圓筒拉伸模具設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計論文-文庫吧資料
2024-12-01 00:25本頁面
【正文】 住隨后凸模 10 將坯料逐漸拉入凹模孔內(nèi)形成直壁圓筒成形后當(dāng)上?；厣龝r彈簧 5 恢復(fù)利用壓邊圈 5 將拉深件從凸模 10 上卸下為了便于成形和卸料在凸模 10 上開設(shè)有通氣孔壓邊圈在這副模具中既起壓邊作用又起卸載作用如圖 31 拉深過程中其底部區(qū)域幾乎不發(fā)生變化由于金屬材料內(nèi)部的相互作用使金屬各單元體之間產(chǎn)生樂內(nèi)應(yīng)力在徑向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力б在切向產(chǎn)生壓縮應(yīng)力б在б和б的共同作用下凸緣區(qū)的材料在發(fā)生塑性變形的條件下不斷地被拉入凹模內(nèi)成為筒形零件的直壁拉深時凸緣變形區(qū)內(nèi)各部分的變形被拉入凹模內(nèi)成為筒形零件的直壁拉伸時凸緣變形區(qū)內(nèi)各部分 的變形是不均勻的外緣的厚度硬度最大變形亦最大 31 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－凸模圖 拉深過程中出現(xiàn)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)起皺是由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲傳力區(qū)的拉裂是由于拉應(yīng)力超過抗拉強度引起板料斷裂同時拉深變形區(qū)板料有所增厚而傳力區(qū)板料有所變薄因而出現(xiàn)的問題也不同為了更好地解決上述問題有必要研究 312 凹模圓角部分 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(yán)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 313 筒底部分 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)該處材這部分材料變薄嚴(yán)重尤其是與筒壁相切的部位此處最容易出現(xiàn)拉裂是拉深的危險斷面原應(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)變是很不均勻的即這部分材 料變薄嚴(yán)重尤其是與筒壁相切的部位此處最容易出現(xiàn)拉裂是拉深的危險斷面原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(yán)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 32 拉深件的起皺及拉裂 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利進行的主要障礙為此必須了解起皺和拉裂的原因在拉深工藝和拉深模設(shè)計等方面采取適當(dāng)?shù)拇胧┍ＷC拉深工藝的順利進行提高拉深件的質(zhì)量 凸 緣區(qū)會不會起皺主要決定于兩個方面一方面是切向壓應(yīng)力σ4 拉伸模具的分析 41 拉伸模具的結(jié)構(gòu) 拉深模結(jié)構(gòu)相對較簡單根據(jù)拉深模使用的壓力機類型不同拉深模可分為單動壓力機用拉深模 和雙動壓力機用拉深模根據(jù)拉深順序可分為首次拉深模和以后各次拉深模根據(jù)工序組合可分為單工序拉深模復(fù)合工序拉深模和連續(xù)工序拉深模根據(jù)壓料情況可分為有壓邊裝置和無壓邊裝置拉深模 1 無壓邊裝置的簡單拉深模 這種模具結(jié)構(gòu)簡單上模往往是整體的如圖 31 所示當(dāng)凸模 3 直徑過小時則還應(yīng)加上模座以增加上模部分與壓力機滑塊的接觸面積下模部分有定位板 1 下模座 2與凹模 5為使工件在拉深后不致于緊貼在凸模上難以取下在拉深凸模 3上應(yīng)有直徑聲φ 3mm 以上的小通氣孔拉深后沖壓件靠凹模下部的脫料頸刮下這種模具適用于拉深材料厚度較大 t 2mm 及 深度較小的零件 2 有壓邊裝置的拉深模 