(完整版)作業(yè)答案

1、1. 拉深變形的特點(diǎn)？拉深件的變形有以下特點(diǎn)：1 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；2 毛坯變形區(qū)在切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的作用下,產(chǎn)生切向壓縮和徑向拉伸的“一拉 一壓的變形.3 極限變形參數(shù)主要受到毛坯傳力區(qū)的承載水平的限制；4 拉深件的口部有增厚、底部圓角處有減薄的現(xiàn)象稱為“危險(xiǎn)斷面底部的厚度根本 保持不變；5 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(xiàn)象最嚴(yán)重2. 圓筒件直徑為d,高為h,假設(shè)忽略底部圓角半徑r不計(jì),設(shè)拉深中材料厚度不變,當(dāng)極 限拉深系數(shù)m=0.5時(shí),裘容許的零件最大相對高度h/d為多少？%圓筒件直徑為

2、由高為E,假設(shè)恐略底部圓免半徑r不計(jì),設(shè)痘果中材料厚度不變,當(dāng)極 限拉深系數(shù)略E時(shí).求容許的零件最大相對高度h/d為多少？解* D = J站十朝- 3rd 0.56疽忽略掉半徑工后.+4即因 Z？ - 楓=0一5 D = 2d m所以#=妒+4獨(dú)3. 拉深工序中的起皺、拉裂是如何產(chǎn)生的,如何預(yù)防它？:土拉深工序中的起皺、控裂是如何產(chǎn)生的,如何預(yù)防它？答；拉深工序中產(chǎn)生起皺的原因有兩個(gè)方面：一方面是切向壓應(yīng)力的大小,越大越容易失 穩(wěn)起虢 另一方面是凸緣區(qū)根料本身的反抗關(guān)穩(wěn)的宜成I,凸場寬度越大,厚度越薄,材料 彈性模童和健化模童越小,反抗失穩(wěn)水平越小-防皺舉措主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用 卜料裝置

3、,加壓邊圈.使胚料可能起域的局部被夾在凹模平面與壓適圈之間,讓胚料在兩 平面之間I頁利地通過采用壓料筋或拉深檻,同樣能有效地增加徑向拉應(yīng)力和減少切向壓 應(yīng)力的作用,也是昉簸的有效舉措拽深工序中產(chǎn)生拉裂主亶取決于兩個(gè)方面：一方面是筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力；另一方 面是筒壁傳力區(qū)的抗拉強(qiáng)度當(dāng)筒壁拉應(yīng)力超過筒壁材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),拉深件就會(huì)在底部圓角與筒壁相切處女危險(xiǎn)斷面產(chǎn)生破裂.預(yù)防拉裂的舉措二一方面典通過改善材料的力學(xué)性能,提升筒壁抗拉強(qiáng)度；另一方面是通過正晦制定拉深工藝和設(shè)計(jì)模具,合理 確定控深變形程度、凹模匾角半徑、合理改善條件潤滑等,以降低筒壁傳力區(qū)中的控應(yīng)力.4. 影響拉深時(shí)坯料起皺的主要因素

4、是什么？預(yù)防起皺的方法有哪些？影響起皺現(xiàn)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(shí)壓應(yīng) 力b 3的作用只能使材料在切線方向產(chǎn)生壓縮變形 變厚,而不致起皺.坯料相對 厚度越小,那么越容易產(chǎn)生起皺現(xiàn)象.在拉深過程中,稍微的皺摺出現(xiàn)以后,坯料仍可能被 拉入凹模,而在筒壁形成褶痕.如出現(xiàn)嚴(yán)重皺褶,坯料不能被拉入凹模里,而在凹模圓角 處或凸模圓角上方附近側(cè)壁危險(xiǎn)斷面產(chǎn)生破裂.預(yù)防起皺現(xiàn)象的可靠途徑是提升坯料 在拉深過程中的穩(wěn)定性.其有效舉措是在拉深時(shí)采用壓邊圈將坯料壓住. 壓邊圈的作用是, 將坯料約束在壓邊圈與凹模

