圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)課件

圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)1.了解拉深變形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素；2.掌握拉深工藝計(jì)算方法。3.掌握拉深工藝性分析與工藝設(shè)計(jì)方法；4.認(rèn)識(shí)拉深模典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，掌握拉深模工作零件設(shè)計(jì)方法；5.掌握拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì)的方法和步驟。學(xué)習(xí)目的與要求：圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)本學(xué)習(xí)情境重點(diǎn)：1.拉深變形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素；2.拉深工藝計(jì)算方法；3.拉深工藝性分析與工藝方案制定；4.拉深模典型結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5.拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì)的方法和步驟。本學(xué)習(xí)情境難點(diǎn)：1.拉深變形規(guī)律及拉深件質(zhì)量影響因素；2.拉深工藝計(jì)算；3.其它形狀零件的拉深變形特點(diǎn)；4.拉深模典型結(jié)構(gòu)與拉深模工作零件設(shè)計(jì)。圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)本次課的重點(diǎn)：1.什么是起皺？2.起皺的原因？3.在什么情況下會(huì)起皺？4.凸緣區(qū)抗起皺的能力與什么有關(guān)？5.什么時(shí)刻最易起皺？6.在什么情況下可能出現(xiàn)拉裂？7.在筒壁的什么部位可能拉裂？圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)第一節(jié)拉深基本原理拉深：又稱拉延，是利用拉深模在壓力機(jī)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?？梢约庸ばD(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：拉深模特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)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。拉深所使用的模具。圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)第一節(jié)拉深基本原理圓筒形件是最典型的拉深件。一、拉深變形過(guò)程2.拉深變形過(guò)程及特點(diǎn)（1）拉深變形過(guò)程1.拉深成形時(shí)板料的受力分析平板圓形坯料的凸緣彎曲繞過(guò)凹模圓角，然后拉直形成豎直筒壁(凸緣逐漸減小，筒壁逐漸增高的過(guò)程）。圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)第一節(jié)拉深基本原理（2）網(wǎng)格變化①筒底無(wú)變化②筒壁

無(wú)變化③凸緣區(qū)徑向伸長(zhǎng)，切向壓縮。（2）拉深變形特點(diǎn)①筒底、筒壁是傳力區(qū)。圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)第一節(jié)拉深基本原理②凸緣區(qū)是變形區(qū)③變形不均勻：凸緣邊緣變形最大。二、拉深過(guò)程中坯料內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)1.應(yīng)變（1）凸緣區(qū)徑向：切向：厚度方向：（2）凹模圓角部分（3）筒壁部分凸緣部分伸長(zhǎng)壓縮一定范圍內(nèi)變薄，一定范圍外增厚圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)第一節(jié)拉深基本原理（4）凸模圓角部分（5）筒底部分2.應(yīng)力

拉深成形后制件壁厚和硬度分布三、拉深時(shí)凸緣區(qū)的應(yīng)力分布與起皺1.拉深過(guò)程中某一瞬間，凸緣區(qū)的應(yīng)力分布（1）徑向拉應(yīng)力邊緣最小為0，凹?？谔幾畲蟆＃?）切向壓應(yīng)力邊緣最大，凹?？谔幾钚。粸?。圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)第一節(jié)拉深基本原理（3）在R′=0.61Rt處，徑向拉應(yīng)力等于切向壓應(yīng)力，往內(nèi)，拉應(yīng)力占優(yōu)、厚度變薄，往外，壓應(yīng)力占優(yōu)、厚度增厚。2.整個(gè)拉深過(guò)程中σ1max、σ3max的變化規(guī)律（1）σ1max的變化規(guī)律由小逐漸增大，當(dāng)Rt=（0.8~0.9）R時(shí)，σ1max最大，即拉深剛開始不久拉應(yīng)力即達(dá)到最大；然后逐漸減小，結(jié)束時(shí)為零。（2）σ3max的變化規(guī)律隨拉深的進(jìn)行逐漸增大，結(jié)束時(shí)達(dá)到最大。3.凸緣區(qū)的起皺圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)第一節(jié)拉深基本原理（1）什么是起皺？（2）起皺的原因？壓應(yīng)力（3）在什么情況下會(huì)起皺？當(dāng)坯料內(nèi)的壓應(yīng)力超過(guò)其抗起皺的能力時(shí)會(huì)起皺。（4）凸緣區(qū)抗起皺的能力與什么有關(guān)？

①坯料厚度越↑，抵抗起皺的能力↑。

②凸緣寬度越↑，抵抗起皺的能力↓。（5）什么時(shí)刻最易起皺？凸緣寬度減少到原來(lái)寬度一半時(shí)最易起皺。圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)第一節(jié)拉深基本原理三、拉深件的起皺與拉裂（續(xù)）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(qiáng)度。當(dāng)筒壁拉應(yīng)力超過(guò)筒壁材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，拉深件就會(huì)在底部圓角與筒壁相切處——“危險(xiǎn)斷面”產(chǎn)生破裂。

