【文章內(nèi)容簡介】 拉應(yīng)力和切應(yīng)力，在兩種應(yīng)力的共同作用下，凸緣部分的材料發(fā)生塑性變形。在凸模的作用下不斷被壓入凹模形成圓筒形開口空心件。圖 334為圓筒形工件的拉深過程示意圖。拉深工序見視頻。 圖 334 圓筒形工件拉深過程示意圖 由于上述應(yīng)力的作用 ， 拉深件的壁厚在不同的部位有減薄或增厚的變化： 側(cè)壁的上部增加最多 ， 靠近底部的圓角部位附近 ， 壁厚最小 ，也是拉深過程中最容易破裂的部分 。 底部和側(cè)壁的拉應(yīng)力應(yīng)限制在不使材料發(fā)生塑性變形內(nèi) ， 而環(huán)形區(qū)內(nèi)的徑向拉應(yīng)力應(yīng)達(dá)到或超過材料的屈服極限 ， 任何部位的應(yīng)力總和應(yīng)小于強度極限 。 否則會造成拉穿缺陷 。 同時環(huán)狀變形區(qū)的切向壓力很大 ， 易使板料出現(xiàn)皺折 ， 應(yīng)采取措施預(yù)防 。 拉深變形具有以下特點 : ① 變形區(qū)是板料的凸緣部分 ， 其他部分是傳力區(qū) 。 ② 板料變形在切向應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的作用下 ， 產(chǎn)生切向壓縮和徑向伸長的變形 。 ③ 拉深時 ， 金屬材料產(chǎn)生很大的塑性流動 ， 板料直徑越大 ， 拉深后筒形直徑越小 ， 其變形程度越大 。 ? 經(jīng)過拉深后，筒形件壁部的厚度與硬度都會發(fā)生變化。筒壁愈靠上，切向壓縮愈大，壁部愈厚，變形量愈大，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，硬度愈高。筒壁的底部靠近圓角處，幾乎沒有切向壓縮，變形程度小，加工硬化現(xiàn)象小，材料的屈服點低，壁厚變薄。整個筒壁部由上而下壁厚逐漸變小，硬、薄板料拉深時最容易產(chǎn)生破裂。 （ 1） 拉裂 2. 拉深中常見的廢品及防止措施 拉裂是筒形件拉深時的最主要的破壞形式。 拉深時，極限變形程度就是以不拉裂為前提的。 防止拉裂的措施是： 圖 88 拉裂 ①正確選擇拉伸系數(shù) 拉深件直徑 d與坯料直徑 D的比值稱為拉深系數(shù)，用 m表示，即 m = d/D。 拉深系數(shù)不小于 ～ 。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。 如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成形時，則可采用多次拉深工藝。 第一次拉深系數(shù) m1 = d1/D 第二次拉深系數(shù) m2 = d2/d1 ………………………………… 第 n次拉深系數(shù) mn = dn/dn1 總的拉深系數(shù) m = m1 m2 … mn 60 在拉深工藝設(shè)計時，必須知道沖壓件需要幾道工序才能完成，它直接關(guān)系到?jīng)_壓件的質(zhì)量及成本。拉深次數(shù)取決于每次拉深時允許的極限變形程度。拉深系數(shù) m是指每次拉深后筒形件直徑與拉深前毛坯（或半成品）直徑的比值，是衡量拉深變形程度的重要工藝參數(shù)，如圖 89所示。 圖 89 多次拉深時筒形件直徑的變化 ? 凸凹模的圓角半徑為 r，板料材質(zhì)為鋼，厚度為 ?