5、平面之間,坯料雖受有切向壓應(yīng)力b 3的作用,但它在厚度方向上不能自由起伏,從而提升了坯料在流動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性.另外,由丁壓邊力的作用,使 坯料與凹模上外表問、坯料與壓邊圈之間產(chǎn)生了摩擦力.這兩局部摩擦力,都與坯料流動(dòng) 方向相反,其中有一局部抵消了 .3的作用,使材料的切向壓應(yīng)力不會(huì)超過對縱向彎曲 的抗力,從而預(yù)防了起皺現(xiàn)象的產(chǎn)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.5. 什么是拉深系數(shù)？拉深系數(shù)對拉深有何影響？所謂拉深系數(shù),即每次拉深后的斷面積與拉深前的斷面之比,即:式中：m拉深系數(shù)；F N -拉深后的斷面積mm 2 ;-拉深前的斷面積mm 2 .圓筒

6、形件拉深系數(shù)即為每次拉深后圓筒形件的直徑與拉深前的坯料或半成品直徑之比.即6.影響拉深系數(shù)的因素有哪些？拉深系數(shù)是拉深工藝中一個(gè)重要參數(shù).合理地選定拉深系數(shù),可以減少加工過程中的拉深次數(shù),保證工件加工質(zhì)量.影響拉深系數(shù)的因素有以下幾方面：1材料的性質(zhì)與厚度：材料外表粗糙時(shí),應(yīng)該取較大的拉深系數(shù).材料塑性好時(shí),取較小 的拉深系數(shù).材料的相對厚度 t/D X 100對拉深系數(shù)影響更大.相對厚度越大,金屆流動(dòng) 性能有較好的穩(wěn)定性,可取較小的拉深系數(shù)；2拉深次數(shù)：拉深過程中,因產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象,使材料的塑性降低.屢次拉深時(shí),拉深 系數(shù)應(yīng)逐漸加大；3沖模結(jié)構(gòu)：假設(shè)沖模上具有壓邊裝置,凹模具有較大的圓角半

7、徑,凸、凹模問具有合理的 間隙,這些因素都有利于坯料的變形,可選較小的拉深系數(shù)；4潤滑：具有良好的潤滑,較低的拉深速度,均有利于材料的變形,可選擇較小的拉深系 數(shù).但對凸模的端部不能進(jìn)行潤滑,否那么會(huì)削弱凸模外表摩擦對危險(xiǎn)斷面的有益影響.上述影響拉深系數(shù)的許多因素中,以坯料的相對厚度影響最大,生產(chǎn)中常以此作 為選擇拉深系數(shù)的依據(jù).7.生產(chǎn)中減小拉深系數(shù)的途徑是什么？在生產(chǎn)實(shí)踐中,總希望拉深系數(shù)越小越好.這是由于較小的拉深系數(shù)m值,那么說明變形程度大,拉深次數(shù)可適當(dāng)減少.尤其對大批量生產(chǎn)來說,每減少一道工序,對生 產(chǎn)都有很大實(shí)際意義,都可降低沖壓件的本錢.因此生產(chǎn)中設(shè)法減小拉深系數(shù)m值是很有必要

8、的,一般取 m=0.500.56指首次拉深,但也不能太小,否那么材料易拉裂. 拉深過程中,實(shí)際上會(huì)受到很多因素而使得拉深系數(shù)有加大的趨勢,影響拉深的變形程度.為了減小拉深系數(shù),增大變形程度,生產(chǎn)中常采用如下方法：1材料的選用材料的機(jī)械性能對拉深系數(shù)影響很大.屈強(qiáng)比b s / b b小的材料那么拉深系數(shù)m值也小.因此設(shè)計(jì)拉深時(shí),在機(jī)械強(qiáng)度和性能的允許情況下,一般應(yīng)選用含碳量較低的 05、08及10號(hào)鋼板或塑性較好的鋁板、銅板等有色金屆.2合理確實(shí)定凸、凹模結(jié)構(gòu)尺寸凸、凹模結(jié)構(gòu)形狀及工作局部尺寸,對拉深系數(shù)影響很大.一般說來,凹模圓角R凹 越大,拉深系數(shù) m值越小.凹模圓角半徑應(yīng)選擇在6 t為料厚

