072103 03 高鵬 無凸緣筒形件的拉深工藝與過程中的缺陷

1、國家職業(yè)資格全省（或市）統(tǒng)一鑒定工具鉗工技師 論文（國家職業(yè)資格 2 級）論文題目： 無凸緣筒形件的拉深工藝與過程中的缺陷 姓 名： 高鵬 身份證號：準考證號： 所在省市： 江蘇 鹽城 所在單位： 江蘇鹽城技師學院 無凸緣筒形件的拉深工藝與過程中的缺陷摘要：本文以拉深無凸緣筒形件為研究對象，分析了該產品成形工藝及其在拉深過程中缺陷與解決方法。此工件要就有內形尺寸，沒有厚度不變的要就。此工件的形狀滿足拉深的工藝要就，可用拉深工序加工。關鍵詞：拉深 沖壓 工藝 起皺 破裂一、分析拉深零件圖圖1無凸緣筒形件的拉深筒形件底部圓角半徑為R、材料為10鋼、厚度為t圓

2、筒形件拉深變形過程分析：圓筒形件的拉深如圖1所示。直徑為D的圓形平板毛坯2被凸模1拉入凸、凹模的間隙里，形成直徑為d、高為H的空心圓柱體。如圖2所示，將直徑為D的圓板料分成倆部分；一部分是直徑為d的圓板料，另一部分是直徑為D-d的圓環(huán)，把這塊板料拉深成直徑為d的空心圓筒。圖2拉深試驗在這個拉深試驗完成后，發(fā)現(xiàn)板料的第一部分變化不大，即直徑d的圓板仍保持原形狀作為空心圓筒的底。板料的圓環(huán)部分則變化很大，變成了圓柱體的筒壁，這一部分的金屬發(fā)生了流動。平板毛坯在凸模壓力的作用下，凸模底部的材料變形很小，而毛坯（D-d）的環(huán)形區(qū)的金屬在凸模壓力的作用下，受到拉應力和壓應力的作用，徑向伸長、切向縮短，依

3、次流入凸凹模的間隙里成為筒壁，最后，使平板毛坯完全變成筒形工件為止。二、拉深件的工藝性拉深件的形狀拉深件的結構形狀應簡單、對稱，盡量避免急劇的外形變化。標注尺寸時，應根據(jù)使用要就只標注內形尺寸或只標注外形尺寸，筒壁和底面連接處的與圓角半徑只能標注為內形尺寸，材料厚度不宜標注在筒壁或凸緣上。設計拉深件時應考慮到筒壁及凸緣厚度的不均勻性及其變化規(guī)律，凸模圓角區(qū)變薄顯著，最大變薄率約為材料厚度的10%-18%，而筒口或凸緣邊部，材料顯著增厚，最大增厚率約為材料厚度的10%-30%。多次拉深件筒壁和凸緣上的內、外表面應允許出現(xiàn)壓痕。非對稱的空心件應組合成對進行拉深，然后將其切成倆個或多個零件。（1）

4、拉深件的高度 拉深件的高度h對拉深成形的次數(shù)和成 質量均有重要的影響，常見零件一次成形拉深高度為：無凸緣筒形件h(0.50.7)d(d為拉深件壁厚中經(jīng))；帶凸緣筒形件（d1/d）1.5時,h(0.40.6)d(d1為拉深件凸緣直徑)。（2） 拉深件的圓角半徑 拉深件凸緣與筒壁間的圓角半徑應取r2t為便于拉深順利進行，通常取r(48)t;當r2t時，需要增加整形工序。（3） 拉深件的尺寸精度 拉深件的徑向尺寸精度可在之間選擇，對于精度要就較高的，則需增加校形工序。三、拉深工件毛坯尺寸的確定拉深工件毛坯的形狀一般與工件的橫截面相似，如工件橫截面是圓形、橢圓形、方形，則毛坯的形狀基本上也是圓形、橢圓

5、形、方形。毛坯尺寸的確定方法很多，有等質量法、等體積法、等面積法。拉深工件的毛坯僅用理論方法確定并不十分精確，特別是一些形狀復雜的拉深件，用理論方法確定十分困難。通常是在已做好的拉深模中對已由理論分析初步確定的毛坯來試壓、修改，直到工件合格后才將毛坯形狀確定下來，在做落料模。等面積法 一般比較規(guī)則形狀的拉深工件的毛坯尺寸都可用此方法。將無凸緣筒形工件分解為若干個簡單幾何體，分別求出各幾何體的表面積，然后對其求和，根據(jù)等面積法，求和后的表面積應等于工件的表面積，對于旋轉類零件，應為毛坯形狀是圓形的，即可得毛坯的直徑。四、拉深過程中出現(xiàn)的缺陷 在拉深工序中，不但材料塑性變形強烈，而且材料模具工作表

6、面之間存在很大的摩擦力和相對滑動?？刹捎脻櫥瑒┙档湍Σ亮?，和相對提高變形程度。保護模具工作表面不被破壞。在拉深時，由于凸緣材料存在切向壓縮應力，當這個壓力大到一定程度時板料切向將因失穩(wěn)而拱起，這種在凸緣四周產生的波浪形連續(xù)彎曲稱為起皺，如圖3所示。它與切向壓應力大小有關，也與毛坯的相對厚度t/D有關，拉深件起皺后會使工件口部附近產生波紋，影響質量，嚴重時由于起皺后凸緣材料不能通過凸模與凹模之間的間隙而使工件拉破。圖3拉深件的起皺為了防止拉深件的起皺，可以通過加壓邊圈的方法限制毛坯拱起，達到限制起皺的目的。當然，減小拉深變形程度、加大毛坯厚度也可以降低起皺傾向。起皺并不表示板料變形達到了極限，因

7、為通過加壓邊圈等措施變形程度仍然可以提高，隨著變形程度的提高，變形力也相對的提高，當變形力大于筒形件的壁部的承載能力時拉深件則被拉破，筒形件的破裂都發(fā)生在壁部凸模圓角切點稍上一點的位置，如圖4所示。其原因如下：越靠近毛坯的外緣，“多余”的金屬也越多，即在拉深過程中需要轉移的金屬也越多。轉移的金屬一部分流向徑向，使筒形件高度增加，一部分流向厚度方向，使筒形件壁厚增加；另一方面，由于金屬變形量大，產生加工硬化也明顯，所以靠近邊緣處的工作厚度大，強度也高。與該處形成鮮明對比的是，在拉深件的開始時處與凸、凹模間隙中的環(huán)形金屬（拉深后變?yōu)橥鼓A角的筒壁），由于需要轉移的金屬極少，因此該處壁厚不但沒有增加反而有所降低，其強度當然也是壁厚最低的因此破裂最易發(fā)生在該處。在凸模圓角部位的金屬承載能力也很低，但因為凸模的摩擦作用，一般不會發(fā)生破裂。圖4拉深件的破裂為了防止拉深件的破裂，可以通過改善材料力學性能，提高抗拉強度，達到限制破裂的目的。當然，也可以通過制定正確的拉深工藝，和設計模具降低筒壁所受拉應力。結束語：拉深是沖壓生產中廣泛使用的工序，通過拉深可以獲得筒形、階梯形、球形、