-拉深工藝及拉深模具設(shè)計(jì)習(xí)題題目練習(xí)(附答案)

CHENGCHENGCHENGCHENG第四章拉深工藝及拉深模具設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題 答案一、 填空題拉深是是利用拉深模將平板毛坯壓制成開口空心件或?qū)㈤_口空心件進(jìn)一步變形的沖壓工藝。拉深凸模和凹模與沖裁模不同之處在于，拉深凸、凹模都有肯定的圓角而不是銳利的刃口，其間隙一般稍大于板料的厚度。拉深系數(shù)m是拉深后的工件直徑和拉深前的毛坯直徑的比值，m越小，則變形程度越大。拉深過(guò)程中，變形區(qū)是坯料的凸緣局部。坯料變形區(qū)在切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生切向壓縮和徑向伸長(zhǎng)的變形。對(duì)于直壁類軸對(duì)稱的拉深件，其主要變形特點(diǎn)有〔〕變形區(qū)為凸緣局部；〔〕坯料變形區(qū)在切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生切向壓縮與徑向的伸長(zhǎng)，即一向受壓、一向收拉的變形〔〕極限變形程度主要受傳力區(qū)承載力量的限制。拉深時(shí)，凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂是拉深工藝能否順當(dāng)進(jìn)展的主要障礙。拉深中，產(chǎn)生起皺的現(xiàn)象是由于該區(qū)域內(nèi)受較大的壓應(yīng)力的作用，導(dǎo)致材料失穩(wěn)_而引起。拉深件的毛坯尺寸確定依據(jù)是面積相等的原則。拉深件的壁厚不均勻。下部壁厚略有減薄，上部卻有所增厚。在拉深過(guò)程中，坯料各區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變是不均勻的。即使在凸緣變形區(qū)也是這樣，愈靠近外緣，變形程度愈大，板料增厚也愈大。板料的相對(duì)厚度t/D越小，則抵抗失穩(wěn)力量越愈弱，越簡(jiǎn)潔起皺。因材料性能和模具幾何外形等因素的影響，會(huì)造成拉深件口部不齊，尤其是經(jīng)過(guò)屢次拉深的拉深件，起口部質(zhì)量更差。因此在多數(shù)狀況下承受加大加大工序件高度或凸緣直徑的方法，拉深后再經(jīng)過(guò)切邊工序以保證零件質(zhì)量。拉深工藝順當(dāng)進(jìn)展的必要條件是筒壁傳力區(qū)最大拉應(yīng)力小于危急斷面的抗拉強(qiáng)度。正方形盒形件的坯料外形是圓形；矩形盒形件的坯料外形為長(zhǎng)圓形或橢圓形。用理論計(jì)算方法確定坯料尺寸不是確定準(zhǔn)確，因此對(duì)于外形簡(jiǎn)單的拉深件，通常是先做好拉深模，以理論分析方法初步確定的坯料進(jìn)展試模，經(jīng)反復(fù)試模，直到得到符合要求的沖件時(shí)，在將符合要求的坯料外形和尺寸作為制造落料模的依據(jù)。影響極限拉深系數(shù)的因素有：材料的力學(xué)性能、板料的相對(duì)厚度、拉深條件等。一般地說(shuō)，材料組織均勻、屈強(qiáng)比小、塑性好、板平面方向性小、板厚方向系數(shù)大、硬化指數(shù)大的板料，極限拉深系數(shù)較小。拉深凸模圓角半徑太小，會(huì)增大拉應(yīng)力，降低危急斷面的抗拉強(qiáng)度，因而會(huì)引起拉深件拉裂，降低極限變形。拉深凹模圓角半徑大，允許的極限拉深系數(shù)可減小，但過(guò)大的圓角半徑會(huì)使板料懸空面積增大，簡(jiǎn)潔產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。