圓筒拉伸模具設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2024-12-29 00:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 裂是拉深的危險斷面原因是此處傳遞拉深力的截面積較小因此產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大同時該處所需要轉(zhuǎn)移的材料較 少故該處材料的變形程度很小冷作硬化較低材料的屈服極限也就較低而與凸模圓角部分相比該處又不象凸模圓角處那樣存在較大的摩擦阻力因此在拉深過程中此處變薄便最為嚴重是整個零件強度最薄弱的地方易出現(xiàn)變薄超差甚至拉裂 5 筒底部分 見圖 42ａ圖 42ｂ圖 42ｇ 這部分材料與凸模底面接觸直接接收凸模施加的拉深力傳遞到筒壁是傳力區(qū)該處材料在拉深開始時即被拉入凹模并在拉深的整個過程中保持其平面形狀它受到徑向和切向雙向拉應(yīng)力作用變形為徑向和切向伸長厚度變薄但變形量很小 從拉深過程坯料的應(yīng)力應(yīng)變的分析中可見坯料各區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變是 很不均勻的即使在凸緣變形區(qū)內(nèi)也是這樣越靠近外緣變形程度越大板料增厚也越多拉深成形后制件壁厚和硬度分布情況可以看出拉深件下部壁厚略有變薄壁部與圓角相切處變薄嚴重口部最厚由于坯料各處變形程度不同加工硬化程度也不同表現(xiàn)為拉深件各部分硬度不一樣越接近口部硬度愈大 43 旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 431 坯料形狀和尺寸確定的依據(jù) 拉深件坯料形狀和尺寸是以沖件形狀和尺寸為基礎(chǔ)按體積不變原則和相似原則確定體積不變原則即對于不變薄拉深假設(shè)變形前后料厚不變拉深前坯料表面積與拉深后沖件表面積近似相等得到坯料尺寸相似原則即利用拉 深前坯料的形狀與沖件斷面形狀相似得到坯料形狀當沖件的斷面是圓形正方形長方形或橢圓形時其坯料形狀應(yīng)與沖件的斷面形狀相似但坯料的周邊必須是光滑的曲線連接對于形狀復(fù)雜的拉深件利用相似原則僅能初步確定坯料形狀必須通過多次試壓反復(fù)修改才能最終確定出坯料形狀因此拉深件的模具設(shè)計一般是先設(shè)計拉深模坯料形狀尺寸確定后再設(shè)計沖裁模由于金屬板料具有板平面方向性和模具幾何形狀等因素的影響會造成拉深件口部不整齊因此在多數(shù)情況下采取加大工序件高度或凸緣寬度的辦法拉深后再經(jīng)過切邊工序以保證零件質(zhì)量 當零件的相對高度Ｈｄ很小并且高 度尺寸要求不高時也可以不用切邊工序 432 簡單旋轉(zhuǎn)體拉深件坯料尺寸的確定 首先將拉深件劃分為若干個簡單的便于計算的幾何體并分別求出各簡單幾何體的表面積把各簡單幾何體面積相加即為零件總面積然后根據(jù)表面積相等原則求出坯料直徑 在計算中零件尺寸均按厚度中線計算但當板料厚度小于 1ｍｍ時也可以按外形或內(nèi)形尺寸計算 44 圓筒件的拉深工藝計算 441 拉深系數(shù)與極限拉深系數(shù) a 拉深系數(shù)的定義 在制定拉深工藝時如拉深系數(shù)取得過小就會使拉深件起皺斷裂或嚴重變薄超差因此拉深系數(shù)減小有一個客觀的界限這個界限就稱為極限拉深系 數(shù)極限拉深系數(shù)與材料性能和拉深條件有關(guān)從工藝的角度來看極限拉深系數(shù)越小越有利于減少工序數(shù) b 影響極限拉深系數(shù)的因素 1 材料的組織與力學(xué)性能 一般來說材料組織均勻晶粒大小適當屈強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)大的板料都可能采用較小的極限拉深系數(shù) 2 板料的相對厚度 當板料相對厚度較小時抵抗失穩(wěn)起皺的能力小容易起皺為了防皺而增加壓料力又會引起摩阻力增大因此板料相對厚度小使極限拉深系數(shù)高板料相對厚度大可選用較小的極限拉深系數(shù) c 拉深工作條件 1 凸凹模之間間隙也應(yīng)適當太小板料受到太大的擠壓 作用和摩擦阻力增大拉深力間隙太大會影響拉深件的精度拉深件錐度和回彈較大 