钣金与成型(chéngxíng)拉深4、1圆筒件拉深的变形过程1、圆筒件拉深时的应力应变状态拉深概念：在压力机上使用模具将毛坯制成带底的圆筒件、矩形件或其它形状立体空心制件的成形(chénɡxínɡ)方法。（图4-1）/1）拉深变形过程（图4-2）在拉深力的作用下，凹模口以外毛坯的环形部分(bùfen)逐渐被拉入凹模，最终形成一个带底的圆筒形件工件。拉深类型：无压边拉深有压边拉深/2）变形特点(tèdiǎn)（图4-3）变形区主要集中在凸缘区：径向受拉切向受压2、圆筒件拉深的力学分析（图4-5）法兰区（凸缘区）：法兰区（凸缘区）可看成一个圆环形薄板，内孔沿径向受均匀的拉伸(lāshēn)力作用。凹模圆角区：板料在凹模圆角区变形复杂接近拉弯，切向有压缩变形。筒壁区：是法兰区（凸缘）材料拉入凹模内形成的已变形区，也是传力区。将凸模的拉深力传递(chuándì)到凸缘。还可视为受单向拉应力状态。凸模圆角区：板料沿径向受强烈的拉伸作用。筒底区：沿径向受均匀的拉伸力作用。//拉深过程法兰区(凸缘区)的应力分布(fēnbù)（图4-6）设为无压边拉深，忽略厚向应力，即，确定凸缘区的径向应力和切向应力。求解过程：建立微分平衡方程：若不考虑加工硬化，则由屈服条件（TResca)知：由前两式得：当时，。得积分常数(chángshù)所以，得：圆筒件拉深时的应力(yìnglì)分布说明：1）凸缘外区应力状态以压应力为主，内区以拉应力为主。即为外区增厚，内区减薄。2）在凹模型腔入口处，径向(jìnɡxiànɡ)应力最大，即：3）凸缘上切向应力恒为负值，说明增大，可减小。（图）特点：⑴径向拉应力在凸缘外边缘处总是零；⑵切向压应力在凸缘外边缘处达最大值，在筒壁处为最小值；⑶外区切向压应力大于径向拉应力；⑷只要应力分量小于屈服流动(liúdòng)应力，就能满足塑性变形条件。有压边圈的拉深拉深时摩擦分析(fēnxī)A、压边力引起的摩擦（图4-7）B、凹模圆角处的摩擦（图4-8）C、凸模圆角处的摩擦D、弯曲引起的附加应力E、筒壁拉应力与拉深力F、加工硬化对最大拉深应力的影响//传力区的径向拉应力(yìnglì)为：通常，，且时，筒壁传力区径向应力(yìnglì)最大，即：其中，压边力可从设计手册中查得，也可以用经验公式(gōngshì)计算：从传力区径向应力(yìnglì)公式知：1）2）压边力与有关：当D-d=18t时，压边力为零，拉深时可不用压边圈。而rd/t对径向应力的影响较大：当rd=(8-10)t时，弯曲附加(fùjiā)应力：当rd=(1-2)t时，弯曲附加(fùjiā)应力：当rd接近零时，弯曲附加(fùjiā)应力：此时不能进行拉深成形，而近似冲孔。而rd过大时，板料会过早离开凹模的支撑，易起内皱。3、圆筒件拉深时的变形分析1）凸缘(tūyuán)材料的变形分析2）板材厚度方向的变形3）圆筒壁和筒底材料的变形1）凸缘区材料的变形——（图）拉深过程(guòchéng)任意瞬间，凸缘区任一点处的切向相对应变为：因为，拉深时毛坯面积不变（忽略厚度变化），有：若用绝对应变表示，有：由前式知，随着变形的进形，其值在变化，由凸缘至凹模口部逐渐增大。（指绝对值）当时，毛坯(máopī)边缘的为：当时（圆筒半径），有：凸缘区材料的变形以压缩为主，所以无论拉裂之忧。由于凸缘区为变形区，变形以压缩为主，因此(yīncǐ)拉深成形为压缩类成形。2）板料厚度方向的变形前面推导中有厚度不变假定，但实际拉深过程中，板料厚度是有一定变化的。凸缘外边缘材料厚度增加约20-30%，而凸模圆角区材料厚度减薄约10%左右(zuǒyòu)。P87图4-22凸缘区材料厚度分布规律可分析如下。忽略厚向应力，即假设，又由于体积不变及增量理论所以：由于凸缘区应力为：所以，因为恒为负值，所以的符号(fúhào)取决于分子项。令，则为零的条件是：当时，，即厚度增厚；当时，，即厚度减薄。也就是说，凸缘材料的厚的度变化规律以为分界线，外区增厚，内区减薄。说明：1）式中是变化的，因此厚度的应变分布规律是动态的；2）厚度变化分界线是近似的，因为其推导中假定(jiǎdìng)。3）圆筒壁和筒底材料的变形：凸缘区材料经过圆角区拉入凹模型腔时，在凹模圆角处，材料除受径向拉伸外，同时产生塑性弯曲，使板厚减小。进一步从凹模圆角区拉向筒壁时，又要被校直，即经受反向弯曲。圆筒侧壁受轴向拉伸。筒壁区材料原为凸缘区材料，经过拉深变形后，产生显著的应变硬化效应。在正常拉深条件下，筒壁仅仅传递凸模