拉深凸模、凹模的間隙應(yīng)適當(dāng)，太小會(huì)不利于坯料在拉深時(shí)的塑性流淌，增大拉深力，而間隙太大，則會(huì)影響拉深件的精度，回彈也大。確定拉深次數(shù)的方法通常是：依據(jù)工件的相對(duì)高度查表而得，或者承受推算法，依據(jù)表格查出各次極限拉深系數(shù)，然后依次推算出各次拉深直徑。有凸緣圓筒件的總拉深系數(shù)m大于極限拉深系數(shù)時(shí)，或零件的相對(duì)高度h/d小于極限相對(duì)高度時(shí)，則凸緣圓筒件可以一次拉深成形。屢次拉深寬凸緣件必需遵循一個(gè)原則，即第一次拉深成有凸緣的工序件時(shí)，其凸緣的外徑應(yīng)等于工件的凸緣直徑，在以后的拉深工序中僅僅使已拉深成的工序件的筒壁局部參與變形，逐步削減其直徑和圓角半徑并增加高度，而第一次拉深時(shí)已經(jīng)成形的凸緣外徑不變。為了防止在以后拉深工序中，有凸緣圓筒形件的凸緣局部產(chǎn)生變形，在調(diào)整工作行程時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格掌握拉深高度；在工藝計(jì)算時(shí)，除了應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算工序件的高度，通常有意把第一次拉入凹模的坯料面積多拉5%～10%。這一工藝措施對(duì)于板料厚度小于0.5mm的拉深件，效果較為顯著。拉深時(shí)，對(duì)于單動(dòng)壓力機(jī)，除了使其公稱壓力大于工藝力以外，還必需留意，當(dāng)拉深行程較大，尤其落料拉深復(fù)合時(shí)，應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用負(fù)荷曲線之下。當(dāng)任意兩相鄰階梯直徑之比都大于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)時(shí)，其拉深方法為：由大到小拉出，這時(shí)的拉深次數(shù)等于階梯數(shù)目。盒形件拉深時(shí)圓角局部與直邊局部間隙不同，其中圓角局部應(yīng)當(dāng)比直邊局部間隙大。一般狀況下，拉深件的公差不宜要求過(guò)高。對(duì)于要求高的拉深件應(yīng)加整形工序以提高其精度。在拉深成形中，需要摩擦力小的部位必需進(jìn)展?jié)櫥?，凹模外表粗糙度?yīng)當(dāng)小，以降低摩擦力，減小拉應(yīng)力，以提高極限變形程度。拉深時(shí)，凹模和卸料板與板料接觸的外表應(yīng)當(dāng)潤(rùn)滑，而凸模圓角與板料接觸的外表不宜太光滑，也不宜潤(rùn)滑，以減小由于凸模與材料的相對(duì)滑動(dòng)而使危急斷面易于變薄裂開的危急。二、選擇題〔將正確的答案序號(hào)填到題目的空格處〕拉深前的扇形單元，拉深后變?yōu)?B 。A、圓形單元 B、矩形單元 C、環(huán)形單元拉深后坯料的徑向尺寸 A ，切向尺寸 A 。A、增大減小 B、增大 增大 C、減小 增大 D、減小 減小拉深過(guò)程中，坯料的凸緣局部為 B A、傳力區(qū) B、變形區(qū) C、非變形區(qū)拉深時(shí)，在板料的凸緣局部，因受 B 可能產(chǎn)生起皺現(xiàn)象。A、徑向壓應(yīng)力 B、切向壓應(yīng)力 C、厚向壓應(yīng)力與凸模圓角接觸的板料局部，拉深時(shí)厚度 B A、變厚 B、變薄 C、不變拉深時(shí)消滅的危急截面是指 B 的斷面。A、位于凹模圓角部位 B、位于凸模圓角部位 C、凸緣部位7.用等面積法確定坯料尺寸，即坯料面積等于拉深件的 B A、投影面積 B、外表積 C、截面積拉深過(guò)程中應(yīng)當(dāng)潤(rùn)滑的部位是 A、B ；不該潤(rùn)滑部位是 C 。