1、拉深中的起皺問題及解決措施3.4.2 拉深中的質(zhì)量問題及解決措施拉深工藝出現(xiàn)質(zhì)量問題的形式主要是凸緣變形區(qū)的起皺和傳力區(qū)拉裂，其根源均為拉深件厚度的變化。1起皺和拉裂起皺拉深時坯料凸緣區(qū)出現(xiàn)波浪狀的連續(xù)皺折稱為起皺，起皺是一種受壓失穩(wěn)現(xiàn)象。凸緣部分是拉深過程中的主要變形區(qū)，而該變形區(qū)受最大切向壓應力作用，其主要變形時切向壓縮變形。當切向壓應力較大而板料又相對較薄時，凸模部分的料厚與切向壓應力之間失去了應有的比例關(guān)系，凸緣區(qū)材料便會失去穩(wěn)定，從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，如圖所示。拉深件的起皺拉裂坯料經(jīng)過拉深后，圓筒形件壁部的厚度與硬度都會發(fā)生變化，在筒壁與凸

2、模圓角相切處，板料變薄最為嚴重，成為筒壁部分最薄弱的地方，是拉深時最容易破裂的“危險斷面”。當筒壁的拉應力超過了危險斷面處材料的有效抗拉強度時，拉深件便會產(chǎn)生拉裂，如圖所示。拉深件的拉裂2防止起皺和拉裂的措施防止起皺的措施要防止起皺，一般不允許改變毛坯的相對厚度，因為相對厚度是在沖壓件設(shè)計時定制的。因而在生產(chǎn)中要從改變沖壓件拉深變形時的變形方式以及受力特點出發(fā)，采用有效的措施來防止起皺。控制拉深系數(shù)在設(shè)計拉深工藝時，一定要使拉深系統(tǒng)在安全的范圍內(nèi)（大于極限拉深系數(shù)），以減小變形區(qū)的切向壓應力。帶壓料裝置的拉深設(shè)置壓料裝置實際生產(chǎn)中，常常采用壓料裝置來防止起皺，或者增大壓邊力來消除起皺，帶壓料裝

3、置的拉深如圖所示。拉深時壓邊圈以一定的壓力將坯料凸緣區(qū)材料壓在凹模平面上，提高了材料的剛度和抗失穩(wěn)能力，減小了材料的極限拉深系數(shù)。判斷是否采用壓料裝置可按表確定。采用或不采用壓料裝置的條件采用軟模拉深圖所示為以橡皮代替凹模的軟拉深模，拉深時軟凹模產(chǎn)生很大的壓力，將毛坯緊緊地壓緊在凸模上，增加毛坯與凸模間的摩擦力，防止毛坯變薄拉深，因而筒壁的傳力能力強。拉深時還能減少毛坯與凹模間的滑動與摩擦，降低徑向拉應力，因而能顯著降低極限拉深系數(shù)，使拉深系數(shù)達0.40.45，并能很好地防止毛坯起皺。橡膠拉深示意圖1-?？?；2-橡皮；3-壓料圈4-凸模；5-頂桿；6-凸模座采用反拉方式反拉是指多次拉深時，后次

4、拉深的方向與前次拉深相反的拉深方式，如圖所示。反拉深工作原理圖反拉時，材料對凹模的包角為180（一般拉深為90），坯料的剛度得到了提高，同時，增大了材料流入凹模的阻力，即：徑向拉應力增大，材料的切向堆積減小，坯料不容易起皺。一般用于拉深尺寸大、板料較薄，一般拉深不便壓邊的拉深件后次拉深。采用錐形凹模采用錐形凹模拉深，毛坯的過渡形狀呈曲面形，有利于料的流動，還可降低凹模圓角半徑處的摩擦阻力和彎曲變形阻力；凹模錐面對毛坯變形的作用力也利于變形區(qū)的切向壓縮變形，這就使得拉深力相應減小，拉深系數(shù)也較平面凹模小，有利于拉深成形，從而使凸緣變形區(qū)具有更強的抗失穩(wěn)能力，且能較好地防止起皺。錐形拉深凹模簡圖設(shè)

5、置拉延筋拉延筋也稱拉延溝，它是在壓邊圈和凹模面上設(shè)置起伏的溝槽和凸起，拉深時材料流向凹模型腔的過程中需經(jīng)過多少次彎曲，增大了材料的徑向流動阻力即徑向拉應力，如圖所示。拉延筋利用拉延筋防止起皺的原理及應用主要有兩種情況：對于曲面拉深、錐面拉深等情況，由于在拉深初始階段中間懸空部分的坯料寬度大、剛度差，容易失穩(wěn)起皺，使用拉延筋可使凸緣區(qū)材料的變形抗力增大，徑向流動趨緩，而使中間部分材料的脹形成分增加，材料的切向壓應力減小，并得到硬化、強化，剛度和抗失穩(wěn)能力提高，降低了起皺傾向。對于沿周變形不均勻的非對稱形狀拉深，凸緣區(qū)各區(qū)域材料流進凹模的阻力和速度不同，如圖所示。非對稱形狀拉深的材料流動上面所介紹

6、的防止起皺的措施，各有其特點，使用時應該根據(jù)具體情況選擇，有時往往是兩種措施同時使用。防止拉裂的措施制件拉裂拉裂是拉深工藝中出現(xiàn)的主要問題之一。裂口一般出現(xiàn)在凸模圓角稍上一點筒壁處，如圖所示。若此處徑向拉應力大于板料的抗拉強度，拉深件就會破裂。除此以外，壓邊力太大和凸緣起皺均會導致拉深零件破裂。設(shè)計模具及進行生產(chǎn)時，應采取有效的措施，來預防拉裂。合理選取拉深系數(shù)筒壁所受到總拉應力與拉深系數(shù)成反比，即拉深系數(shù)越小，受到的總拉應力就越大。較小的拉深系數(shù)雖可加大拉深變形的程度，但卻大大增加了拉深力，使制件筒壁變薄拉裂。合理選用材料選用材料時應考慮下列幾個指標：屈強比s/b要小。屈強比小，屈服應力s小

7、，凸緣材料容易變形；強度極限b高，材料則不容易裂皮。厚向異性指數(shù)r 要大。r 值越大，壁厚應變越小，筒壁變薄越小，越不易破裂。選擇合理的凸、凹模圓角半徑凹模圓角半徑太小，材料在拉深成形中彎曲阻力增加，從而使筒壁傳力區(qū)的最大拉應力增加，危險斷面易拉裂；太大，又會減少有效壓邊面積，使凸緣材料易起皺。凸模圓角半徑太小，材料繞凸模彎曲的拉應力增加，危險斷面抗拉強度降低；太大，會減少傳遞凸模載荷的承載面積，減少凸模斷面與材料的接觸面積，易使懸空部分起皺。熱處理在拉深過程中，除了鉛和錫外，其他金屬都會產(chǎn)生加工硬化，使金屬強度指標增加，而塑性指標降低。由于塑性變形不均勻，拉深后材料內(nèi)部還存在殘余應力。在多次拉深時，一般拉深工序間常采用低溫退火，拉深工序后還要安排去應力退火。酸洗退火后工件表面必有氧化皮和其他污物，在繼續(xù)加工時會增加模具的磨損，因此必須要酸洗，否則拉深不能正常進行。退火、酸洗是延長生產(chǎn)周期和增加生產(chǎn)成本、生產(chǎn)環(huán)境污染的工序，應盡可能的避免。合理進行潤滑拉深時采用必要的潤