CHENGCHENGCHENGCHENG第四章拉深工藝及拉深模具設計復習題 答案一、 填空題拉深是是利用拉深模將平板毛坯壓制成開口空心件或將開口空心件進一步變形的沖壓工藝。拉深凸模和凹模與沖裁模不同之處在于，拉深凸、凹模都有肯定的圓角而不是銳利的刃口，其間隙一般稍大于板料的厚度。拉深系數m是拉深后的工件直徑和拉深前的毛坯直徑的比值，m越小，則變形程度越大。拉深過程中，變形區(qū)是坯料的凸緣局部。坯料變形區(qū)在切向壓應力和徑向拉應力的作用下，產生切向壓縮和徑向伸長的變形。對于直壁類軸對稱的拉深件，其主要變形特點有〔〕變形區(qū)為凸緣局部；〔〕坯料變形區(qū)在切向壓應力和徑向拉應力的作用下，產生切向壓縮與徑向的伸長，即一向受壓、一向收拉的變形〔〕極限變形程度主要受傳力區(qū)承載力量的限制。拉深時，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當進展的主要障礙。拉深中，產生起皺的現象是由于該區(qū)域內受較大的壓應力的作用，導致材料失穩(wěn)_而引起。拉深件的毛坯尺寸確定依據是面積相等的原則。拉深件的壁厚不均勻。下部壁厚略有減薄，上部卻有所增厚。在拉深過程中，坯料各區(qū)的應力與應變是不均勻的。即使在凸緣變形區(qū)也是這樣，愈靠近外緣，變形程度愈大，板料增厚也愈大。板料的相對厚度t/D越小，則抵抗失穩(wěn)力量越愈弱，越簡潔起皺。因材料性能和模具幾何外形等因素的影響，會造成拉深件口部不齊，尤其是經過屢次拉深的拉深件，起口部質量更差。因此在多數狀況下承受加大加大工序件高度或凸緣直徑的方法，拉深后再經過切邊工序以保證零件質量。拉深工藝順當進展的必要條件是筒壁傳力區(qū)最大拉應力小于危急斷面的抗拉強度。正方形盒形件的坯料外形是圓形；矩形盒形件的坯料外形為長圓形或橢圓形。用理論計算方法確定坯料尺寸不是確定準確，因此對于外形簡單的拉深件，通常是先做好拉深模，以理論分析方法初步確定的坯料進展試模，經反復試模，直到得到符合要求的沖件時，在將符合要求的坯料外形和尺寸作為制造落料模的依據。影響極限拉深系數的因素有：材料的力學性能、板料的相對厚度、拉深條件等。一般地說，材料組織均勻、屈強比小、塑性好、板平面方向性小、板厚方向系數大、硬化指數大的板料，極限拉深系數較小。拉深凸模圓角半徑太小，會增大拉應力，降低危急斷面的抗拉強度，因而會引起拉深件拉裂，降低極限變形。拉深凹模圓角半徑大，允許的極限拉深系數可減小，但過大的圓角半徑會使板料懸空面積增大，簡潔產生失穩(wěn)起皺。拉深凸模、凹模的間隙應適當，太小會不利于坯料在拉深時的塑性流淌，增大拉深力，而間隙太大，則會影響拉深件的精度，回彈也大。確定拉深次數的方法通常是：依據工件的相對高度查表而得，或者承受推算法，依據表格查出各次極限拉深系數，然后依次推算出各次拉深直徑。有凸緣圓筒件的總拉深系數m大于極限拉深系數時，或零件的相對高度h/d小于極限相對高度時，則凸緣圓筒件可以一次拉深成形。屢次拉深寬凸緣件必需遵循一個原則，即第一次拉深成有凸緣的工序件時，其凸緣的外徑應等于工件的凸緣直徑，在以后的拉深工序中僅僅使已拉深成的工序件的筒壁局部參與變形，逐步削減其直徑和圓角半徑并增加高度，而第一次拉深時已經成形的凸緣外徑不變。為了防止在以后拉深工序中，有凸緣圓筒形件的凸緣局部產生變形，在調整工作行程時，應嚴格掌握拉深高度；在工藝計算時，除了應準確計算工序件的高度，通常有意把第一次拉入凹模的坯料面積多拉5%～10%。