A、壓料板與坯料的接觸面 B、凹模與坯料的接觸面 C、凸模與坯料的接觸面 D 工序是拉深過(guò)程中必不行少的工序。A、酸洗B、熱處理 C、去毛刺D、潤(rùn)滑 E、校平需屢次拉深的工件，在兩次拉深間，很多狀況下都不必進(jìn)展 B 本錢、提高生產(chǎn)率的角度動(dòng)身，應(yīng)盡量削減這個(gè)關(guān)心工序。A、酸洗B、熱處理 C、去毛刺D、潤(rùn)滑E、校平經(jīng)過(guò)熱處理或外表有油污和其它臟物的工序件外表需要 A 沖壓加工或其它工序的加工。A、酸洗 B、熱處理 C、去毛刺 D、潤(rùn)滑 E、校平有凸緣筒形件拉深、其中 A 系數(shù)影響最大。A、凸緣相對(duì)直徑 B、相對(duì)高度 C、相對(duì)圓角半徑在寬凸緣的屢次拉深時(shí)，必需使第一次拉深成的凸緣外徑等于 C A、坯料 B、筒形局部C、成品零件的凸緣為保證較好的外表質(zhì)量及厚度均勻，在寬凸緣的屢次拉深中，可承受 C 方法。A、變凸緣直徑 B、變筒形直徑C、變圓角半徑料的相對(duì)厚度t/D較大時(shí)，則抵抗失穩(wěn)力量 A A、大 B、小 C、不變有凸緣筒形件的極限拉深系數(shù) A 形件的極限拉深系數(shù)。A、小于 B、大于 C、等于無(wú)凸緣筒形件拉深時(shí)，假設(shè)沖件h/d C 極限h/d，則可一次拉出。A、大于 B、等于 C、小于平端面凹模拉深時(shí)，坯料不起皺的條件為t/D C A、≥(0.09～0.17)(m－l) B、≤(0.09～0.17)(l/m－l)C、(0.09～0017)(1－m)為了使材料充分塑性流淌，拉深時(shí)坯料外形與拉深件橫截面外形是 B A、等同的 B、近似的 C、等面積的當(dāng)任意兩相鄰階梯直徑之比(did )都不小于相應(yīng)的圓筒形的極限拉深系數(shù)時(shí)，其i1拉深方法是 B 。A、由小階梯到大階梯依次拉出 B、由大階梯到小階梯依次拉出C、先拉兩頭，后拉中間各階梯下面三種彈性壓料裝置中， C 的壓料效果最好。A、彈簧式壓料裝置 B、橡膠式壓料裝置 C、氣墊式壓料裝置邊圈對(duì)拉深坯料的變形區(qū)施加壓力，可防止坯料起皺，因此，在保證變形區(qū)不起皺的前提下，應(yīng)盡量選用 B 。A、大的壓料力 B、小的壓料力 C、適中的壓料力(dt(dt) 3.44dd2hR有凸緣圓筒形件的拉深系數(shù)

，從上式可以看出參數(shù) A 對(duì)拉深系數(shù)影響最大。dA、d

t B、h/d C、R/d通常用 C 值的大小表示圓筒形件拉深變形程度的大小 C 愈大，變形程度愈小，反之亦然。A、h/d B、K C、m在拉深工藝規(guī)程中，假設(shè)選用單動(dòng)壓力機(jī)，其公稱壓力應(yīng) B 力，且要留意，當(dāng)拉深工作行程較大時(shí)，應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用曲線之下。A、等于 B、小于 C、大于三、推斷題〔正確的打√，錯(cuò)誤的打×〕拉深過(guò)程中，坯料各區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變是很均勻的。 〔×〕程中凸緣平面局部材料在徑向壓應(yīng)力和切向拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生切向壓縮與徑向伸長(zhǎng)變形而漸漸被拉入凹模。 〔× 〕拉深系數(shù)m恒小于1，m愈小，則拉深變形程度愈大。 〔 √ 〕坯料拉深時(shí)，其凸緣局部因受切向壓應(yīng)力而易產(chǎn)生失穩(wěn)而起皺。 