如圖 31 所示為壓邊圈裝在上模部分的正裝拉深模由于彈性元件裝在上模因此凸模要比較長適宜于拉深深度不大的工件 42 圓筒件拉深的變形分析 421 拉深變形過程圓筒形件是最典型的拉深件 平板圓形坯料拉深成為圓筒形件變形過程如圖 41 拉深拉深過程中其底部區(qū)域幾乎不發(fā)生變化由于金屬材料內(nèi)部的相互作用使金屬各單元體之間產(chǎn)生樂內(nèi)應(yīng)力凸緣區(qū)的材料在發(fā)生塑性變形的條件下不斷地被拉入凹模內(nèi)成為筒形零件的直壁拉深時凸緣變形區(qū)內(nèi)各部 分的變形被拉入凹模內(nèi)成為筒形零件的直壁拉伸時凸緣變形區(qū)內(nèi)各部分的變形是不均勻的外緣的厚度硬度最大變形亦最大 422 拉深過程中坯料內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 拉深過程中出現(xiàn)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)起皺是由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲傳力區(qū)的拉裂是由于拉應(yīng)力超過抗拉強度引起板料斷裂拉深時凸緣變形區(qū)內(nèi)各部分的變形的同時拉深變形區(qū)板料有所增厚而傳力區(qū)板料有所變薄這些現(xiàn)象表明在拉深過程中坯料內(nèi)各區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)是不同的因而出現(xiàn)的問題也不同為了更好地解決上述問題有必要研究拉深過程中坯料內(nèi) 各區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)圖 42 是拉深過程中某一瞬間坯料所處的狀態(tài)根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)不同可將坯料劃分為五個部分 圖 42 拉深過程的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 1 凸緣部分 見圖 42ａ圖 42ｂ圖 42ｃ 這是拉深的主要變形區(qū)材料在徑向拉應(yīng)力 和切向壓應(yīng)力 的共同作用下產(chǎn)生切向壓縮與徑向伸長變形而逐漸被拉入凹模力學(xué)分析可證明凸緣變形區(qū)的是按對數(shù)曲線分布的其分布情況如圖 425 所示在 r 處 即凹模入口處 凸緣上的值最大 在厚度方向由于壓料圈的作用產(chǎn)生壓應(yīng)力通常和的絕對值比大得多厚度方向上材料的的變形情況取決于徑向拉 應(yīng)力和切向壓應(yīng)力之間比例關(guān)系一般在材料產(chǎn)生切向壓縮和徑向伸長的同時厚度有所增厚越接近于外緣板料增厚越多如果不壓料 0 或壓料力較小 小 這時板料增厚比較大當(dāng)拉深變形程度較大板料又比較薄時則在坯料的凸緣部分特別是外緣部分在切向壓應(yīng)力 作用下可能失穩(wěn)而拱起產(chǎn)生起皺現(xiàn)象 2 凹模圓角部分 見圖 42ａ圖 42ｂ圖 42ｄ 此部分是凸緣和筒壁的過渡區(qū)材料變形復(fù)雜切向受壓應(yīng)力而壓縮徑向受拉應(yīng)力而伸長厚度方向受到凹模圓角彎曲作用產(chǎn)生壓應(yīng)力由于該部分徑向拉應(yīng)力 的絕對值最大所以是絕對值最大的主應(yīng)變?yōu)槔瓚?yīng)變而和為壓應(yīng)變 3 筒壁部分 見圖 42ａ圖 42ｂ圖 42ｅ 這部分是凸緣部分材料經(jīng)塑性變形后形成的筒壁它將凸模的作用力傳遞給凸緣變形區(qū)因此是傳力區(qū)該部分受單向拉應(yīng)力作用發(fā)生少量的縱向伸長和厚度變薄 4 凸模圓角部分 見圖 42ａ圖 42ｂ圖 42ｆ 此部分是筒壁和圓筒底部的過渡區(qū)拉深過程一直承受徑向拉應(yīng)力和切向拉應(yīng)力的作用同時厚度方向受到凸模圓角的壓力和彎曲作用形成較大的壓應(yīng)力因此這部分材料變薄嚴(yán)重尤其是與筒壁相切的部位此處最容易出現(xiàn)拉
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