拉深工序的工艺性探究

图7⁃9 合理设计拉深系数的结构（1）

拉深件的一般工艺性要求为：①拉深件的形状应尽量简单、对称；②拉深件的各部分尺寸比例要恰当；③拉深件的圆角半径要适合；④要考虑拉深件厚度的不均匀现象；⑤拉深件上孔的位置要合理布置；⑥拉深件的尺寸精度不宜过高。

1.拉深系数的确定

拉深系数是拉深后零件的直径与拉深前毛坯直径的比值，它反映拉深的变形程度。拉深系数大，变形程度小，则拉深次数增多。若拉深系数过小，变形区内的径向拉应力、毛坯侧壁传力区内轴向拉应力则相应增大。拉深系数是一个小于1的系数，其值越小，变形程度越大，破坏的可能性也越大。为了减少工序的数目，通常采用尽可能小的拉深系数。影响拉深系数的因素较多，一般第一次拉深系数取0.48～0.63，以后各次拉深系数取为0.73～0.88。

如图7⁃9a所示，拉深系数取得过小，变形程度大，破坏的可能性大。若改为图7⁃9b所示结构，则毛坯侧壁传力区内轴向拉应力减小，破坏的可能性降低。

如图7⁃10a所示，拉深系数过大，拉深次数增多，增大了加工误差，加剧了模具磨损。若改为图7⁃10b所示结构，则可合理安排加工次数。

图7⁃10 合理设计拉深系数的结构（2）

2.拉深毛坯相对厚度的确定

拉深毛坯的相对厚度为（t/D）×100，其中t为坯料的厚度，D为坯料直径。为了防止起皱，相对厚度不宜小于1.5，一般应大于2。这样，材料稳定性好、不宜起皱。

图7⁃11 合理确定拉深毛坯的相对厚度

如图7⁃11a所示，拉深毛坯的相对厚度小于2，材料在加工时容易起皱。若将其改为图7⁃11b所示结构，则材料稳定性好，不易起皱。

3.拉深件圆角半径的确定

拉深件底与壁间的内圆角R不应小于板厚t，从有利于变形的角度看，最好取R=（3～5）t。拉深件凸缘与壁间的圆角半径R不应小于板厚t的2倍，从有利于变形看，最好取R=（4～8）t。

如图7⁃12a所示，拉深件底与壁间的内圆角半径小于板厚，拉深件凸缘与壁间的圆角半径小于2倍板厚。工件强度差，不利于变形。若改为图7⁃12b所示结构，则工件强度高，利于变形。

4.内圆角

为了防止侧壁破裂，矩形盒四角部的内圆角不宜过小。最好取R>3t，其中R为角部内圆角半径，t为板厚。如果R过小，材料通过凹模圆角时，经过反复弯曲侧壁会过度变薄，容易破裂。

图7⁃12 拉深件底与壁间的内圆角分析(https://www.xing528.com)

图7⁃13 矩形盒四角部的内圆角分析（1）

如图7⁃13a所示，矩形盒四角部的内圆角过小，在反复弯曲时盒子的侧壁容易破裂，产生废品。若改为图7⁃13b所示结构，则可以防止侧壁破裂。

为了减小拉深系数，矩形盒角部内圆角半径与盒高之比不宜过小。一般取R≥0.2H，其中R为内圆角半径，H为盒高。

如图7⁃14a所示，矩形盒四角的内圆角半径与盒高之比过小，增大了拉深系数。若改为图7⁃14b所示结构，增大了内圆角半径与盒高之比，减小了拉深系数，使得拉深工序的数目减少。

图7⁃14 矩形盒四角部的内圆角分析（2）

5.压边圈

拉深工序时是不允许起皱的，因此拉深工序中不应忽视压边圈的作用，特别是对于大而厚度小的零件。毛坯起皱后很难通过凸凹模间隙进入凸模，且毛坯易受过大的拉力断裂，即使勉强拉入凹模，也会降低工作表面质量和模具寿命。

如图7⁃15a所示，拉深工序中忽视了压边圈的作用，工件起皱，使得毛坯受过大的拉力而断裂。若改为图7⁃15b所示结构，则工件不易起皱，可保证工作表面质量和模具的寿命。

拉深时压边圈能够压住板坯，使其不至于起皱，带凸缘圆筒形件的凸缘直径D不宜过小。最好取D≥d+12t，其中d为圆筒件的内径，t为板厚。

如图7⁃16a所示，带凸缘圆筒形件的凸缘直径过小，工件容易起皱，影响工件的质量。若改为图7⁃16b所示结构，则不宜产生上述缺陷。

为了保持压边力的均衡，防止压边圈将毛坯压得过紧，料薄、凸缘宽的拉深件不宜采用一般的压边圈，而要用有限位装置的压边圈。

图7⁃15 压边圈的作用

图7⁃16 带凸缘圆筒形件的凸缘直径不宜过小

如图7⁃17右上“错误”所示，料薄且凸缘宽的拉深件采用了一般的压边圈，压边过大，影响了表面质量和精度。若改为图7⁃17右下“正确”所示，设计为有限位装置的压边圈，可以保持压边力的均衡，防止压边圈将毛坯压得过紧。

图7⁃17 有限位装置的压边圈结构