這一工藝措施對于板料厚度小于0.5mm的拉深件，效果較為顯著。拉深時，對于單動壓力機，除了使其公稱壓力大于工藝力以外，還必需留意，當拉深行程較大，尤其落料拉深復合時，應使工藝力曲線位于壓力機滑塊的許用負荷曲線之下。當任意兩相鄰階梯直徑之比都大于相應的圓筒形件的極限拉深系數時，其拉深方法為：由大到小拉出，這時的拉深次數等于階梯數目。盒形件拉深時圓角局部與直邊局部間隙不同，其中圓角局部應當比直邊局部間隙大。一般狀況下，拉深件的公差不宜要求過高。對于要求高的拉深件應加整形工序以提高其精度。在拉深成形中，需要摩擦力小的部位必需進展?jié)櫥寄Ｍ獗泶植诙葢斝?，以降低摩擦力，減小拉應力，以提高極限變形程度。拉深時，凹模和卸料板與板料接觸的外表應當潤滑，而凸模圓角與板料接觸的外表不宜太光滑，也不宜潤滑，以減小由于凸模與材料的相對滑動而使危急斷面易于變薄裂開的危急。二、選擇題〔將正確的答案序號填到題目的空格處〕拉深前的扇形單元，拉深后變?yōu)?B 。A、圓形單元 B、矩形單元 C、環(huán)形單元拉深后坯料的徑向尺寸 A ，切向尺寸 A 。A、增大減小 B、增大 增大 C、減小 增大 D、減小 減小拉深過程中，坯料的凸緣局部為 B A、傳力區(qū) B、變形區(qū) C、非變形區(qū)拉深時，在板料的凸緣局部，因受 B 可能產生起皺現象。A、徑向壓應力 B、切向壓應力 C、厚向壓應力與凸模圓角接觸的板料局部，拉深時厚度 B A、變厚 B、變薄 C、不變拉深時消滅的危急截面是指 B 的斷面。A、位于凹模圓角部位 B、位于凸模圓角部位 C、凸緣部位7.用等面積法確定坯料尺寸，即坯料面積等于拉深件的 B A、投影面積 B、外表積 C、截面積拉深過程中應當潤滑的部位是 A、B ；不該潤滑部位是 C 。A、壓料板與坯料的接觸面 B、凹模與坯料的接觸面 C、凸模與坯料的接觸面 D 工序是拉深過程中必不行少的工序。A、酸洗B、熱處理 C、去毛刺D、潤滑 E、校平需屢次拉深的工件，在兩次拉深間，很多狀況下都不必進展 B 本錢、提高生產率的角度動身，應盡量削減這個關心工序。A、酸洗B、熱處理 C、去毛刺D、潤滑E、校平經過熱處理或外表有油污和其它臟物的工序件外表需要 A 沖壓加工或其它工序的加工。A、酸洗 B、熱處理 C、去毛刺 D、潤滑 E、校平有凸緣筒形件拉深、其中 A 系數影響最大。A、凸緣相對直徑 B、相對高度 C、相對圓角半徑在寬凸緣的屢次拉深時，必需使第一次拉深成的凸緣外徑等于 C A、坯料 B、筒形局部C、成品零件的凸緣為保證較好的外表質量及厚度均勻，在寬凸緣的屢次拉深中，可承受 C 方法。A、變凸緣直徑 B、變筒形直徑C、變圓角半徑料的相對厚度t/D較大時，則抵抗失穩(wěn)力量 A A、大 B、小 C、不變有凸緣筒形件的極限拉深系數 A 形件的極限拉深系數。A、小于 B、大于 C、等于無凸緣筒形件拉深時，假設沖件h/d C 極限h/d，則可一次拉出。A、大于 B、等于 C、小于平端面凹模拉深時，坯料不起皺的條件為t/D C A、≥(0.09～0.17)(m－l) B、≤(0.09～0.17)(l/m－l)C、(0.09～0017)(1－m)為了使材料充分塑性流淌，拉深時坯料外形與拉深件橫截面外形是 B A、等同的 B、近似的 C、等面積的當任意兩相鄰階梯直徑之比(did )都不小于相應的圓筒形的極限拉深系數時，其i1拉深方法是 B 。A、由小階梯到大階梯依次拉出 B、由大階梯到小階梯依次拉出C、先拉兩頭，后拉中間各階梯下面三種彈性壓料裝置中， C 的壓料效果最好。A、彈簧式壓料裝置 B、橡膠式壓料裝置 C、氣墊式壓料裝置邊圈對拉深坯料的變形區(qū)施加壓力，可防止坯料起皺，因此，在保證變形區(qū)不起皺的前提下，應盡量選用 B 。A、大的壓料力 B、小的壓料力 C、適中的壓料力(dt(dt) 3.44dd2hR有凸緣圓筒形件的拉深系數

