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拉深件拉深时拉裂与起皱问题研究综述 学生：张申武 提要 本文的讨论范围是拉深件拉深时所产生的拉裂与起皱问题研究，及这项研究的历程、现状和基本内容，研究方法分析，已解决的问题和未解决的问题。我们的生活中处处可见圆筒形零件，可想而知，它的生产量之巨大。所以减少本系列产品的废品率有很重大的意义。而拉裂与起皱是产生废品的主要原因。所以我选择撰写这篇综述。拉深件拉深过程中，毛坯凸缘在切向压应力作用下，可能产生塑性失稳而起皱，甚至是材料不能通过凸、凹模而被拉裂。轻微起皱的毛坯虽可通过间隙，但会在筒壁上留下皱痕，影响零件的表面质量。 关键字：圆筒件拉深、起皱、拉裂、防止措施 拉深件拉深原理分析 在拉深过程中，毛坯各部分的应力应变状态是不一样的，由于变形内的应力、应变状态决定了筒形件成形性质，因此应着??研究变形区的应力、应变状态。 设在拉深过程中的某一时刻毛坯已处于图4-6所示的状态。此时所形成的五个区域的应力应变状态是不同的。 （1）、凸缘变形区(主要变形区) 材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生径向伸长和切向压缩变形，在厚度方向，压边圈对材料施加压应力，其的值远小于和，所以料厚稍有增加，如果不压料．料厚增加相对大一些。 （2）、 凸缘圆角部分 (过渡区) 位于凹模圆角处的材料。变形比较复杂·除有与平面凸缘部分相同的特点外，还由于承受凹模圆角的压力和弯曲作用而产生压应力。 （3）、筒壁部分 (传力区) 这部分材料已经变形完毕，此时不再发生大的变形。在继续拉深时，凸模的拉深力经筒壁传递到凸缘部分，故它承受单向拉应力的作用，发生少量的纵向伸长和变形。 （4）、底部圆角部分 (过渡区) 这部分材料一直承受筒壁传束的拉应力，并且受到凸模的压力和弯曲作用。在拉、压应力综合作用下，使这部分材料变薄严重。最容易产生裂纹，故此处称为危险断面。 （5）、筒底部分 这部分材料基本上不变形，但由于作用于底部圆角部分的拉深力，使材料承受双向拉应力，厚度略有变薄。 综上所述，拉深时的应力、应变是复杂的，又是时刻在变化的，拉深件的壁厚是不均匀的。因此．拉深件凸缘区在切向压应力作用力将要引起“起皱”和筒壁传力区上危险断面的“拉裂”，所以拉深中的主要破坏失稳形式是起皱和托裂。 拉深与起皱的原因 起皱主要是由于凸缘的切向压应力超过了板材临界压应力所引起的。最大切向压应力产生在凸缘外缘处，起皱首先在此处开始。凸缘的起皱与压杆失稳有些类似。它不仅取决于切向压应力的大小，而且取决于凸缘的相对厚度。在拉深过程中，最大切向压应力是随拉深的进行而增加的；但凸缘变形区却不断缩小，厚度也在不断增大，亦即相对厚度在不断增加。前者增加失稳起皱的趋势，后者却提高抵抗失稳起皱的能力。这两个因素相互作用的结果，使凸缘起皱最严重的瞬间落在Rt=（0.8—0.9）Ro时。 常见的防起皱措施是采用便于调节压边力的压边圈和拉深胫或拉深槛，把凸缘紧压在凹模表面上。这样又出现了拉裂的问题，因为压边力过大，为了是零件拉深成形，需使用较大的拉深力，当筒壁的总拉深力超过筒壁最薄弱处（即筒壁的底部转角处）材料的屈服强度时，就会产生拉裂。 防止起皱和拉裂的方法 防止起皱经常采用便于调节压边力的压边圈和拉深槛，把凸缘紧压在凹模表面上。压边力的大小对拉深了力有很大的影响：压边力太大会增加危险断面的拉应力，导致拉裂或严重变薄；太小则防起皱效果不好。在理论上讲，压边力的大小最好与最大拉深力的变化一致，当Rt=（0.8—0.9）Ro时起皱最严重，压边力亦应最大。还应根据凹模空口形状，调节各部分不同的材料流入量，使之均匀稳定。另外还要从零件形状、模具设计、拉深工序的安排、冲压条件及材料等多方面考虑。如下： 1、零件形状 当然，零件的形状取决于它的使用性能和要求。因此，在满足零件零件使用要求的前提下，应尽可能降低拉深深度，以减小圆周方向的压边力；应避免形状的急剧改变；还应减少零件的平直部分，应使平直部分稍有曲率，或增设凹坑、凸胫以加强其刚性，从而减少出现起皱的可能性；此外，对零件的圆角半径，特别是转角半径的设计要恰当，稍大的半径有利于防止起皱。 2、模具设计 在模具设计方面，应注意压边圈和拉深胫的位置和形状；模具表面形状不要过于复杂。在考虑拉升工序的安排时，应尽可能是拉深深度均匀，使侧壁斜度较小；对于必须深度拉深的零件，或者阶梯差较大的零件，可分两道工序或多道工序进行拉深成形，以减小一次拉深的深度和阶梯差。多道工序拉深时，也可用反拉深防止起皱。如图表示反拉深的情况。由前道拉深得到直径为D1的半成品，套在筒状凹模上进行反拉深，是毛坯内表面变成外表面。由于反拉深时毛坯与凹模的包角为180度，板材沿凹模流动的摩擦阻力和变形抗力显著增大，从而使径向拉应力