁——按由里向外的順序進行沖裁(e)?。 ?三、復(fù)合模? 1.正裝式復(fù)合模(又稱順裝式復(fù)合模)?結(jié)構(gòu)特點:三套除料、除件裝置?優(yōu)點:沖出的沖件平直度較高? 缺點:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,沖件容易被嵌入邊料中影響操作。? 適用:沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件,可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。? 2.倒裝式復(fù)合模? 結(jié)構(gòu)特點:兩套除料、除件裝置?缺點:結(jié)構(gòu)不宜? 優(yōu)點:沖制孔邊距離較小的沖裁件簡單?第九節(jié)?沖裁模零部件設(shè)計?沖裁模零部件的分類:? 一、工作零件? 二、定位零件? 定位零件:用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置。?條料的限位:? ①在與條料垂直的方向上的限位,保證條料沿正確的方向送進,稱為送進導(dǎo)向;? ②在送料方向上的限位,控制條料一次送進的距離(步距)稱為送料定距。?塊料或工序件的定位:? 基本也是在兩個方向上的限位,只是定位零件的結(jié)構(gòu)形式與條料的有所不同而已。?屬于送進導(dǎo)向的定位零件:導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等?屬于送料定距的定位零件:用擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等?屬于塊料或工序件的定位零件:定位銷、定位板等? 1.導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板? 導(dǎo)料銷:兩個,位于條料的同側(cè),?從右向左送料時,導(dǎo)料銷裝在后側(cè);?從前向后送料時,導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。?結(jié)構(gòu)形式:??固定式、活動式????導(dǎo)料板:?設(shè)在條料兩側(cè)? 結(jié)構(gòu)形式:一種是標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),它與卸料板(或?qū)О澹┓珠_制造?一種是與卸料板制成整體的結(jié)構(gòu)? 2.側(cè)壓裝置? 設(shè)置目的:若條料公差較大,為避免條料在導(dǎo)料板中偏擺,使最小搭邊得到保證。??結(jié)構(gòu)形式①彈簧式側(cè)壓裝置②簧片式側(cè)壓裝置③簧片壓塊式側(cè)壓裝置?④板式側(cè)壓裝置? 3.擋料銷? 4.側(cè)刃:在級進模中,為了限定條料送進距離,在條料側(cè)邊沖切出一定尺寸缺口的凸模。?? 特點:定距精度高、可靠? 適用:薄料、定距精度和生產(chǎn)效率要求高的情況? 5.導(dǎo)正銷? 使用目的:消除送進導(dǎo)向和送料定距或定位板等粗定位的誤差?主要用于:級進模? 配合使用:與擋料銷或與側(cè)刃配合使用?后者粗定位,前者精定位?? 導(dǎo)入部分:圓錐形的頭部????導(dǎo)正部分:圓柱形的? 6.定位板和定位銷?定位方式:外緣定位、內(nèi)孔定位?三、卸料裝置與推件裝置? 1.卸料裝置? 形式:固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀? (1)固定卸料板? 特點:卸料力大,卸料可靠??適用:板料較厚(大于0.5mm)、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件?與凸模的雙邊間隙:當(dāng)卸料板僅起卸料作用,取0.2~0.5mm??當(dāng)卸料板兼起導(dǎo)板作用,按H7/h6配合,且應(yīng)小于沖裁間隙。? (2)彈壓卸料裝置? 特點:兼卸料及壓料作用,沖件質(zhì)量較好,平直度較高。?適用:質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁? 與凸模的單邊間隙:當(dāng)卸料板兼起導(dǎo)板作用,同固定卸料板。? (3)廢料切刀? 適用沖件尺寸大,采用廢料切刀將廢料切開而卸料?a)圓廢料切刀,用于小型模具和切薄板廢料?b)方形廢料切刀,用于大型模具和切厚板廢料?2.推件(頂件)裝置? (1)推件裝置? a)剛性推件裝置?組成:打桿、(推板、連接推桿、)推件塊?特點:推件力大,工作可靠?b)彈性推件裝置?作用:壓料、卸料? 特點:出件力不大,但出件平穩(wěn)無撞擊,沖件質(zhì)量較高。? (2)頂件裝置? 組成:頂桿、頂件塊和裝在下模底下的彈頂器? 特點:頂件力容易調(diào)節(jié),工作可靠,沖件平直度較高?????????????????? ? 第三章?彎曲工藝與彎曲模設(shè)計?第一節(jié)?概述? 彎曲:將板料、型材、管材或棒料等按設(shè)計要求彎成一定的角度和一定的曲率,形成所需形狀零件的沖壓工序。? 第二節(jié)?彎曲變形分析? V形彎曲是最基本的彎曲變形。? 1.彎曲變形時板材變形區(qū)受力情況分析? 變形區(qū)主要在彎曲件的圓角部分,板料受力情況如圖所示。? 2.彎曲變形過程? 自由彎曲→校正彎曲????彈性彎曲→塑性彎曲? 彎曲效果:表現(xiàn)為彎曲半徑和彎曲中心角的變化(減?。?/p> 3.相對彎曲半徑(?r/t):表示板料彎曲變形程度的大小。彎曲中心角為α??4.