，從上式可以看出參數 A 對拉深系數影響最大。dA、d

t B、h/d C、R/d通常用 C 值的大小表示圓筒形件拉深變形程度的大小 C 愈大，變形程度愈小，反之亦然。A、h/d B、K C、m在拉深工藝規(guī)程中，假設選用單動壓力機，其公稱壓力應 B 力，且要留意，當拉深工作行程較大時，應使工藝力曲線位于壓力機滑塊的許用曲線之下。A、等于 B、小于 C、大于三、推斷題〔正確的打√，錯誤的打×〕拉深過程中，坯料各區(qū)的應力與應變是很均勻的。 〔×〕程中凸緣平面局部材料在徑向壓應力和切向拉應力的共同作用下產生切向壓縮與徑向伸長變形而漸漸被拉入凹模。 〔× 〕拉深系數m恒小于1，m愈小，則拉深變形程度愈大。 〔 √ 〕坯料拉深時，其凸緣局部因受切向壓應力而易產生失穩(wěn)而起皺。 〔 √ 〕拉深時，坯料產生起皺和受最大拉應力是在同一時刻發(fā)生的。 〔 × 〕拉深系數m愈小，坯料產生起皺的可能性也愈小。 〔 × 〕拉深時壓料力是唯一確實定值，所以調整時要留意調到準確值。 〔 × 〕壓料力的選擇應在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選用小的壓料力。 〔 √〕彈性壓料裝置中，橡膠壓料裝置的壓料效果最好。 〔 × 〕拉深模依據工序組合狀況不同，可分為有壓料裝置的拉深模和無壓料裝置的拉深模。 〔 × 〕凹模之間的間隙對拉深力、零件質量、模具壽命都有影響。間隙小，拉深力大，零件外表質量差，模具磨損大，所以拉深凸、凹模的間隙越大越好。 〔 ×〕拉深凸模圓角半徑太大，增大了板料繞凸模彎曲的拉應力，降低了危急斷面的抗拉強度，因而會降低極限變形程度?！病?〕拉深件的壁厚是不均勻的，上部增厚，愈接近口部增厚愈多，下部變薄，愈接近凸模圓角變薄愈大。壁部與圓角相切處變薄最嚴峻。 〔 √ 〕〔×〕拉深時，坯料變形區(qū)在切向壓應力和徑向拉應力的作用下，產生切向伸長和徑向壓縮的變形?！病?〕拉深模依據拉深工序的挨次可分為單動壓力機上用拉深模和雙動壓力機上用拉深模?！病?〕需要屢次拉深的零件，在保證必要的外表質量的前提下，應允許內、外外表存在拉深過程中可能產生的痕跡。〔 √ 〕所謂等面積原則，即坯料面積等于成品零件的外表積。 〔 √ 〕對于有凸緣圓筒件的極限拉深系數假設小于無凸緣圓筒形件的極限拉深系數則可推斷有凸緣圓筒形件的實際形程度大于無凸緣圓筒形件的變形程度。 〔 × 〕拉深的變形程度大小可以用拉深件的高度與直徑的比值來表示。也可以用拉深后的圓筒形件的直徑與拉深前的坯料(工序件)直徑之比來表示。 〔 √ 〕階梯形盒形件和階梯形圓筒形件的拉深工藝一樣，也可以先拉深成大階梯，再從大階梯拉深到小階梯?！病?〕四、問答題拉深變形的特點？拉深件的變形有以下特點：變形區(qū)為毛坯的凸緣局部，與凸模端面接觸的局部根本上不變形；毛坯變形區(qū)在切向壓應力和徑向拉應力的作用下，產生切向壓縮和徑向拉伸的“一拉一壓”的變形。