防止拉裂：一方面要通過(guò)改善材料的力學(xué)性能，提高筒壁抗拉強(qiáng)度；

另一方面通過(guò)正確制定拉深工藝和設(shè)計(jì)模具，降低筒壁所受拉應(yīng)力。

圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)拉深件類型a）軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體拉深件b)盒形件c)不對(duì)稱拉深件圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)拉深模結(jié)構(gòu)圖１-模柄２-上模座３-凸模固定板４-彈簧５-壓邊圈６-定位板７-凹模８-下模座９-卸料螺釘10-凸模圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)拉深變形過(guò)程圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)拉深的網(wǎng)格試驗(yàn)圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)拉深過(guò)程的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)下標(biāo)1、2、3分別代表坯料徑向、厚度方向、切向的應(yīng)力和應(yīng)變

圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)圓筒形件拉深時(shí)凸緣變形區(qū)的應(yīng)力分布圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)拉深件的壁厚和硬度的變化圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)凸緣變形區(qū)的起皺

圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)筒壁的拉裂圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)不變薄拉深變薄拉深圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)高速電主軸在臥式鏜銑床上的應(yīng)用越來(lái)越多，除了主軸速度和精度大幅提高外，還簡(jiǎn)化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短了制造周期，尤其是能進(jìn)行高速切削，電主軸轉(zhuǎn)速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制，其制造成本較高，尤其是不能進(jìn)行深孔加工。而鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限，精度雖不如電主軸結(jié)構(gòu)，但可進(jìn)行深孔加工，且功率大，可進(jìn)行滿負(fù)荷加工，效率高，是電主軸無(wú)法比擬的。因此，兩種結(jié)構(gòu)并存，工藝性能各異，卻給用戶提供了更多的選擇?，F(xiàn)在，又開發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng)，具有一機(jī)兩用的功效，用戶根據(jù)不同的加工對(duì)象選擇使用，即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結(jié)構(gòu)兼顧了兩種結(jié)構(gòu)的不足，還大大降低了成本。是當(dāng)今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點(diǎn)在于高速切削和快速進(jìn)給，大大提高了機(jī)床的精度和效率。臥式鏜銑床運(yùn)行速度越來(lái)越高，快速移動(dòng)速度達(dá)到25～30m/min，鏜桿最高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動(dòng)高達(dá)50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.008～0.01mm，重復(fù)定位精度0.004～0.005mm。落地式銑鏜床銑刀由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主，銑削工藝范圍廣，尤其是大功率、強(qiáng)力切削是落地銑鏜床的一大加工優(yōu)勢(shì)，這也是落地銑鏜床的傳統(tǒng)工藝概念。而當(dāng)代落地銑鏜床的技術(shù)發(fā)展，正在改變傳統(tǒng)的工藝概念與加工方法，高速加工的工藝概念正在替代傳統(tǒng)的重切削概念，以高速、高精、高效帶來(lái)加工工藝方法的改變，從而也促進(jìn)了落地式銑鏜床結(jié)構(gòu)性改變和技術(shù)水平的提高。當(dāng)今，落地式銑鏜床發(fā)展的最大特點(diǎn)是向高速銑削發(fā)展，均為滑枕式(無(wú)鏜軸)結(jié)構(gòu)，并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是滑枕的截面大，剛性好，行程長(zhǎng)，移動(dòng)速度快，便于安裝各種功能附件，主要是高速鏜、銑頭、兩坐標(biāo)雙擺角銑頭等，將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達(dá)到極致，大大提高了加工速度與效率。傳統(tǒng)的銑削是通過(guò)鏜桿進(jìn)行加工，而現(xiàn)代銑削加工，多由各種功能附件通過(guò)滑枕完成，已有替代傳統(tǒng)加工的趨勢(shì)，其優(yōu)點(diǎn)不僅是銑削的速度、效率高，更主要是可進(jìn)行多面體和曲面的加工，這是傳統(tǒng)加工方法無(wú)法完成的。因此，現(xiàn)在，很多廠家都競(jìng)相開發(fā)生產(chǎn)滑枕式(無(wú)鏜軸)高速加工中心，在于它的經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)優(yōu)勢(shì)很明顯，還能大大提高機(jī)床的工藝水平和工藝范圍。同時(shí)，又提高了加工精度和加工效率。當(dāng)然，需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術(shù)保障，對(duì)其要求也很高。高速銑削給落地式銑鏜床帶來(lái)了結(jié)構(gòu)上的變化，主軸箱居中的結(jié)構(gòu)較為普遍，其剛性高，適合高速運(yùn)行?；眚?qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)采用線性導(dǎo)軌，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)