第4章拉深

第四章拉深复习题及答案一、填空题1．拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变形的冲压工艺。2．拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。3．拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。4．对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：（１）变形区为凸缘部分是变形区；（２）坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向的伸长，即一向受压、一向受拉的变形；（３）极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。5．在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的。即使在凸缘变形区也是这样，愈靠近外缘，变形程度愈大，板料增厚也愈大。6．拉深件的壁厚不均匀。下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。7．拉深时，凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺能否顺利进行的主要障碍。8．拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用，导致材料失稳而引起。9．板料的相对厚度t/D越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。10．拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉强度。11．拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。12．因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是经过多次拉深的拉深件，起口部质量更差。因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。13.用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件，通常是先做好拉深模，以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复试模，直到得到符合要求的冲件时，再将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。14．拉深系数m是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值，m越小，则变形程度越大。15．影响极限拉深系数的因素有：材料的力学性能、板料的相对厚度、拉深条件等。16．一般地说，材料组织均匀、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，极限拉深系数较小。17．确定拉深次数的方法通常是：根据工件的相对高度查表而得，或者采用推算法，根据表格查出各次极限拉深系数，然后依次推算出各次拉深直径。18．多次拉深宽凸缘件必须遵循一个原则，即第一次拉深成有凸缘的工序件时，其凸缘的外径应等于工件的凸缘直径，在以后的拉深工序中仅仅使已拉深成的工序件的筒壁部分参与变形，逐步减少其直径和圆角半径并增加高度，而第一次拉深时已经成形的凸缘外径不变。为了防止在以后拉深工序中，有凸缘圆筒形件的凸缘部分产生变形，在调节工作行程时，应严格控制拉深高度；在工艺计算时，除了应精确计算工序件的高度，通常有意把第一次拉入凹模的坯料面积面积多拉5%～10%。这一工艺措施对于板料厚度小于0.5mm的拉深件，效果较为显著。19．拉深时，对于单动压力机，除了使其公称压力大于工艺力以外，还必须注意，当拉深行程较大，尤其落料拉深复合时，应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下。20．有凸缘圆筒件的总拉深系数m大于极限拉深系数时，或零件的相对高度h/d小于极限相对高度时，则凸缘圆筒件可以一次拉深成形。21．