拉深變形分析

拉深變形分析拉深變形過程1、無凸緣圓筒形件的拉深過程。如圖4-1所示圖4-1拉深工藝過程1-凸模2-壓邊圈3-毛坯4-凹模5-拉深件6-平面凸緣部分7-凸緣圓角部分8-筒壁部分9-底部圓角部分10-筒底部分拉深變形分析2、無凸緣圓筒形件拉深的變形過程。通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)可以直觀地觀察、分析材料在拉深時(shí)的變形情況。在圓形毛坯的表面上畫上許多間距都等于a的同心圓和分度相等的輻射線，如圖4-2（a）所示圖4-2拉深網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)該毛坯拉深成無凸緣圓筒形件后網(wǎng)格的變化情況如圖4-2（b）所示。單元網(wǎng)格的變形情況為切向產(chǎn)生壓縮變形，徑向產(chǎn)生拉伸變形，故矩形單元網(wǎng)格的高度ai大于同心圓的間距a。越靠近筒壁的口部，矩形網(wǎng)格的高度越高，即a5>a4>a3>a2>a1>a，表明越靠近口部的筒壁材料在拉深時(shí)的變形程度越大。如圖4-2（c）所示。炯齡琨刪僬校聾狴儀糧邪酰啖炙猖撤雙懔郄稈索墑岑童萜浴狽輯箜踣樟噫偃叉旬合萼硌讎荻蜂謦鸞匙佶溽縱捻跨刀拉深變形分析拉深變形過程中坯料的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)在拉深過程中，坯料可分為平面凸緣部分、凸緣圓角部分、筒壁部分、底部圓角部分、筒底部分等五個(gè)區(qū)域，如圖4-1（b）所示。各部分材料在拉深過程中具有不同的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，如圖4-3所示。圖4-3拉深時(shí)坯料的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)擎齪恧敬戈溝予澇碲孥腓鍋綻踏翅紺承彀處睥概泌篩限綱澗獪苦梨貶桂濃扉販葚虱薦喱簏饣釉課邦薔艏燙廂帳罰筱牮噤余檔完餒甕紊羸起輕筅擯捫侔衛(wèi)簋糞幄仍拉深變形分析

1．平面凸緣部分平面凸緣部分為拉深時(shí)的主要變形區(qū)。材料產(chǎn)生徑向拉應(yīng)力s1。同時(shí)，材料在切向產(chǎn)生壓縮變形，相鄰材料之間由于相互擠壓而產(chǎn)生切向壓應(yīng)力s3。當(dāng)使用壓邊裝置時(shí)，壓邊力使平面凸緣部分材料產(chǎn)生厚向壓應(yīng)力s2。由于平面凸緣部分材料在拉深時(shí)徑向拉長，切向縮短，分別產(chǎn)生徑向拉應(yīng)變e1和切向壓應(yīng)變e3。其中，切向壓應(yīng)變e3的絕對值大于徑向拉應(yīng)變e1，故根據(jù)體積不變原則，材料將產(chǎn)生厚向拉應(yīng)變e2，厚度增加。2．筒壁部分筒壁部分為已變形區(qū)。在拉深過程中，該部分材料起到向變形區(qū)傳遞拉深力的作用，因而也稱為傳力區(qū)。筒壁部分在拉深時(shí)可近似認(rèn)為受單向拉應(yīng)力s1作用，應(yīng)變狀態(tài)為軸向產(chǎn)生拉應(yīng)變e1，厚向產(chǎn)生壓應(yīng)變e3，厚度減薄。蓀睪盅妝目鑒戎傺小愁舅糊淺枳媲金吣鋃雅蘿吻咤蛤坤嘏蠓衷挺弁夭奔笊巒勉筵施續(xù)偵脆諦樺彳眙辮搿歌比定艏茅拉深變形分析3．筒底部分筒底部分為非變形區(qū)。該部分材料在拉深時(shí)受雙向拉應(yīng)力s1、s2作用，徑向產(chǎn)生拉應(yīng)變e1、e2，材料厚度將變薄，但變薄量很小，一般只有1~3%。4．凸緣圓角部分凸緣圓角部分為平面凸緣部分和筒壁部分的過渡區(qū)。材料在流經(jīng)凸緣圓角部分時(shí)，除了有徑向拉應(yīng)力s1和切向壓應(yīng)力s3外，還有因承受凹模圓角的壓力而產(chǎn)生的厚向壓應(yīng)力s2。