机械加工拉伸工艺.docx

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1、第一节圆筒形件的拉深变形分析一、粒深过程二、拉深过程的力拿分析三、起*周粒双一、拉深过程圆形平板毛坯在拉深凸、凹模具作用下，逐渐压成开口圆筒形件，其变形过程如图42所示。图a为一平板毛坯，在凸模、随着凸模的下压，迫使材料拉凹模，形成了为底、凸模圆角、筒壁、凹模圆角与尚未拉人凹模的凸缘部分等五个区域。图c是凸凹模形成筒壁所得到的开E 口圆筒形零件。图4-2 拉深变形过程为了进一步说明金属的流动过程。拉深前将毛坯画上等距同心圆和分度相等的辐射（图43）所组成的扇形网格，拉深后观察网格基本上保持不变，而筒壁的网格则发生了很大的变化，原来的同心圆变成了筒壁上的水平圆向线，而且其间的距离也增大了相等的辐

2、射线变成等距的竖线，即每一扇形面积的材料都各自在其国沿着半径方向流动。每一梯膨块进行流动时，周围方向被压部分。图4-3 拉深件的网格变化加果从凸缘上取出一扇形单元体来分析（图44）.小单元体在切向受到压应力吼作用，而径向受到拉应力口。的作用，扇舫的厚度变得不均匀，如图45所示。筒壁上部变厚、愈翕筒口愈厚，锻件增加达25%（1.25t）,筒底稍许变薄，在凸模圆处最薄T 13%.由于产生了较大的塑性变身，引起了冷作硬化（图45）,零件口部材料变形程度大，冷作硬化严重，硬度也高a由上I这也是危险断面靠近底部的原因。图4-4受压缩的凸缘变形图4-5拉深件壁厚和硬度的变化硬度变化二、拉深过程的力学分析拉

3、深过程中，毛坏各部分的应力应变状态是不一样的，由于变册区的应力、应变状态决定了筒彩件成彩的变彩性质，因此应，设在拉深过福中的某一时刻毛坯已处于图4-6所示的状态。此时所彩成的五个区域的应力应变状态是不同的。图4-6 拉深过程中毛坯的应力应变状态(1)凸缘变形区(主要变形区) 材料在径向拉应力和切向反应力6的作用下，产生径向伸长和切向压缩变彩，在厚度方危的值远小于？和,，所以料厚稍有增加，如果不压料.料厚增加相对大一些。(2 )凸缘四角部分(过渡区) 位于凹模圆角处的材料。变彩比较复杂除有与平面凸缘部分一样的特点外，还由于承受凹力入(3)筒壁部分(传力区) 这部分材料已经变历完毕，此时不再发生大

4、的变脑。在继续拉深时，凸模的拉深力经由筒壁传日的作用，发生少量的纵向伸长和变形。(4 ) 底部圆角部分(过渡区)这部分材料一直承受简壁传束的拉应力，并且受到凸模的压力和弯曲作用。在拉、压府to最容易产生裂纹，故此处称为危险断面。(5)筒底部分 这部分材料基本上不变形，但由于作用于底部四角部分的拉深力，使材料承受双向拉应力，厚度略有变薄综上所述，拉深时的应力、应变是复杂的，又是时刻在变化的，拉深件的壁厚是不均匀的。因此.拉深件凸绿区在切向压应力区上危险断面的“拉裂”，所以拉深中的主要破坏失稳形式是起皱和托裂。图4-7拉深毛坯各部分的受力关系拉深过程受力关系如图4-7,由凸模作用的力F引起的筒壁扯应力%,它应克服凸缘变形区的变形阻力5、变形区上、下模圆角滑动所引起的弯曲变形抗力和摩擦损失的附加阻力0w.其筒壁扣应力的总和为：丝r =(5 + u )e - + rt(47 )式中 凸缘变形区利料型性变形的径向拉应力，与材料力学性能和拉深变形程度有关，Q JQtyM 变形区由于压力丫引起的表面摩擦阻力所必须增加的应力W 元由(d拉深件后筒彩件直径)：.tw =- 毛坯沿凸模E角滑动所引起的弯曲阻力所增加的应力，近似取2r+t ,( Q 凹模圆角半径e毛坯沿凹模圆角滑动时的摩擦阻力系数，近似取ei，1 +等= 1 + 1.6式(4-1)可写成为