冲压工艺与模具设计拉深

拉深：利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的冲压加工方法。

拉深时毛坯变形区的应力应变状态：

●平面凸缘区---拉伸变形的主要区域，在此部分材料在径向拉应力和切向拉应力的作用下

发生塑性变形进入凹模

●凸缘圆角部分---属于过渡区，材料变形较复杂，承受凹模圆角部分的压力与弯曲作用而

产生压应力。

●桶壁部分-----此部分完全变形完毕成为筒形，不再发生大的变形。

●底部圆角部分----属于过渡区，材料除承受径向与切向拉应力外，在厚度方向承受压应

力

●桶底部分----由于作用于底部圆角部分的拉深力，是材料承受双向拉应力，厚度略有变

薄。

拉深系数: 表示拉深前后毛坯直径与零件直径的变化，反映了毛坯外边缘在拉深时切向压缩变形的大小。

影响拉深系数的因素有以下几方面

1、材料的性质与厚度：材料表面粗糙时，应该取较大的拉深系数。材料塑性好时，取较小的拉深系数。材料的相对厚度t/D×100对拉深系数影响更大。相对厚度越大，金属流动性能有较好的稳定性，可取较小的拉深系数；

2、拉深次数：拉深过程中，因产生冷作硬化现象，使材料的塑性降低。多次拉深时，拉深系数应逐渐加大；

3、冲模结构：若冲模上具有压边装置，凹模具有较大的圆角半径，凸、凹模间具有合理的间隙，这些因素都有利于坯料的变形，可选较小的拉深系数；

4、润滑：具有良好的润滑，较低的拉深速度，均有利于材料的变形，可选择较小的拉深系数。但对凸模的端部不能进行润滑，否则会削弱凸模表面摩擦对危险断面的有益影响。

矩形盒件的拉深特点：

●凸缘变形区内径向拉应力的分布是不均匀的

●直边与圆角变形区内材料的受力情况不同，直边处材料向凹模流动的阻力要远小于圆角

处

●在毛坯外周边上，切向压应力的分布是不均匀的

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?答：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σ 3 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。坯料相对厚度越小，则越容易产生起皱现象。在拉深过程中，轻微的皱摺出现以后，坯料仍可能被拉入凹模，而在筒壁形成褶痕。如出现严重皱褶，坯料不能被拉入凹模里，而在凹模圆角处或凸模圆角上方附近侧壁（危险断面）产生破裂。防止起皱现象的可靠途径是提高坯料在拉深过程中的稳定性。其有效措施是在拉深时采用压边圈将坯料压住。压边圈的作用是，将坯料约束在压边圈与凹模平面之间，坯料虽受有切向压应力σ 3 的作用，但它在厚度方向上不能自由起伏，从而提高了坯料在流动时的稳定性。另外，由于压边力的作用，使坯料与凹模上表面间、坯料与压边圈之间产生了摩擦力。这两部分摩擦力，都与坯料流动方向相反，其中有一部分抵消了σ 3 的作用，使材料的切向压应力不会超过对纵向弯曲的抗力，从而避免了起皱现象的产生。

什么是拉深间隙 ? 拉深间隙对拉深工艺有何影响？答：拉深间隙是指拉深凹模与凸模直径的差值的，用 Z 表示。拉深间隙 z 的大小，对拉深工作有很大影响，主要表现在以下几个方面： 1 、对拉深力影响间隙越小，其所需的拉深力越大，这是因为较小的间隙使坯料变形的阻力增大。 2 、对工件的质量与精度影响拉深模的间隙对拉深工件筒壁部分具有校直作用，拉深间隙越大，则校直作用越小，易使工件筒壁弯曲，并成为口大底小的锥形。

当间隙过小时，工件表面很容易被磨损，使表面光洁度降低，同时过小的拉深间隙会使得工件变薄，影响工件尺寸精度。 3 、对模具寿命的影响过小的拉深间隙，加大了模具与坯料之间的接触应力，易使模具磨损，从而使模具寿命降低。