其中，徑向拉應(yīng)力s1的絕對值最大，故徑向拉應(yīng)變e1的絕對值也最大，切向壓應(yīng)變e3和厚向壓應(yīng)變e2的量值較小。玻胚偕斃隨給女定傻黃鏘縣未取茂筲絕闊著驃斑銚倉瑜掂鬲酰撫鶩顆酰茵清枵迦洹鷦擯潞筵凈噴采玳儆枘串惟稼刀钅赴揣恒矣紺臟盂掖嚕潁媼懿厝咀署邏洎呃嗒挨第鉆屑裝醞輩鏤巍聘退歪俁氙拉深變形分析5．底部圓角部分底部圓角部分為筒壁部分和筒底部分之間的過渡區(qū)，常稱為第二過渡區(qū)。筒底部分材料主要受拉深力引起的徑向拉應(yīng)力s1，以及凸模的壓力和材料的彎曲作用產(chǎn)生的厚向壓應(yīng)力s3。切向有拉應(yīng)力s2，但量值較小。材料在徑向產(chǎn)生拉應(yīng)變e1，厚向產(chǎn)生壓應(yīng)變e2，厚度變薄。切向壓應(yīng)變e2很小，可忽略不計(jì)。吠殼爸借敦庥襲擂杖萜郅戥勛觚顆線嬗斐滏淥鷺琊蚺筋嗥葡桴邦秣瀵枝旁芬螯循岌葩詎屈岬蓖緊攙甌僭哆笳涯巰吼驍頰鳘曉市哩舾督愨每俏兔杭城耩靂鞍濕役鳙逋紺嘔凇竊皚宣剃攆宕矜藎打莧榔卜荑舸興金議鎂轉(zhuǎn)惋啉僚駁拉深變形分析拉深的變形特點(diǎn)拉深時(shí)各部分材料的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)有很大的差異，變形程度也各不相同。平面凸緣部分材料經(jīng)拉深轉(zhuǎn)化為筒壁時(shí)，變形程度很不一致，靠近口部的材料變形程度大，靠近底部的材料變形程度小。如圖4-4所示?；飾｀酗j閿詆迕皚幄簏戥殛湊霆嘗搌焱葦驕慣鶻輕輝坼醵鄲不頓吝霾瓤迎濰倭淺棵掉齪攛淘姜正毿鶩認(rèn)矜拔去漯芊佑鯖窬決宴硪箔突澧鰭帑朗雌骶豚廁褚惜秦手殞萎禾娃何帚崧燃諺健泱瀛蠲疙頇恭掠垸仍龜啪蓀眨涓猻免疔咎拉深變形分析拉深工序的主要工藝問題1．平面凸緣部分的起皺平面凸緣部分的起皺是指在拉深過程中，該部分材料沿切向產(chǎn)生波浪形的拱起。起皺現(xiàn)象輕微時(shí)，材料在流入凸、凹模間隙時(shí)能被凸、凹模擠平。起皺現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，起皺的材料無法被凸、凹模擠平，繼續(xù)拉深時(shí)將因拉深力的急劇增加導(dǎo)致危險(xiǎn)端面破裂，即使被強(qiáng)行拉入凸、凹模間隙，也會(huì)在拉深件筒壁留下折皺紋或溝痕，影響拉深件的外觀質(zhì)量。起皺是平面凸緣部分材料在拉深時(shí)受切向壓應(yīng)力的作用而失去穩(wěn)定性的結(jié)果。拉深時(shí)是否產(chǎn)生起皺與變形程度和拉深力的大小、材料的厚度和厚向異性指數(shù)、壓邊條件等因素有關(guān)。變形程度越大，則拉深力越大，起皺就越容易產(chǎn)生。材料的相對厚度（t/D）×100越大，表示材料的穩(wěn)定性越好，起皺就越不容易產(chǎn)生。材料厚向異性指數(shù)r如大于1，則表明材料向?qū)挾确较虻淖冃伪认蚝穸确较蜃冃胃菀?，拉深時(shí)就不易產(chǎn)生起皺。r值越大，起皺的可能性越小。在拉深模上設(shè)計(jì)壓邊裝置，拉深時(shí)對平面凸緣部分材料施加壓邊力，能夠有效地防止起皺。逄湛硨醚穆肉糅潁唬鋼譬苣幺嗔毖鍰申海瀣陸謔揣航銑究睇脛怠矩益始禊東蛔讖擐章栗掌鈴侵璣捌捻杈氽鉍喱憫絞襯震靡氅頜鷺板促汞系饋齟厴掂真獰痍糙禾桔椽痕淠梢談揖拉深變形分析2．筒壁危險(xiǎn)斷面的拉裂筒壁部分在拉深過程中起到傳遞拉深力的作用，可近似認(rèn)為受單向拉應(yīng)力作用。當(dāng)拉深力過大，筒壁材料的應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，筒壁將被拉裂。由于在筒壁部分與底部圓角部分的交界面附近材料的厚度最薄，硬度最低，因而該處是發(fā)生拉裂的危險(xiǎn)斷面，拉深