1、拉深中的起皱问题及解决措施3.4.2 拉深中的质量问题及解决措施拉深工艺出现质量问题的形式主要是凸缘变形区的起皱和传力区拉裂，其根源均为拉深件厚度的变化。1起皱和拉裂u 起皱拉深时坯料凸缘区出现波浪状的连续皱折称为起皱，起皱是一种受压失稳现象。凸缘部分是拉深过程中的主要变形区，而该变形区受最大切向压应力作用，其主要变形时切向压缩变形。当切向压应力较大而板料又相对较薄时，凸模部分的料厚与切向压应力之间失去了应有的比例关系，凸缘区材料便会失去稳定，从而在凸缘的整个周围产生波浪形的连续弯曲，这就是拉深时的起皱现象，如图所示。拉深件的起皱u 拉裂坯料经过拉深后，圆筒形件壁部的厚度与硬度都会发生变化，在
2、筒壁与凸模圆角相切处，板料变薄最为严重，成为筒壁部分最薄弱的地方，是拉深时最容易破裂的“危险断面”。当筒壁的拉应力超过了危险断面处材料的有效抗拉强度时，拉深件便会产生拉裂，如图所示。拉深件的拉裂2防止起皱和拉裂的措施u 防止起皱的措施要防止起皱，一般不允许改变毛坯的相对厚度，因为相对厚度是在冲压件设计时定制的。因而在生产中要从改变冲压件拉深变形时的变形方式以及受力特点出发，采用有效的措施来防止起皱。控制拉深系数在设计拉深工艺时，一定要使拉深系统在安全的范围内（大于极限拉深系数），以减小变形区的切向压应力。带压料装置的拉深 设置压料装置实际生产中，常常采用压料装置来防止起皱，或者增大压边力来消除
3、起皱，带压料装置的拉深如图所示。拉深时压边圈以一定的压力将坯料凸缘区材料压在凹模平面上，提高了材料的刚度和抗失稳能力，减小了材料的极限拉深系数。判断是否采用压料装置可按表确定。采用或不采用压料装置的条件 采用软模拉深图所示为以橡皮代替凹模的软拉深模，拉深时软凹模产生很大的压力，将毛坯紧紧地压紧在凸模上，增加毛坯与凸模间的摩擦力，防止毛坯变薄拉深，因而筒壁的传力能力强。拉深时还能减少毛坯与凹模间的滑动与摩擦，降低径向拉应力，因而能显著降低极限拉深系数，使拉深系数达0.40.45，并能很好地防止毛坯起皱。橡胶拉深示意图1-模框；2-橡皮；3-压料圈4-凸模；5-顶杆；6-凸模座 采用反拉方式反拉是
4、指多次拉深时，后次拉深的方向与前次拉深相反的拉深方式，如图所示。反拉深工作原理图反拉时，材料对凹模的包角为180（一般拉深为90），坯料的刚度得到了提高，同时，增大了材料流入凹模的阻力，即：径向拉应力增大，材料的切向堆积减小，坯料不容易起皱。一般用于拉深尺寸大、板料较薄，一般拉深不便压边的拉深件后次拉深。采用锥形凹模采用锥形凹模拉深，毛坯的过渡形状呈曲面形，有利于料的流动，还可降低凹模圆角半径处的摩擦阻力和弯曲变形阻力；凹模锥面对毛坯变形的作用力也利于变形区的切向压缩变形，这就使得拉深力相应减小，拉深系数也较平面凹模小，有利于拉深成形，从而使凸缘变形区具有更强的抗失稳能力，且能较好地防止起皱。
5、锥形拉深凹模简图 设置拉延筋拉延筋也称拉延沟，它是在压边圈和凹模面上设置起伏的沟槽和凸起，拉深时材料流向凹模型腔的过程中需经过多少次弯曲，增大了材料的径向流动阻力即径向拉应力，如图所示。拉延筋利用拉延筋防止起皱的原理及应用主要有两种情况：对于曲面拉深、锥面拉深等情况，由于在拉深初始阶段中间悬空部分的坯料宽度大、刚度差，容易失稳起皱，使用拉延筋可使凸缘区材料的变形抗力增大，径向流动趋缓，而使中间部分材料的胀形成分增加，材料的切向压应力减小，并得到硬化、强化，刚度和抗失稳能力提高，降低了起皱倾向。对于沿周变形不均匀的非对称形状拉深，凸缘区各区域材料流进凹模的阻力和速度不同，如图所示。非对称形状拉深
6、的材料流动上面所介绍的防止起皱的措施，各有其特点，使用时应该根据具体情况选择，有时往往是两种措施同时使用。u 防止拉裂的措施制件拉裂拉裂是拉深工艺中出现的主要问题之一。裂口一般出现在凸模圆角稍上一点筒壁处，如图所示。若此处径向拉应力大于板料的抗拉强度，拉深件就会破裂。除此以外，压边力太大和凸缘起皱均会导致拉深零件破裂。设计模具及进行生产时，应采取有效的措施，来预防拉裂。合理选取拉深系数筒壁所受到总拉应力与拉深系数成反比，即拉深系数越小，受到的总拉应力就越大。较小的拉深系数虽可加大拉深变形的程度，但却大大增加了拉深力，使制件筒壁变薄拉裂。合理选用材料选用材料时应考虑下列几个指标：屈强比s/b要小
7、。屈强比小，屈服应力s小，凸缘材料容易变形；强度极限b高，材料则不容易裂皮。厚向异性指数r 要大。r 值越大，壁厚应变越小，筒壁变薄越小，越不易破裂。选择合理的凸、凹模圆角半径凹模圆角半径太小，材料在拉深成形中弯曲阻力增加，从而使筒壁传力区的最大拉应力增加，危险断面易拉裂；太大，又会减少有效压边面积，使凸缘材料易起皱。凸模圆角半径太小，材料绕凸模弯曲的拉应力增加，危险断面抗拉强度降低；太大，会减少传递凸模载荷的承载面积，减少凸模断面与材料的接触面积，易使悬空部分起皱。热处理在拉深过程中，除了铅和锡外，其他金属都会产生加工硬化，使金属强度指标增加，而塑性指标降低。由于塑性变形不均匀，拉深后材料内部还存在残余应力。在多次拉深时，一般拉深工序间常采用低温退火，拉深工序后还要安排去应力退火。酸洗退火后工件表面必有氧化皮和其他污物，在继续加工时会增加模具的磨损，因此必须要酸洗，否则拉深不能正常进行。退火、酸洗是延长生产周期和增加生产成本、生产环境污染的工序，应尽可能的避免。合理进行润滑拉深时采用必要的润滑，有利于拉深变形的顺利进行，且筒壁变薄得到改善，但必须注意润滑剂只能涂抹在凹模和压边圈与坯料接触的表面。凸模表面不要润滑，因为凸模与坯料表面的摩擦属于有益的摩擦，可以防止制件在拉深过程中的滑动和变薄。但矩形件拉深不受此限制。感 谢 聆 听