当任意两相邻阶梯直径之比都大于相应的圆筒形件的极限拉深系数时，其拉深方法为：由大阶梯到小阶梯依次拉出，这时的拉深次数等于阶梯数目。22．盒形件拉深时圆角部分与直边部分间隙是不同的，其中圆角部分应该比直边部分间隙大（0.1t）。23．正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长方形或椭圆形。24．拉深凸模圆角半径太小，会增大应拉力，降低危险断面的抗拉强度，因而会引起拉深件拉裂，降低极限变形。25．拉深凹模圆角半径大，允许的极限拉深系数可减小，但过大的圆角半径会使板料悬空面积增大，容易产生失稳起皱。26．拉深凸模、凹模的间隙应适当，太小会不利于坯料在拉深时的塑性流动，增大拉深力，而间隙太大，则会影响拉深件的精度，回弹也大。27．一般情况下，拉深件的公差不宜要求过高。对于要求高的拉深件应加整形工序以提高其精度。28．在拉深成形中，需要摩擦力小的部位必须进行润滑，凹模表面粗糙度应该小，以降低摩擦力，减小拉应力，提高极限变形程度。29．拉深时，凹模和压边圈与板料接触的表面应当润滑，而凸模圆角与板料接触的表面不宜太光滑，也不宜采取润滑，以减小由于凸模与材料的相对滑动而使危险断面易于变薄破裂的危险。二、选择题（将正确的答案序号填到题目的空格处）1．拉深前的扇形单元，拉深后变为_B__。A、圆形单元B、矩形单元C、环形单元2.拉深后坯料的径向尺寸_A________，切向尺寸__A____。A、增大减小B、增大增大C、减小增大D、减小减小3.拉深过程中，坯料的凸缘部分为_B____。A、传力区B、变形区C、非变形区4.拉深时，在板料的凸缘部分，因受_B______作用而可能产生起皱现象。A、径向压应力B、切向压应力C、厚向压应力5.板料的相对厚度t/D较大时，则抵抗失稳能力_A______。A、大B、小C、不变6.与凸模圆角接触的板料部分，拉深时厚度_B____。A、变厚B、变薄C、不变7.拉深时出现的危险截面是指_B_____的断面。A、位于凹模圆角部位B、位于凸模圆角部位C、凸缘部位8.用等面积法确定坯料尺寸，即坯料面积等于拉深件的_B____。A、投影面积B、表面积C、截面积9.为了使材料充分塑性流动，拉深时坯料形状与拉深件横截面形状是__B____。A、等同的B、近似的C、等面积的10.通常用__C_____值的大小表示圆筒形件拉深变形程度的大小,__C_____愈大，变形程度愈小，反之亦然。A、h/dB、KC、m11.无凸缘筒形件拉深时，若冲件h/d_C_______极限h/d，则可一次拉出。A、大于B、等于C、小于12.利用压边圈对拉深坯料的变形区施加压力，可防止坯料起皱，因此，在保证变形区不起皱的前提下，应尽量选用__B____。A、大的压料力B、小的压料力13.在拉深工艺规程中，如果选用单动压力机，其公称压力应_B__工艺总压力，且要注意，当拉深工作行程较大时，应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用曲线之下。A、等于B、小于C、大于14.有凸缘筒形件拉深、其中___A__对拉深系数影响最大。A、凸缘相对直径B、相对高度C、相对圆角半径15.有凸缘筒形件的极限拉深系数__A_无凸缘筒形件的极限拉深系数。A、小于B、大于C、等于16.在宽凸缘的多次拉深时，必须使第一次拉深成的凸缘外径等于_C_直径。A、坯料B、筒形部分C、成品零件的凸缘17.为保证较好的表面质量及厚度均匀，在宽凸缘的多次拉深中，可采用__C_的工艺方法。A、变凸缘直径B、变筒形直径C、变圆角半径18.当任意两相邻阶梯直径之比(1nndd)都不小于相应的圆筒形的极限拉深系数时，其拉深方法是_B_。A、由小阶梯到大阶梯依次拉出B、由大阶梯到小阶梯依次拉出C、先拉两头，后拉中间各阶梯19.下面三种弹性压料装置中，_C___的压料效果最好。A、弹簧式压料装置B、橡胶式压料装置C、气垫式压料装置20.拉深过程中应该润滑的部位是_A、B_；不该润滑部位是__C___。A、压料板与坯料的接触面B、凹模与坯料的接触面C、凸模与坯料的接触面21.__D__工序是拉深过程中必不可少的工序。A、酸洗B、热处理C、去毛刺D、润滑E、校平22.需多次拉深的工件，在两次拉深间，许多情况下都不必进行___B___。从降低成本、提高生产率的角度出发，应尽量减少这个辅助工序。A、酸洗B、热处理C、去毛刺D、润滑E、校平23.经过热处理或表面有油污和其它脏物的工序件表面，需要_A___方可继续进行冲压加工或其它工序的加工。