圆筒拉伸模具设计的毕业设计论文

圆筒拉伸模具设计的毕业设计论文内容摘要：

裂是拉深的危险断面原因是此处传递拉深力的截面积较小因此产生的拉应力较大同时该处所需要转移的材料较 少故该处材料的变形程度很小冷作硬化较低材料的屈服极限也就较低而与凸模圆角部分相比该处又不象凸模圆角处那样存在较大的摩擦阻力因此在拉深过程中此处变薄便最为严重是整个零件强度最薄弱的地方易出现变薄超差甚至拉裂 5 筒底部分 见图 42ａ图 42ｂ图 42ｇ 这部分材料与凸模底面接触直接接收凸模施加的拉深力传递到筒壁是传力区该处材料在拉深开始时即被拉入凹模并在拉深的整个过程中保持其平面形状它受到径向和切向双向拉应力作用变形为径向和切向伸长厚度变薄但变形量很小 从拉深过程坯料的应力应变的分析中可见坯料各区的应力与应变是 很不均匀的即使在凸缘变形区内也是这样越靠近外缘变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况可以看出拉深件下部壁厚略有变薄壁部与圆角相切处变薄严重口部最厚由于坯料各处变形程度不同加工硬化程度也不同表现为拉深件各部分硬度不一样越接近口部硬度愈大 43 旋转体拉深件坯料尺寸的确定 431 坯料形状和尺寸确定的依据 拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础按体积不变原则和相似原则确定体积不变原则即对于不变薄拉深假设变形前后料厚不变拉深前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相等得到坯料尺寸相似原则即利用拉 深前坯料的形状与冲件断面形状相似得到坯料形状当冲件的断面是圆形正方形长方形或椭圆形时其坯料形状应与冲件的断面形状相似但坯料的周边必须是光滑的曲线连接对于形状复杂的拉深件利用相似原则仅能初步确定坯料形状必须通过多次试压反复修改才能最终确定出坯料形状因此拉深件的模具设计一般是先设计拉深模坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模由于金属板料具有板平面方向性和模具几何形状等因素的影响会造成拉深件口部不整齐因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法拉深后再经过切边工序以保证零件质量 当零件的相对高度Ｈｄ很小并且高 度尺寸要求不高时也可以不用切边工序 432 简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定 首先将拉深件划分为若干个简单的便于计算的几何体并分别求出各简单几何体的表面积把各简单几何体面积相加即为零件总面积然后根据表面积相等原则求出坯料直径 在计算中零件尺寸均按厚度中线计算但当板料厚度小于 1ｍｍ时也可以按外形或内形尺寸计算 44 圆筒件的拉深工艺计算 441 拉深系数与极限拉深系数 a 拉深系数的定义 在制定拉深工艺时如拉深系数取得过小就会使拉深件起皱断裂或严重变薄超差因此拉深系数减小有一个客观的界限这个界限就称为极限拉深系 数极限拉深系数与材料性能和拉深条件有关从工艺的角度来看极限拉深系数越小越有利于减少工序数 b 影响极限拉深系数的因素 1 材料的组织与力学性能 一般来说材料组织均匀晶粒大小适当屈强比小塑性好板平面方向性小板厚方向系数大硬化指数大的板料都可能采用较小的极限拉深系数 2 板料的相对厚度 当板料相对厚度较小时抵抗失稳起皱的能力小容易起皱为了防皱而增加压料力又会引起摩阻力增大因此板料相对厚度小使极限拉深系数高板料相对厚度大可选用较小的极限拉深系数 c 拉深工作条件 1 凸凹模之间间隙也应适当太小板料受到太大的挤压 作用和摩擦阻力增大拉深力间隙太大会影响拉深件的精度拉深件锥度和回弹较大 2 摩擦润滑 凹模和压料圈与板料接触的表面应当光滑润滑条件要好以减少摩擦阻力和筒壁传力区的拉应力而凸模表面不宜太光滑也不宜润滑以减小由于凸模与材料的相对滑动而使危险断面变薄破裂的危险 3 压料圈的压料力 压料是为了防止坯料起皱但压料力却增大了筒壁传力区的拉应力压料力太大可能导致拉裂拉深工艺必须正确处理这两者关系做到既不起皱又不拉裂为此必须正确调整压料力即应在保证不起皱的前堤下尽量减少压料力提高工艺的稳定性 此外影响极限拉深系数的因素还有 拉深方法拉深次数拉深速度拉深件的形状等采用反拉深软模拉深等可以降低极限拉深系数首次拉深极限拉深系数比后次拉深极限拉深系数小拉深速度慢有利于拉深工作的正常进行盒形件角部拉深系数比相应的圆筒形件的拉深系数小 442 拉深次数与工序件尺寸 1 拉深次数的确定 2 各次拉深工序件尺寸的确定工序件直径的确定 确定拉深次数以后由表查得各次拉深的极限拉深系数适当放大并加以调整 443 圆筒形件拉深的压料力与拉深力 1 压料装置与压料力 为了解决拉深过程中的起皱问题生产实际中的主要方法是在模具结构上采用压料装置常用的压料 装置有刚性压料装置和弹性压料装置两种是否采用压料装置主要看拉深过程中是否可能发生起皱在实际生产中可按表压料装置产生的压料力ＦＹ大小应适当ＦＹ太小则防皱效果不好ＦＹ太大则会增大传力区危险断面上的拉应力从而引起材料严重变薄甚至拉裂因此实际应用中在保证变形区不起皱的前提下尽量选用小的压料力 随着拉深系数的减小所需压料力是增大的同时在拉深过程中所需压料力也是变化的一般起皱可能性最大的时刻所需压料力最大理想的压料力是随起皱可能性变化而变化但压料装置很难达到这样的要求 2．拉深力与压力机公称压力 １ 拉深力 ２ 压力机公称压力 单动压力机其公称压力应大于工艺总压力 5 模具结构设计 51 传动原理 511 成形工艺 下磨部分静止上模部分下移压边圈压料凸模进行拉深 512 卸料过程 上模部分上移弹簧带动卸料板卸料 52 零部件设计 在模具设计阶段有必要对模具结构件进行必要的强度校核计算而选用材料时则有以下注意事项 模承受的应力 凸模材料的许用压应力 ②为提高凸模的抗弯强度应选用弹性系数大的材质 ③1 耐磨性 坯料在模具型腔中塑性变性时沿型腔表面既流动又滑动使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦从而导致模具因磨损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 硬度是影响耐磨性的主要因素一般情况下模具零件的硬度越高磨损量越小耐磨性也越好另外耐磨性还与材料中碳化物的种类数量形态大小及分布有关 2 强韧性 模具的工作条件大多十分恶劣有些常承受较大的冲击负荷从而导致脆性断裂为防止模具零件在工作时突然脆断模具要具有较高的强度和韧性 模具的韧性主要取决于材料的含碳量晶粒度及组织状态 3 疲劳断裂性能 模具工作过程中在循环应力的长期作用下往往导致疲劳断裂其形式有小能量多次冲击疲劳断裂拉伸疲劳断裂接触疲劳。