2 摩擦潤滑 凹模和壓料圈與板料接觸的表面應(yīng)當光滑潤滑條件要好以減少摩擦阻力和筒壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力而凸模表面不宜太光滑也不宜潤滑以減小由于凸模與材料的相對滑動而使危險斷面變薄破裂的危險 3 壓料圈的壓料力 壓料是為了防止坯料起皺但壓料力卻增大了筒壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力壓料力太大可能導(dǎo)致拉裂拉深工藝必須正確處理這兩者關(guān)系做到既不起皺又不拉裂為此必須正確調(diào)整壓料力即應(yīng)在保證不起皺的前堤下盡量減少壓料力提高工藝的穩(wěn)定性 此外影響極限拉深系數(shù)的因素還有 拉深方法拉深次數(shù)拉深速度拉深件的形狀等采用反拉深軟模拉深等可以降低極限拉深系數(shù)首次拉深極限拉深系數(shù)比后次拉深極限拉深系數(shù)小拉深速度慢有利于拉深工作的正常進行盒形件角部拉深系數(shù)比相應(yīng)的圓筒形件的拉深系數(shù)小 442 拉深次數(shù)與工序件尺寸 1 拉深次數(shù)的確定 2 各次拉深工序件尺寸的確定工序件直徑的確定 確定拉深次數(shù)以后由表查得各次拉深的極限拉深系數(shù)適當放大并加以調(diào)整 443 圓筒形件拉深的壓料力與拉深力 1 壓料裝置與壓料力 為了解決拉深過程中的起皺問題生產(chǎn)實際中的主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置常用的壓料 裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種是否采用壓料裝置主要看拉深過程中是否可能發(fā)生起皺在實際生產(chǎn)中可按表壓料裝置產(chǎn)生的壓料力ＦＹ大小應(yīng)適當ＦＹ太小則防皺效果不好ＦＹ太大則會增大傳力區(qū)危險斷面上的拉應(yīng)力從而引起材料嚴重變薄甚至拉裂因此實際應(yīng)用中在保證變形區(qū)不起皺的前提下盡量選用小的壓料力 隨著拉深系數(shù)的減小所需壓料力是增大的同時在拉深過程中所需壓料力也是變化的一般起皺可能性最大的時刻所需壓料力最大理想的壓料力是隨起皺可能性變化而變化但壓料裝置很難達到這樣的要求 2．拉深力與壓力機公稱壓力 １ 拉深力 ２ 壓力機公稱壓力 單動壓力機其公稱壓力應(yīng)大于工藝總壓力 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 51 傳動原理 511 成形工藝 下磨部分靜止上模部分下移壓邊圈壓料凸模進行拉深 512 卸料過程 上模部分上移彈簧帶動卸料板卸料 52 零部件設(shè)計 在模具設(shè)計階段有必要對模具結(jié)構(gòu)件進行必要的強度校核計算而選用材料時則有以下注意事項 模承受的應(yīng)力 凸模材料的許用壓應(yīng)力 ②為提高凸模的抗彎強度應(yīng)選用彈性系數(shù)大的材質(zhì) ③1 耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時沿型腔表面既流動又滑動使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦從而導(dǎo)致模具因磨損而失效所以材料的耐磨性是模具最基本最重要的性能 之一 硬度是影響耐磨性的主要因素一般情況下模具零件的硬度越高磨損量越小耐磨性也越好另外耐磨性還與材料中碳化物的種類數(shù)量形態(tài)大小及分布有關(guān) 2 強韌性 模具的工作條件大多十分惡劣有些常承受較大的沖擊負荷從而導(dǎo)致脆性斷裂為防止模具零件在工作時突然脆斷模具要具有較高的強度和韌性 模具的韌性主要取決于材料的含碳量晶粒度及組織狀態(tài) 3 疲勞斷裂性能 模具工作過程中在循環(huán)應(yīng)力的長期作用下往往導(dǎo)致疲勞斷裂其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂拉伸疲勞斷裂接觸疲勞
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