9、為好.多數(shù)情況下,可選擇 凸模圓角半徑R凸等于凹模圓角半徑R凹,最后一道工序凹模圓角半徑及凸模圓角半 徑應(yīng)等于工件的圓角半徑.3采用差溫拉深法這種方法是材料凸緣局部加熱,使其b s降低,并將筒壁部位冷卻,使其保持 b.由于保持傳力區(qū)的 b,可使其不容易破裂.而降低凸緣局部的 s ,可塑性增強(qiáng),有利于拉深的進(jìn)行、降低拉深系數(shù) m值.實(shí)踐證實(shí)：利用這種差溫拉深法,變形程度大大改善,用一道工序可代替常溫下 多道工序的拉深,是一種拉深新工藝.這種拉深新工藝要求加熱和冷卻裝置,使模具結(jié)構(gòu) 復(fù)雜,生產(chǎn)中采用有一定困難,故目前僅在某些有色合金拉深中用于生產(chǎn).4采用深冷拉深法深冷拉深法使用極低的溫度液態(tài)空氣

10、一183195來冷卻筒部,使材料 b值增加,從而減小 拉深系數(shù),提升變形水平.這種深冷拉深工藝,主要用于普通低碳鋼、不銹鋼等工件的拉 深.5采用中間退火工序材料經(jīng)過首次拉深后,將產(chǎn)生生冷作硬化現(xiàn)象.由于冷作硬化,材料的塑性降低, 使m值加大.為了降低加工硬化而恢復(fù)塑性,可.在拉深中間采用退火工序,以減小拉深 系數(shù)m值.此外,在拉深模具中采用壓邊圈結(jié)構(gòu)形式和在拉深過程中使用適當(dāng)?shù)臐櫥? 或提升凹磨外表的光潔度,板料在拉深前經(jīng)除銹、涂油、磷化處理等,都可以降低拉深系 數(shù)m值,有利于拉深工作的進(jìn)行.題圖4. La所示為電工器材上的墨,材料08F,料廈1 m；題圖4. lb所示為手推車軸碗,材料10

11、 H 料原伽m試計(jì)算拉深模工作局部尺寸.材料；O8F t=ljrun材料；10 t=3jo題圖4. 1工件圖a) .解：因零件標(biāo)注的是內(nèi)形,那么一凸模為墓準(zhǔn).d廣(d蛔KUGC=(58-+O.4XO.O46)以=58.02%g d=( d+2 Z)苔、(58. 02+2X1.2) *二60.42丁其中：查表得 K=0.2, 2=4 +J=l+0. 2X1=1.2b) .解：因零件標(biāo)注的是外形,那么以凹模為基誰.由62盅;轉(zhuǎn)換為 *62*13D(Dinax -0.75A)= (62.11-0. 75X0.18) #=61. 89嚴(yán),.=如一2響)%=(61.89-2X3.3)以=55. 38%皿

12、其中查表得 K=0.i, 2=4 +Z5=3K). 1+3=3. 37.確定題圖4.2所示零件的拉深次敬,計(jì)算各工序件尺寸,零件材料為08鋼,料厚1何75材料：08題圖4. 2工件圖解:由于材料厚度較大,故均按中線尺寸計(jì)算.(1 )確定修邊余重查表5-3得線=2.怖幽,故弓=75+4 =7初秫(2 ) ffiS料直徑按表5 - 4序號(hào)1 1所列公式計(jì)算胚料直徑,那么胚料直徑為;D =4- 6.28r 4-8r2 + Adhx + 6.28/W2 +4.56T？2 +-= 76679 + 4181= 104run(3)判斷能否一夜拉深成形必絲=169,d 29x00 = X1OO = O.96D