最小彎曲半徑? 最小彎曲半徑rmin:在板料不發(fā)生破壞的條件下,所能彎成零件內(nèi)表面的最小圓角半徑。常用最小相對彎曲半徑rmin/t表示彎曲時的成形極限。其值越小越有利于彎曲成形。?? 影響最小彎曲半徑的因素? 1)材料的力學(xué)性能? 2)材料表面和側(cè)面的質(zhì)量? 3)彎曲線的方向? 4)彎曲中心角?? 第三節(jié)?彎曲卸載后的回彈? 一、回彈現(xiàn)象? 塑性彎曲時伴隨有彈性變形,當(dāng)外載荷去除后,塑性變形保留下來,而彈性變形會完全消失,使彎曲件的形狀和尺寸發(fā)生變化而與模具尺寸不一致,這種現(xiàn)象叫回彈。? 彎曲回彈的表現(xiàn)形式:?? 1.曲率減?。玻畯澢行慕菧p小?? 二、影響回彈的因素? 1.材料的力學(xué)性能? 2.相對彎曲半徑????相對彎曲半徑越大,回彈越大。? 3.彎曲中心角??彎曲中心角越大,變形區(qū)的長度越長,回彈積累值也越大,故回彈角越大? 4.彎曲方式及彎曲模?? 5.工件的形狀????一般而言,彎曲件越復(fù)雜,一次彎曲成形角的數(shù)量越多,回彈量就越小。?? 三.減少回彈的措施: 1.改進彎曲件的設(shè)計? (1)盡量避免選用過大的r/t?。如有可能,在彎曲區(qū)壓制加強筋,以提高零件的剛度,抑制回彈。? (2)盡量選用小、力學(xué)性能穩(wěn)定和板料厚度波動小的材料。? 2.采取適當(dāng)?shù)膹澢に? (1)采用校正彎曲代替自由彎曲。? (2)對冷作硬化的材料須先退火,使其屈服點σs降低。對回彈較大的材料,必要時可采用加熱彎曲。? (3)采用拉彎工藝。?? 3.合理設(shè)計彎曲模? 1)對于較硬材料,可根據(jù)回彈值對模具工作部分的形狀和尺寸進行修正。? (2)對于軟材料,其回彈角小于5°時,可在模具上作出補償角并取較小的凸、凹模間隙。? (3)對于厚度在0.8mm以上的軟材料,?r/t又不大時,可以把凸模做成局部突起的形狀,使凸模的作用力集中在變形區(qū),以改變應(yīng)力狀態(tài)達到減小回彈的目的,但易產(chǎn)生壓痕。? (4)對于U形件彎曲? 當(dāng)r/t較小時,可采取增加背壓的方法?? 當(dāng)r/t較大時,可采取將凸模端面和頂板表面作成一定曲率的弧形?另一種克服回彈的有效方法:采用擺動式凹模,而凸模側(cè)壁應(yīng)有補償回彈角,當(dāng)材料厚度負偏差較大時,可設(shè)計成凸、凹模間隙可調(diào)的彎曲模。? (5)在彎曲件直邊端部縱向加壓。? (6)用橡膠或聚氨酯代替剛性金屬凹模能減小回彈。? 第四章?拉深工藝與拉深模設(shè)計? 拉深:? 又稱拉延,是利用拉深模在壓力機的壓力作用下,將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。? 它是沖壓基本工序之一。可以加工旋轉(zhuǎn)體零件,還可加工盒形零件及其它形狀復(fù)雜的薄壁零件。? 拉深:不變薄拉深,變薄拉深? 拉深模特點:結(jié)構(gòu)相對較簡單,與沖裁模比較,工作部分有較大的圓角,表面質(zhì)量要求高,凸、凹模間隙略大于板料厚度。?? 第二節(jié)?圓筒形件拉深變形分析?拉深件的起皺與拉裂??拉深過程中的質(zhì)量問題:? 主要是凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂。? 凸緣區(qū)起皺:由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲?傳力區(qū)拉裂:由于拉應(yīng)力超過抗拉強度引起板料斷裂。?1.凸緣變形區(qū)的起皺?? 主要決定于:一方面是切向壓應(yīng)力σ3的大小,越大越容易失穩(wěn)起皺;?? 另一方面是凸緣區(qū)板料本身的抵抗失穩(wěn)的能力。?? 凸緣寬度越大,厚度越薄,材料彈性模量和硬化模量越小,抵抗失穩(wěn)能力越小。??最易起皺的位置:凸緣邊緣區(qū)域? 起皺最強烈的時刻:在Rt=(0.7~0.9)R0時?? 防止起皺:壓邊?2.筒壁的拉裂?? 主要取決于:一方面是筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力另一方面是筒壁傳力區(qū)的抗拉強度。?? 當(dāng)筒壁拉應(yīng)力超過筒壁材料的抗拉強度時,拉深件就會在底部圓角與筒壁相切處——“危險斷面”產(chǎn)生破裂。?? 防止拉裂:一方面要通過改善材料的力學(xué)性能,提高筒壁抗拉強度另一方面通過正確制定拉深工藝和設(shè)計模具,降低筒壁所受拉應(yīng)力。?? 拉深系數(shù)的定義:拉深系數(shù)m是以拉深后的直徑d與拉深前的坯料D(工序件dn)直徑之比表示。? 拉深系數(shù)m表示拉深前后坯料(工序件)直徑的變化率。?? m愈小,說明拉深變形程度愈大,相反,變形程度愈小。拉深件的總拉深系數(shù)等于各次拉深系數(shù)的乘積,即?如果m取得過小,會使拉深件起皺、斷裂或嚴(yán)重變薄超差。極限拉深系數(shù)[m]? 從工藝的角度來看,[m]越小越有利于減少工序數(shù)?影響極限拉深系數(shù)的因素?? (1)材料的組織與力學(xué)性能 (2)板料的相對厚度下降——[m]上升? (3)拉深工作條件 1)模具的幾何參數(shù)?2)摩擦潤滑3)壓料圈的壓料力? (4)拉深方法、拉深次數(shù)、拉深速度、拉深件的形狀等? 為了提高工藝穩(wěn)定性和零件質(zhì)量,適宜采用稍大于極限拉深系數(shù)[m]的值。 |
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