A、酸洗B、热处理C、去毛刺D、润滑E、校平三、判断题（正确的打√，错误的打×）1.拉深过程中，坯料各区的应力与应变是很均匀的。（×）2.拉深变形的特点之一是：在拉深过程中，变形区是弱区，其它部分是传力区。（×）3.拉深过程中，凸缘平面部分材料在径向压应力和切向拉应力的共同作用下，产生切向压缩与径向伸长变形而逐渐被拉入凹模。（×）4.拉深时，坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向伸长和径向压缩的变形。（×）5.拉深时，拉深件的壁厚是不均匀的，上部增厚，愈接近口部增厚愈多，下部变薄，愈接近凸模圆角变薄愈大，壁部与凸模圆角相切处变薄最严重。（√）6.坯料拉深时，其凸缘部分因受切向压应力而易产生失稳而起皱。（√）7.凸缘部分的起皱发生在拉深的最后阶段。（√）8.所谓等面积原则，即坯料面积等于成品零件的表面积。（√）9.拉深的变形程度大小可以用拉深件的高度与直径的比值来表示。也可以用拉深后的圆筒形件的直径与拉深前的坯料(工序件)直径之比来表示。（√）10.拉深系数m恒小于1，m愈小，则拉深变形程度愈大。（√）11．拉深系数m愈小，坯料产生起皱的可能性也愈小。（×）12.压料力的选择应在保证变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压料力。（√）13.对于有凸缘圆筒件的极限拉深系数，如果小于无凸缘圆筒形件的极限拉深系数，则可判断：有凸缘圆筒形件的实际变形程度大于无凸缘圆筒形件的变形程度。（×）14.需要多次拉深的零件，在保证必要的表面质量的前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。（√）15.拉深模根据工序组合情况不同，可分为有压料装置的拉深模和无压料装置的拉深模。（×）16.拉深模根据拉深工序的顺序可分为单动压力机上用拉深模和双动压力机上用拉深模。（×）17.弹性压料装置中，橡胶压料装置的压料效果最好。（×）18.拉深凸、凹模之间的间隙对拉深力、零件质量、模具寿命都有影响。间隙小，拉深力大，零件表面质量差，模具磨损大，所以拉深凸、凹模的间隙越大越好。（×）19.拉深凹模圆角半径大，降低了板料绕凹模弯曲的拉应力，降低了危险断面的抗拉强度，因而会降低极限变形程度。（×）四、问答题1、拉深变形的特点？拉深件的变形有以下特点：1）变形区为毛坯的凸缘部分，与凸模端面接触的部分基本上不变形；2）毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向拉伸的“一拉一压”的变形。3）极限变形参数主要受到毛坯传力区的承载能力的限制；4）拉深件的口部有增厚、底部圆角处有减薄的现象称为“危险断面”（底部的厚度基本保持不变）；5）拉深工件的硬度也有所不同，愈靠近口部，硬度愈高（这是因为口部的塑性变形量最大，加工硬化现象最严重）2、拉深过程中材料的应力与应变状态是怎样的?为了分析拉深毛坯在拉深过程中的应力与应变情况，可以做以下的网格实验：如图4.1.2所示，在平板毛坯上画上间距相等的同心圆和夹角相同的半径线。然后将该毛坯放在拉深模中进行拉深（为了方便观察网格的变化情况，将画有网格的面与凹模的接触），在拉深后我们发现：工件底部的网格变化很小，而侧壁上的网格变化很大，以前的等距同心圆，变成了与工件底部平行的不等距的水平线，并且愈是靠近工件口部，水平线之间的距离愈大，同时以前夹角相等的半径线在拉深后在侧壁上变成了间距相等的垂线，如图6-3（b）所示，以前的扇形毛坯网格变成了拉深后的矩形网格。(b)图4.1.2产生这样的变化是因为拉深时，毛坯变形区（没有被凸模压住的凸缘部分）在切向压应力的作用下产生压缩，径向在拉应力的作用下伸长的原因，如图4.1.3所示。工件底部的网格没有明显的变化，说明对拉深来说，工件底部基本不变形。图4.1.33、试述产生起皱的原因是什么？拉深过程中，在坯料凸缘内受到切向压应力σ3的作用，常会失去稳定性而产生起皱现象。在拉深工序，起皱是造成废品的重要原因之一。因此，防止出现起皱现象是拉深工艺中的一个重要问题。4、影响拉深时坯料起皱的主要因素是什么?防止起皱的方法有哪些?影响起皱现象的因素很多，例如：坯料的相对厚度直接影响到材料的稳定性。所以，坯料的相对厚度值t/D越大(D为坯料的直径)，坯料的稳定性就越好，这时压应力σ3的作用只能使材料在切线方向产生压缩变形(变厚)，而不致起皱。坯料相对厚