13、 104查表得凸緣件極限拉深系數(shù)為0.34.&29而m總=0.28 0.48 57.2 D 106/d所以預(yù)定的ml合理.6計(jì)管各次拉深的工序件尺寸查表得2=0.76, 3= 0.79, ji4=0.82d2 阻 X 0.76x572 43.4枷?d3 - w% rf2 -0.79x43.4 342mmd. = K = 0.82x34.2 = 28次加 29 工件直徑計(jì)聳結(jié)果說明三汶拉深不行,需要四次拉深才能成形.調(diào)整各襖投深系數(shù)如T7; ni2=0.78,服3= 0.80, M=0.82這時(shí)各次的拉深直徑為：&2 =嗎 婚=0.78 乂 57.2 = 44.6/wkd3 =嗎 杈 2 = 0

14、.80 x 44.6 = 35.6 mm dq = w+ y ？ = 0.82x35.6 =2 ？拉深的根本過程是怎樣的？如以下圖4.0.1 所示的拉深根本過程.拉深所用的模具一般是由凸模1 、凹模3、壓邊圈2 有時(shí)可以不帶壓邊圈三局部構(gòu)成.其凸模與凹模的結(jié)構(gòu)和形狀與沖裁 模不同,它們的工作局部沒有鋒利的刃口,而是做成圓角.凸模與凹模的間隙稍大于板料 的厚度.在拉深開始時(shí),平板坯料同時(shí)受凸模的壓力和壓邊圈壓力的作用,其凸模的壓力 要比壓邊圈的壓力大得多.坯料受凸模向下的壓力作用,隨凸模進(jìn)入凹模,最后使得坯料 被拉深成開口的筒形件.3 ？ 拉深過程中材料的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)是怎樣的 ？為了分析拉深毛

15、坯在拉深過程中的應(yīng)力與應(yīng)變情況,可以做以下的網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)：如圖4.1.2 所示,在平板毛坯上畫上間距相等的同心圓和夾角相同的半徑線. 然后將該毛坯放在拉深模中進(jìn)行拉深為了方便觀察網(wǎng)格的變化情況,將畫有網(wǎng)格的面與 凹模的接觸,在拉深后我們發(fā)現(xiàn)：工件底部的網(wǎng)格變化很小,而側(cè)壁上的網(wǎng)格變化很大, 以前的等距同心圓,變成了與工件底部平行的不等距的水平線,并且愈是靠近工件口部, 水平線之間的距離愈大,同時(shí)以前夾角相等的半徑線在拉深后在側(cè)壁上變成了問距相等的 垂線,如圖6-3 b 所示,以前的扇形毛坯網(wǎng)格變成了拉深后的矩形網(wǎng)格.(b)圖 4.1.2產(chǎn)生這樣的變化是由于拉深時(shí),毛坯變形區(qū)(沒有被凸模壓住的凸緣局

16、部)在切 向壓應(yīng)力的作用下產(chǎn)生壓縮,徑向在拉應(yīng)力的作用下伸長的原因,如圖4.1.3 所示.工件底部的網(wǎng)格沒有明顯的變化,說明對拉深來說,工件底部根本不變形.圖 4.1.34 ？什么是拉深的危險(xiǎn)斷面？它在拉深過程中的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)如何 ？拉深件的筒壁和圓筒底部的過渡區(qū),是拉深變形的危險(xiǎn)斷面.承受筒壁較大的拉 應(yīng)力、凸模圓角的壓力和彎曲作用產(chǎn)生的壓應(yīng)力和切向拉應(yīng)力.5 ？什么情況下會(huì)產(chǎn)生拉裂？當(dāng)危險(xiǎn)斷面的應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí),零件就會(huì)在此處被拉裂.6 ？試述產(chǎn)生起皺的原因是什么？拉深過程中,在坯料凸緣內(nèi)受到切向壓應(yīng)力b 3的作用,常會(huì)失去穩(wěn)定性而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象.在拉深工序,起皺是造成廢品的重要原

