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薄板拉伸液压机拉伸加工过程分析
发布时间: 2018-10-4
  将平面板料在凸模压力作用下通过凹模形成一个开口空心零件的冲压工序称为拉伸。拉伸工序习惯上又称为拉延、压延、延伸、拉伸、引伸等。采用拉伸冲压方法可得到筒形、阶梯形、锥形、方形、球形和各种不规则形状的薄壁零件。
  图1所示为圆筒形拉伸模结构图,置于凹模3上表面的坯料,在压料板1压边力及凸模2拉伸力的作用下被拉入凹模3,最后形成圆筒形拉伸件。
  1.薄板拉伸液压机的拉伸过程
  图2所示为直径为D,厚度为t的圆形平板毛坯置于凹模定位孔中拉伸成圆筒形件的拉伸工作过程示意图。
  凸模下行接触板料后向下施压,由于拉伸力F与凸、凹模间间隙z形成弯矩,使板料弯曲下凹,并在凸、凹模圆角导引下拉入凹模洞口,板料慢慢+演变成筒底(凸模下的中心部分板料)、筒壁(拉入洞口内的圆环部分板料)和凸缘(未被拉人洞口内的环形部分)三大部分。
  随着凸模的继续下降,筒底基本不动,环形凸缘不断向洞口收缩并被拉入凹模洞口转变成筒壁。于是筒壁逐渐加高,凸缘逐渐缩小,最后凸缘全部拉人凹模洞口转变为筒壁,则拉伸过程结束。圆形板料变成了一个直径为d1、高度为h的开口空心圆筒。
  2.薄板拉伸液压机的拉伸变形分析
  拉伸过程就是环形凸缘逐渐收缩向凹模洞口流动转移成为筒壁的过程。拉伸过程是一个比较复杂的塑性变形过程,毛坯各部位按其变形情况可分廪几个区域。
  
  (1)圆筒底部(小变形区)凸模底部下压接触到板料中心区的圆形部分为筒底。在拉伸过程中,这一区域始终保持平面形状,受着四周均匀径向拉力作用,可以认为是不产生塑性变形或很小塑性变形区域。底部材料将凸模作用力传给圆筒壁
  (2)凸缘部分(大变形区)凹模上面的环状区域即凸缘。是拉伸时的主要变形区。拉伸时,凸缘部分材料因拉伸力的作用产生径向拉应力б1,在向凹模洞口方向收缩流动时。树料相互挤压产生切向压应力б3。其作用与将毛坯F1的一个扇形部分被拉着通过一个假想的楔形槽而成为F2的变形相似,如图6-3所示。
  当凸缘较大,援辩又较薄时,更孽拉伸时凸缘部分会由于切向压应力的作用失去稳定而拱起,形成所谓“起皱现象”,放常用压边圈对凸缘进行压边。
  
  图3凸缘扇形小单元的变形
  (3)筒壁(传力区)这是已变形区,由凸缘部分材料经切向压缩及径向拉伸收缩流动转移而成,基本上不再发生大的变形。在继续拉伸时,起着将凸模的拉伸力传递到凸缘上的作用。筒壁材料在传递拉伸力的过程中自身承受单向拉应力作用,纵向稍有伸长,厚度稍有变薄。
  (4)凹模圆角部分(过渡区)凸缘与筒壁交合过渡部分。此处材料的变形较复杂,除有与凸缘部分相同的特点,受径向拉应力和切向压应力作用外,还由于承受凹模圆角的挤压和弯曲作用而形成的厚向压应力作用。
  (5)凸模圆角部分(过渡区)筒壁与筒底交合过渡部分。其径向和切向承受拉应力作用,厚向受由于凸模圆角的挤压和弯曲作用而产生的压应力作用,拉伸过程中径向有所拉长,厚度有所减薄,变薄最严重处发生在凸模圆角与筒壁相接部位。拉伸开始时,它处于凸、凹模问,需要转移的材料少,受变形的程度小,冷作硬化程度低,又不受凸模圆角处有益的摩擦作用,需要传递拉伸力的面积又较小,因此该处成为了拉伸时最易破裂的“危险断面”。
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