〔 √ 〕拉深時(shí)，坯料產(chǎn)生起皺和受最大拉應(yīng)力是在同一時(shí)刻發(fā)生的。 〔 × 〕拉深系數(shù)m愈小，坯料產(chǎn)生起皺的可能性也愈小。 〔 × 〕拉深時(shí)壓料力是唯一確實(shí)定值，所以調(diào)整時(shí)要留意調(diào)到準(zhǔn)確值。 〔 × 〕壓料力的選擇應(yīng)在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選用小的壓料力。 〔 √〕彈性壓料裝置中，橡膠壓料裝置的壓料效果最好。 〔 × 〕拉深模依據(jù)工序組合狀況不同，可分為有壓料裝置的拉深模和無(wú)壓料裝置的拉深模。 〔 × 〕凹模之間的間隙對(duì)拉深力、零件質(zhì)量、模具壽命都有影響。間隙小，拉深力大，零件外表質(zhì)量差，模具磨損大，所以拉深凸、凹模的間隙越大越好。 〔 ×〕拉深凸模圓角半徑太大，增大了板料繞凸模彎曲的拉應(yīng)力，降低了危急斷面的抗拉強(qiáng)度，因而會(huì)降低極限變形程度。〔× 〕拉深件的壁厚是不均勻的，上部增厚，愈接近口部增厚愈多，下部變薄，愈接近凸模圓角變薄愈大。壁部與圓角相切處變薄最嚴(yán)峻。 〔 √ 〕〔×〕拉深時(shí)，坯料變形區(qū)在切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生切向伸長(zhǎng)和徑向壓縮的變形。〔× 〕拉深模依據(jù)拉深工序的挨次可分為單動(dòng)壓力機(jī)上用拉深模和雙動(dòng)壓力機(jī)上用拉深模?！病?〕需要屢次拉深的零件，在保證必要的外表質(zhì)量的前提下，應(yīng)允許內(nèi)、外外表存在拉深過(guò)程中可能產(chǎn)生的痕跡?！?√ 〕所謂等面積原則，即坯料面積等于成品零件的外表積。 〔 √ 〕對(duì)于有凸緣圓筒件的極限拉深系數(shù)假設(shè)小于無(wú)凸緣圓筒形件的極限拉深系數(shù)則可推斷有凸緣圓筒形件的實(shí)際形程度大于無(wú)凸緣圓筒形件的變形程度。 〔 × 〕拉深的變形程度大小可以用拉深件的高度與直徑的比值來(lái)表示。也可以用拉深后的圓筒形件的直徑與拉深前的坯料(工序件)直徑之比來(lái)表示。 〔 √ 〕階梯形盒形件和階梯形圓筒形件的拉深工藝一樣，也可以先拉深成大階梯，再?gòu)拇箅A梯拉深到小階梯?！病?〕四、問(wèn)答題拉深變形的特點(diǎn)？拉深件的變形有以下特點(diǎn)：變形區(qū)為毛坯的凸緣局部，與凸模端面接觸的局部根本上不變形；毛坯變形區(qū)在切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生切向壓縮和徑向拉伸的“一拉一壓”的變形。極限變形參數(shù)主要受到毛坯傳力區(qū)的承載力量的限制；〔底部的厚度根本保持不變；拉深工件的硬度也有所不同，愈靠近口部，硬度愈高〔這是由于口部的塑性變形量最大，加工硬化現(xiàn)象最嚴(yán)峻〕拉深的根本過(guò)程是怎樣的?4－1132〔有時(shí)可以不帶壓邊圈〕三局部大于板料的厚度。CHENG模向下的壓力作用，隨凸模進(jìn)入凹模，最終使得坯料被拉深成開口的筒形件。圖4－1 圓筒件的拉深拉深過(guò)程中材料的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)是怎樣的?為了分析拉深毛坯在拉深過(guò)程中的應(yīng)力與應(yīng)變狀況，可以做以下的網(wǎng)格試驗(yàn)：4－2〔為了便利觀看網(wǎng)格的變化狀況，將畫有網(wǎng)格的面與凹模的接觸，在拉深后我們覺察：工件底部的網(wǎng)格變化很小，而側(cè)壁上的6-3〔b〕所示，以前的扇形毛坯網(wǎng)格變成了拉深后的矩形網(wǎng)格。