極限變形參數主要受到毛坯傳力區(qū)的承載力量的限制；〔底部的厚度根本保持不變；拉深工件的硬度也有所不同，愈靠近口部，硬度愈高〔這是由于口部的塑性變形量最大，加工硬化現象最嚴峻〕拉深的根本過程是怎樣的?4－1132〔有時可以不帶壓邊圈〕三局部大于板料的厚度。CHENG模向下的壓力作用，隨凸模進入凹模，最終使得坯料被拉深成開口的筒形件。圖4－1 圓筒件的拉深拉深過程中材料的應力與應變狀態(tài)是怎樣的?為了分析拉深毛坯在拉深過程中的應力與應變狀況，可以做以下的網格試驗：4－2〔為了便利觀看網格的變化狀況，將畫有網格的面與凹模的接觸，在拉深后我們覺察：工件底部的網格變化很小，而側壁上的6-3〔b〕所示，以前的扇形毛坯網格變成了拉深后的矩形網格?！瞐〕 (b)4－2〔沒有被凸模壓住的凸緣局部〕在切向壓應力的作用下產生壓縮，徑向在4－3所示。工件底部的網格沒有明顯的變化，說明對拉深來說，工件底部根本不變形。CHENGCHENG圖4－3 拉深時扇形單元的受力與變樣子況?它在拉深過程中的應力與應變狀態(tài)如何?生的壓應力和切向拉應力。?當危急斷面的應力超過材料的強度極限時，零件就會在此處被拉裂。試述產生起皺的緣由是什么？拉深過程中，在坯料凸緣內受到切向壓應力σ3的作用，常會失去穩(wěn)定性而產生起皺現象。在拉深工序，起皺是造成廢品的重要緣由之一。因此，防止消滅起皺現象是拉深工藝中的一個重要問題。?防止起皺的方法有哪些?影響起皺現象的因素很多，例如：坯料的相對厚度直接影響到材料的穩(wěn)定性。所以，坯料的相對厚度值t/D越大(D為坯料的直徑)，坯料的穩(wěn)定性就越好，這時壓應力σ3的作用只能使材料在切線方向產生壓縮變形(變厚)，而不致起皺。坯料如消滅嚴峻皺褶，坯料不能被拉入凹模里，而在凹模圓角處或凸模圓角上方四周側壁〔危急斷面〕產生裂開。的作用是，將坯料約束在壓邊圈與凹模平面之間，坯料雖受有切向壓應力σ3的作用，但它在厚度方向上不能自由起伏，從而提高了坯料在流淌時的穩(wěn)定性。另外，由于壓邊力的作用，使坯料與凹模上外表間、坯料與壓邊圈之間產生了摩擦力。這σ3從而避開了起皺現象的產生。由此可見，在拉深工藝中，正確地選擇壓邊圈的型式，確定所需壓邊力的大小是很重要的。?拉深系數對拉深有何影響?所謂拉深系數，即每次拉深后的斷面積與拉深前的斷面之比，即：Fm F nn1式中：m—拉深系數；Fn--拉深后的斷面積〔m2；Fn1

--拉深前的斷面積〔m2。d d圓筒形件拉深系數即為每次拉深后圓筒形件的直徑CHENG

與拉深前的坯料〔或半成品〕直徑n

n1

之比。即CHENGCHENGdCHENGddm ndn1影響拉深系數的因素有哪些?影響拉深系數的因素有以下幾方面：t/D×100對拉深系數影響更大。相對厚度越大，金屬流淌性能有較好的穩(wěn)定性，可取較小的拉深系數；拉深次數：拉深過程中，因產生冷作硬化現象，使材料的塑性降低。屢次拉深時，拉深系數應漸漸加大；于坯料的變形，可選較小的拉深系數；能進展?jié)櫥駝t會減弱凸模外表摩擦對危急斷面的有益影響。上述影響拉深系數的很多因素中，以坯料的相對厚度影響最大，生產中常以此作為選擇拉深系數的依據。為什么有些拉深件必需經過屢次拉深?拉深過程中，假設坯料的變形量超過材料所允許的最大變形程度，就會消滅工件斷裂現象。所以，有些工件不能一次拉承受壓邊圈的條件是什么?拉深中，是否承受壓邊圈裝置，主要取決于拉深坯料的相對厚度大小，具體選擇方法