17、因之一.因此,預(yù)防出現(xiàn)起皺現(xiàn)象是 拉深工藝中的一個(gè)重要問題.11？ 為什么有些拉深件必須經(jīng)過屢次拉深 ？拉深過程中,假設(shè)坯料的變形量超過材料所允許的最大變形程度,就會(huì)出現(xiàn)工件斷 裂現(xiàn)象.所以,有些工件不能一次拉深成形,而需經(jīng)過屢次拉深工序,使每次的拉深系數(shù) 都限制在允許范圍內(nèi),讓坯料形狀逐漸發(fā)生變化,最后得到所需形狀.12 ？ 采用壓邊圈的條件是什么？拉深中,是否采用壓邊圈裝置,主要取決于拉深坯料的相對厚度大小,具體選擇 方法可參照下表所列的條件決定.采用壓邊圈的條件第一次拉沫以后各次拉深拉深方法t/D X 100m 1t/D X 100m n用壓邊圈 1.5 0.6 1 2.0 0.6 1.

18、5 0.813 ？什么是拉洙間隙？拉洙間隙對拉洙工藝有何影響？拉深間隙是指拉深凹模與凸模直徑的差值的,用 Z表示.拉深間隙z的大小, 對拉深工作有很大影響,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、對拉深力影響間隙越小,其所需的拉深力越大,這是由于較小的間隙使坯料變形的阻力增大.2、對工件的質(zhì)量與精度影響拉深棋的間隙對拉深工件筒壁局部具有校直作用,拉深間隙越大,那么校直作用越小,易使工件筒壁彎曲,并成為口大底小的錐形.當(dāng)間隙過小時(shí),工件外表很容易被磨損, 使外表光潔度降低,同時(shí)過小的拉深間隙會(huì)使得工件變薄,影響工件尺寸精度.3、對模具壽命的影響過小的拉深間隙,加大了模具與坯料之間的接觸應(yīng)力,易使模具磨損,從

19、而使模 具壽命降低.14 ？ 盒形件拉深時(shí)有何特點(diǎn)？非旋轉(zhuǎn)體直壁工件乂稱盒形件,其形狀有正方形和矩形等多種,均簡稱為盒形件.此這類工件從幾何形狀特點(diǎn)出發(fā),可以認(rèn)為是由圓角與直邊兩局部組成的.其 拉深變形同樣認(rèn)為其圓角局部相當(dāng)于圓筒形件的拉深,而其直邊局部相當(dāng)于簡單的彎曲變 形.但是這兩局部并不是相互分開而是相互聯(lián)系的,因此在拉深時(shí),它們之間必然有相互 作用和影響,這就使得它們的變形,并不能單純地認(rèn)為是圓筒形件的變形和簡單的直邊彎 曲.15 ？ 拉深過程中工件熱處理的目的是什么 ？在拉深過程中材料承受塑性變形而產(chǎn)生加工硬化,即拉深后材料的機(jī)械性能發(fā)生 變化,其強(qiáng)度、硬度會(huì)明顯提升,而塑性那么降低.為了再次拉深成形,需要用熱處理的方 法來恢復(fù)材料的塑性,而不致使材料下次拉深后由于變形反抗力及強(qiáng)度的提升而發(fā)生裂紋 及破裂現(xiàn)象.沖壓所用的金屆材料,大致上可分普通硬化金屆材料和高硬化金屆材料兩大 類.普通硬化金屆材料包括黃銅、鋁及鋁合金、08、10、15等,假設(shè)工藝過程制訂得合理,模具設(shè)計(jì)與制造得正確,一般拉深次數(shù)在 34