極限拉深係數

極限拉深係數

極限拉深係數與材質、模具的圓角、板料的相對厚度(t/D)、潤滑、壓邊力等因素有關。極限拉深係數是指在一定的坯料直徑下,所能拉深出的最小直徑,小於這個直徑將產生破裂。對於直徑小、高度大的圓筒形件,不能一次拉成形,需要多次拉深才能成功,這是因為)一方面多次拉深總是首次時增大筒壁直徑,這也就增大了筒壁傳力區的承載能力,即減小了筒壁截面單位面積的承載應力;另一方面,首次拉深的筒壁直徑增加,也減小了變形區,也就減小了變形抗力,減小了變形阻力所需的筒壁應力。

含義

極限拉深係數是指在一定的坯料直徑下,所能拉深出的最小直徑,小於這個直徑將產生破裂。

它反映筒形件拉深的最大可能變形程度。

影響因素

極限拉深係數與材質、模具的圓角、板料的相對厚度(t/D)、潤滑、壓邊力等因素有關。極限拉深係數是在一定條件下由實驗確定的。右下圖列出了圓筒形件用壓邊拉深時的極限拉深係數。

圓筒形件用壓邊拉深時的極限拉深係數圓筒形件用壓邊拉深時的極限拉深係數

(1)材料的供應狀態

一般用於拉深的材料為軟化狀態,即一般材料為退火狀態,奧氏體不鏽鋼和高溫合金為淬火狀態。對於硬化劇烈的材料,必須增加工序間的熱處理以恢復塑性,才能進行下一道的拉深。

(2)材料的相對厚度

相對厚度越大,對拉深越有利。因為相對厚度t/D大,抵抗凸緣處失穩起皺的能力提高,這樣壓邊力可以減小甚至不需要,這就相應地減小甚至完全去掉了壓邊圈對毛坯摩擦的阻力,從而使變形抗力相應地減小;同時,厚度大還能增加筒壁傳力區的承載能力。

(3)潤滑

潤滑的好壞對拉深變形抗力的影響很大。潤滑好,可以降低極限拉深係數。對厚料或拉深力很大時,特別要注意潤滑劑的選用,必要時還必須採用固體潤滑劑或毛坯表面隔離層(磷化及塗漆等)處理。

(4)模具表面粗糙度

對極限拉深係數有較大影響的是凹模的表面粗糙度。如使用高黏度潤滑劑,凹模表面的粗糙度在3~5μm範圍內,其潤滑效果最好。

(5)凸、凹模圓角半徑

凹模圓角半徑大些對減小拉深阻力有利,凸模圓角半徑大些對分散局部變形程度有利。但凸、凹模圓角半徑過大,會減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓料圈的壓料面積,板料懸空面積增大,容易產生失穩起皺。右下圖所示為凸、凹模圓角半徑對極限拉深係數的影響。

凸、凹模圓角半徑對極限拉深係數的影響凸、凹模圓角半徑對極限拉深係數的影響

凸、凹模之間間隙也應適當,太小,板料受到太大的擠壓作用和摩擦阻力,增大拉深力;太大會影響拉深件的精度,拉深件錐度和回彈較大。

對於直徑小、高度大的圓筒形件,不能一次拉成形,需要多次拉深才能成功,這是因為)一方面多次拉深總是首次時增大筒壁直徑,這也就增大了筒壁傳力區的承載能力,即減小了筒壁截面單位面積的承載應力;另一方面,首次拉深的筒壁直徑增加,也減小了變形區,也就減小了變形抗力,減小了變形阻力所需的筒壁應力。這樣的一增一減,筒壁就不會被拉破了。

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