2.3拉深件的主要部分的分析
⑴ 凸缘部分
这是拉深的主要变形区,材料在径向拉应力?1,和切向压应力?3的共同作用下产生切向压缩与径向伸长变形而逐渐被拉入凹模. ⑵凹模圆角部分
此部分是凸缘和筒壁的过渡区,材料变形复杂. ⑶传力区
筒壁部分是凸缘部分材料经塑性变形后形成的筒壁,它将凸模的作用传递给凸缘变形区。 ⑷过渡区
凸模圆角部分,此部分是筒壁和圆筒底部的过渡区. ⑸筒底部分
这部分材料与凸模底面接触,直接接受凸模施加的拉深力传递到筒壁,是传力区
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第 3章 设计主要计算
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3.1压边与压边力计算
压边圈的作用和类型,拉深过程中,凸缘部分材料受压应力作用,当材料较薄。或压边力过大,都可能使材料失稳而发生皱折,在凸缘的整个周围产生波浪形的连续弯曲,称为起皱。
为了防止拉深过程中制件边壁或凸缘起皱,常在拉深模中采用压边圈。拉深时是否采用压边圈:
t0.5?100??100?0.0036?100?0.36d135.31由表2-55可知036〈0.8,用压边圈。
生产中常用的压边装置有弹性、刚性两大类,由于随着拉深深度的增加,需要压边的凸缘部分不断减少,所需的压边力也就逐渐减少。因此这种压边效果不理想,易导致零件断裂,一般适用于浅拉深。气垫式压边装置的压边力随行程的变化而变化很小,可以认为是不变的,因此压边效果较好。但它结构复杂,制造、使用维修都比较困难,并需使用压缩空气,因此采用刚性压边装置。压边力的计算,压边力的大小必须适当。过大,会增大拉深力,引起制件破裂;过小,拉深时制件会出现边壁或凸缘起皱。
主要是凸缘变形区的起皱和筒壁,传力区的拉裂, 凸缘区起皱是由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲,传力区的拉裂是由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂,同时,拉深变形区板料有所增厚,而传力区板料有所变薄,些现象表明,在拉深过程中,坯料内各区的应力,应变状态是不同的,因而出的问题也不同
反拉深模力在拉深时凸模从上一次成形的半成品的底部反向压下,使毛坯表面翻转,内表面变成外表面的一种拉深模,拉深出的制件不易起皱。反向拉深是一种很经济的加工方法,且制件质量也很好。适用于深锥形件、半球形件或有凸凹模制件的拉深。本图为带导柱的反拉深半
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成品件,放于压边圈中,在反向拉深凸模和反向拉深凹模的相对运动中形成R1.75的凹槽。
3.2圆角半径的确定
根据t=0.5由r?5t,5t?0.5?5?2.5,所以各处圆角均小于2.5。
Pn?K2P推?K2P P ? K ? ? m ? t ? 100% d2ntb拉p
L?a?2b?2c?t ?23?2?7.4?30?67.8mm
m?53?0.7867.8
由表得k2?0.8,计算拉深力系数
D?d42?4d2H?3.44rd2=D?532?4?232?7.4?3.44?2?23=135.31
??凸??凹凹模D凹?,凸模D凸? (Dmax?0.75?)(Dmax?0.75???)
3.3拉深次数的确定及拉深的相关计算
⑴ 拉深系数m
拉深系数是拉伸直径与拉伸用毛坯直径之比或第n次拉深 直径与上一次(n-1)次拉深直径之比即首次拉深系数
m1?dn/dn?1?1 m2?d2/d1?53/67.8?0.78 m1?53/135.31?0.39 m1?m2 ⑵ 材料相对厚度
100t/D 0.5?100/135.31?0.36
凸缘相对直径d凸/d,有凸缘拉深件,凸缘直径与拉深直径之比.53/14=3.79 ⑶ 相对深度h/d
拉深深度与拉深直径之比,各次拉深时有不同的相对深度,分别表示为h1/d1 h2/d2…hn/dn h1/d1?7.4/135.31?0.055 h2/d2?6.5/23?0.28
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?100可根据零件的相对高度h/d和毛料的相对厚t度 ,查表得出
d h6.5t??0.12m??100?0.78 d 53 d 由表4-5查得需两次拉
深,所
以只需将毛坯拉深一次即可获得所需制件。
⑷ 拉深凸模出气孔尺
拉深凸模出气孔尺寸(mm)由表2-68查得为5mm
《模具设计与制造》 党根茂,骆志斌,李集仁编 西安电子科技大学出版社
3.4压边圈的确定
压边圈的作用和类型,拉深过程中,凸缘部分材料受压应力作用,当材料较薄。或压边力过大,都可能使材料失稳而发生皱折,在凸缘的整个周围产生波浪形的连续弯曲,称为起皱。
为了防止拉深过程中制件边壁或凸缘起皱,常在拉深模中采用压边圈。拉深时是否采用压边圈:
t0.5?100??100?0.0036?100?0.36d135.31由表2-55可知036〈0.8,用压边圈。
生产中常用的压边装置有弹性、刚性两大类,由于随着拉深深度的增加,需要压边的凸缘部分不断减少,所需的压边力也就逐渐减少。因此这种压边效果不理想,易导致零件断裂,一般适用于浅拉深。气垫式压边装置的压边力随行程的变化而变化很小,可以认为是不变的,因此压边效果较好。但它结构复杂,制造、使用维修都比较困难,并需使用压缩空气,因此采用刚性压边装置。压边力的计算,压边力的大小必须适当。过大,会增大拉深力,引起制件破裂;过小,拉深时制件会出现边壁或凸缘起皱。 拉深时压边力的计算 可按表5-10计算
??22Fn压?dn?1??dn?2rd??p?4? 注:rd-凹模圆角半径
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4?拉深力计算公式
Fn压???2135.312??53?2?1.75???1.4?1432N? p?k?dt??0.8?3.14?0.5?400?53?26627.2N2nb拉N度/mm注:t-材料厚度(mm?), -材料抗拉强( )
b2推件力
FT?nKTF式中 F-冲裁力 K T -推件力系数
FT?1?0.09?26627.2?2396.45N F公称?FT?F压?F拉?2396.45?14326?26627.2?19389.65?19390N
3.5压力中心的确定
由于该制件几何对称,因此其压力中心在其几何中心。拉伸件一般工作行程较长,特别是深度较大的拉伸件更长。在工艺上需算拉伸功的大小,其计算按下式
W?kPH1000 式中 W-拉伸功(J) P-拉伸力(N) H-拉伸深度 R-系数,一般取0.6~0.8
?13.9/1000?259.08J W ? 0.7 ? 26627.2
3.6凸、凹模间隙和凹模圆角半径
拉伸凸、凹模的间隙对拉伸力和拉伸件质量有较大的影响。间隙愈小,拉伸力愈大,拉伸件上下端尺寸较为一致。间隙较小时模具磨损会加剧。间隙过大时,拉伸件上下端出现锥度,拉伸件口部材料变厚或出现皱纹。
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