〔a〕 (b)4－2〔沒有被凸模壓住的凸緣局部〕在切向壓應(yīng)力的作用下產(chǎn)生壓縮，徑向在4－3所示。工件底部的網(wǎng)格沒有明顯的變化，說(shuō)明對(duì)拉深來(lái)說(shuō)，工件底部根本不變形。CHENGCHENG圖4－3 拉深時(shí)扇形單元的受力與變樣子況?它在拉深過(guò)程中的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)如何?生的壓應(yīng)力和切向拉應(yīng)力。?當(dāng)危急斷面的應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)，零件就會(huì)在此處被拉裂。試述產(chǎn)生起皺的緣由是什么？拉深過(guò)程中，在坯料凸緣內(nèi)受到切向壓應(yīng)力σ3的作用，常會(huì)失去穩(wěn)定性而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象。在拉深工序，起皺是造成廢品的重要緣由之一。因此，防止消滅起皺現(xiàn)象是拉深工藝中的一個(gè)重要問(wèn)題。?防止起皺的方法有哪些?影響起皺現(xiàn)象的因素很多，例如：坯料的相對(duì)厚度直接影響到材料的穩(wěn)定性。所以，坯料的相對(duì)厚度值t/D越大(D為坯料的直徑)，坯料的穩(wěn)定性就越好，這時(shí)壓應(yīng)力σ3的作用只能使材料在切線方向產(chǎn)生壓縮變形(變厚)，而不致起皺。坯料如消滅嚴(yán)峻皺褶，坯料不能被拉入凹模里，而在凹模圓角處或凸模圓角上方四周側(cè)壁〔危急斷面〕產(chǎn)生裂開。的作用是，將坯料約束在壓邊圈與凹模平面之間，坯料雖受有切向壓應(yīng)力σ3的作用，但它在厚度方向上不能自由起伏，從而提高了坯料在流淌時(shí)的穩(wěn)定性。另外，由于壓邊力的作用，使坯料與凹模上外表間、坯料與壓邊圈之間產(chǎn)生了摩擦力。這σ3從而避開了起皺現(xiàn)象的產(chǎn)生。由此可見，在拉深工藝中，正確地選擇壓邊圈的型式，確定所需壓邊力的大小是很重要的。?拉深系數(shù)對(duì)拉深有何影響?所謂拉深系數(shù)，即每次拉深后的斷面積與拉深前的斷面之比，即：Fm F nn1式中：m—拉深系數(shù)；Fn--拉深后的斷面積〔m2；Fn1

--拉深前的斷面積〔m2。d d圓筒形件拉深系數(shù)即為每次拉深后圓筒形件的直徑CHENG

與拉深前的坯料〔或半成品〕直徑n

n1

之比。即CHENGCHENGdCHENGddm ndn1影響拉深系數(shù)的因素有哪些?影響拉深系數(shù)的因素有以下幾方面：t/D×100對(duì)拉深系數(shù)影響更大。相對(duì)厚度越大，金屬流淌性能有較好的穩(wěn)定性，可取較小的拉深系數(shù)；拉深次數(shù)：拉深過(guò)程中，因產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象，使材料的塑性降低。屢次拉深時(shí)，拉深系數(shù)應(yīng)漸漸加大；于坯料的變形，可選較小的拉深系數(shù)；能進(jìn)展?jié)櫥?，否則會(huì)減弱凸模外表摩擦對(duì)危急斷面的有益影響。上述影響拉深系數(shù)的很多因素中，以坯料的相對(duì)厚度影響最大，生產(chǎn)中常以此作為選擇拉深系數(shù)的依據(jù)。為什么有些拉深件必需經(jīng)過(guò)屢次拉深?拉深過(guò)程中，假設(shè)坯料的變形量超過(guò)材料所允許的最大變形程度，就會(huì)消滅工件斷裂現(xiàn)象。所以，有些工件不能一次拉承受壓邊圈的條件是什么?拉深中，是否承受壓邊圈裝置，主要取決于拉深坯料的相對(duì)厚度大小，具體選擇方法