，則： r凹 =10 ?， r凸 =（ ~1） r凹 若兩個圓角半徑過小，則容易拉裂。 ②合理設(shè)計拉深凸凹的圓角半徑 ③合理設(shè)計凸凹的間隙 ? 一般取凸凹模的間隙為： z=(~) ?，比沖裁模間隙大。 ? 間隙過小，模具與拉深件間的摩擦力增大，容易拉裂工件，擦傷工件表面，縮短模具壽命。 ? 間隙過大，又容易使拉深起皺，影響拉深件的精度。 ④注意潤滑 ? 在凹模與坯料的接觸面上涂敷潤滑劑，以利坯料向內(nèi)滑動，減少摩擦，降低拉深件壁部的拉應(yīng)力，減少模具磨損，防止拉裂。 59 （ 2） 起皺 拉深時 ， 凸緣部分是拉深過程中的主要變形區(qū) ， 而凸緣變形區(qū)的主要變形是切向壓縮 。 當(dāng)切向壓應(yīng)力較大而板料又較薄時 ， 凸緣部分材料便會失去穩(wěn)定而在凸緣的整個周圍產(chǎn)生波浪形的連續(xù)彎曲 ， 這就是拉深時的起皺現(xiàn)象 ， 如圖 810所示 。 為防止起皺 ， 實際生產(chǎn)中常采用壓邊圈來提高拉深時允許的變形程度 ， 如圖 811， 也可通過增加毛坯的相對厚度或拉深系數(shù)的途徑來防止 。 圖 810 起皺的拉深件 圖 811 有壓邊圈的拉深 ? 3. 板料尺寸及拉深力的確定 板料尺寸按拉深前后表面積不變的原則進(jìn)行計算。 方法： 1。把拉深件劃分成若干容易計算的部分，分別計算出其表面積。 2。各表面積之和即得所需板料的總表面積，再求出板料直徑。 拉伸力的確定： 設(shè)備的噸位應(yīng)比所需的拉伸力大。 對于圓筒件，最大拉伸力按下式計算： Fmax=3(?b+?s)(Ddr凹 )? 二、彎曲 將金屬材料沿彎曲線彎成一定的角度和形狀的工藝方法稱為彎曲 。 (1) 彎曲變形過程 板料彎曲中最基本的是 V形件的彎曲 ， 其彎曲過程如圖 812所示 。開始彎曲時 ， 板料的彎曲內(nèi)側(cè)半徑大于凸模的圓角半徑 ， 隨凸模的下壓 ，板料內(nèi)側(cè)半徑逐漸減小 ， 同時彎曲力臂也逐漸減小 。 當(dāng)凸模 、 板料 、 凹模三者完全壓合 ， 板料的內(nèi)側(cè)半徑及彎曲力臂達(dá)到最小時 ， 彎曲過程結(jié)束 。 圖 812 板料彎曲過程 彎曲變形通常只發(fā)生在彎曲件的彎曲角范圍內(nèi)，圓角以外基本上不變形。板料靠近凸模的內(nèi)側(cè)長度縮短（受壓），靠近凹模的外側(cè)長度伸長（受拉），板料中間中性層長度不變。當(dāng)板料外側(cè)受到的拉應(yīng)力超過板料的抗拉強度時，外層金屬被拉裂。 (2) 彎曲變形的特點 1— 工件 2— 凸模 3— 凹模 a) 彎曲過程 b） 彎曲產(chǎn)品 56 彎曲件在彎曲變形結(jié)束后，會伴隨一些彈性恢復(fù)從而造成工件彎曲角度、彎曲半徑與模具的形狀、尺寸不一致的現(xiàn)象，稱為彎曲件的回彈現(xiàn)象，如圖 8121所示。 彎曲件的回彈會 直接 影響其精度。因此，在設(shè)計彎曲模時應(yīng)使模具的彎曲角 αp比彎曲件彎曲角 α小一個回彈角 ? α，回彈角通常小于 10176。材料的屈服強度愈高，相對彎曲半徑愈大，則回彈值愈大；當(dāng)彎曲半徑一定時，板料愈厚，則回彈愈小。 圖 8121 彎曲時的回彈 ① 最小彎曲半徑 。 彎曲件的最小彎曲半徑不能小于材料許可的最小半徑 ， 否則會造成彎曲處外層材料的破裂 。 ② 彎曲件的