072103 03 高鹏 无凸缘筒形件的拉深工艺与过程中的缺陷

1、国家职业资格全省（或市）统一鉴定工具钳工技师 论文（国家职业资格 2 级）论文题目： 无凸缘筒形件的拉深工艺与过程中的缺陷 姓 名： 高鹏 身份证号：准考证号： 所在省市： 江苏 盐城 所在单位： 江苏盐城技师学院 无凸缘筒形件的拉深工艺与过程中的缺陷摘要：本文以拉深无凸缘筒形件为研究对象，分析了该产品成形工艺及其在拉深过程中缺陷与解决方法。此工件要就有内形尺寸，没有厚度不变的要就。此工件的形状满足拉深的工艺要就，可用拉深工序加工。关键词：拉深 冲压 工艺 起皱 破裂一、分析拉深零件图图1无凸缘筒形件的拉深筒形件底部圆角半径为R、材料为10钢、厚度为t圆

2、筒形件拉深变形过程分析：圆筒形件的拉深如图1所示。直径为D的圆形平板毛坯2被凸模1拉入凸、凹模的间隙里，形成直径为d、高为H的空心圆柱体。如图2所示，将直径为D的圆板料分成俩部分；一部分是直径为d的圆板料，另一部分是直径为D-d的圆环，把这块板料拉深成直径为d的空心圆筒。图2拉深试验在这个拉深试验完成后，发现板料的第一部分变化不大，即直径d的圆板仍保持原形状作为空心圆筒的底。板料的圆环部分则变化很大，变成了圆柱体的筒壁，这一部分的金属发生了流动。平板毛坯在凸模压力的作用下，凸模底部的材料变形很小，而毛坯（D-d）的环形区的金属在凸模压力的作用下，受到拉应力和压应力的作用，径向伸长、切向缩短，依

3、次流入凸凹模的间隙里成为筒壁，最后，使平板毛坯完全变成筒形工件为止。二、拉深件的工艺性拉深件的形状拉深件的结构形状应简单、对称，尽量避免急剧的外形变化。标注尺寸时，应根据使用要就只标注内形尺寸或只标注外形尺寸，筒壁和底面连接处的与圆角半径只能标注为內形尺寸，材料厚度不宜标注在筒壁或凸缘上。设计拉深件时应考虑到筒壁及凸缘厚度的不均匀性及其变化规律，凸模圆角区变薄显著，最大变薄率约为材料厚度的10%-18%，而筒口或凸缘边部，材料显著增厚，最大增厚率约为材料厚度的10%-30%。多次拉深件筒壁和凸缘上的内、外表面应允许出现压痕。非对称的空心件应组合成对进行拉深，然后将其切成俩个或多个零件。（1）

4、拉深件的高度 拉深件的高度h对拉深成形的次数和成 质量均有重要的影响，常见零件一次成形拉深高度为：无凸缘筒形件h(0.50.7)d(d为拉深件壁厚中经)；带凸缘筒形件（d1/d）1.5时,h(0.40.6)d(d1为拉深件凸缘直径)。（2） 拉深件的圆角半径 拉深件凸缘与筒壁间的圆角半径应取r2t为便于拉深顺利进行，通常取r(48)t;当r2t时，需要增加整形工序。（3） 拉深件的尺寸精度 拉深件的径向尺寸精度可在之间选择，对于精度要就较高的，则需增加校形工序。三、拉深工件毛坯尺寸的确定拉深工件毛坯的形状一般与工件的橫截面相似，如工件橫截面是圆形、椭圆形、方形，则毛坯的形状基本上也是圆形、椭圆

5、形、方形。毛坯尺寸的确定方法很多，有等质量法、等体积法、等面积法。拉深工件的毛坯仅用理论方法确定并不十分精确，特别是一些形状复杂的拉深件，用理论方法确定十分困难。通常是在已做好的拉深模中对已由理论分析初步确定的毛坯来试压、修改，直到工件合格后才将毛坯形状确定下来，在做落料模。等面积法 一般比较规则形状的拉深工件的毛坯尺寸都可用此方法。将无凸缘筒形工件分解为若干个简单几何体，分别求出各几何体的表面积，然后对其求和，根据等面积法，求和后的表面积应等于工件的表面积，对于旋转类零件，应为毛坯形状是圆形的，即可得毛坯的直径。四、拉深过程中出现的缺陷 在拉深工序中，不但材料塑性变形强烈，而且材料模具工作表

6、面之间存在很大的摩擦力和相对滑动。可采用润滑剂降低摩擦力，和相对提高变形程度。保护模具工作表面不被破坏。在拉深时，由于凸缘材料存在切向压缩应力，当这个压力大到一定程度时板料切向将因失稳而拱起，这种在凸缘四周产生的波浪形连续弯曲称为起皱，如图3所示。它与切向压应力大小有关，也与毛坯的相对厚度t/D有关，拉深件起皱后会使工件口部附近产生波纹，影响质量，严重时由于起皱后凸缘材料不能通过凸模与凹模之间的间隙而使工件拉破。图3拉深件的起皱为了防止拉深件的起皱，可以通过加压边圈的方法限制毛坯拱起，达到限制起皱的目的。当然，减小拉深变形程度、加大毛坯厚度也可以降低起皱倾向。起皱并不表示板料变形达到了极限，因

7、为通过加压边圈等措施变形程度仍然可以提高，随着变形程度的提高，变形力也相对的提高，当变形力大于筒形件的壁部的承载能力时拉深件则被拉破，筒形件的破裂都发生在壁部凸模圆角切点稍上一点的位置，如图4所示。其原因如下：越靠近毛坯的外缘，“多余”的金属也越多，即在拉深过程中需要转移的金属也越多。转移的金属一部分流向径向，使筒形件高度增加，一部分流向厚度方向，使筒形件壁厚增加；另一方面，由于金属变形量大，产生加工硬化也明显，所以靠近边缘处的工作厚度大，强度也高。与该处形成鲜明对比的是，在拉深件的开始时处与凸、凹模间隙中的环形金属（拉深后变为凸模圆角的筒壁），由于需要转移的金属极少，因此该处壁厚不但没有增加反而有所降低，其强度当然也是壁厚最低的因此破裂最易发生在该处。在凸模圆角部位的金属承载能力也很低，但因为凸模的摩擦作用，一般不会发生破裂。图4拉深件的破裂为了防止拉深件的破裂，可以通过改善材料力学性能，提高抗拉强度，达到限制破裂的目的。当然，也可以通过制定正确的拉深工艺，和设计模具降低筒壁所受拉应力。结束语：拉深是冲压生产中广泛使用的工序，通过拉深可以获得筒形、阶梯形、球形、