习题答案：第5章拉深

第5章拉深一、填空1．拉深系数m是筒形直径和坯料直径的比值，m越小，则变形程度越大。

(5-1)2．拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分，其它部分是传力区。

(5-1)3．拉深中，产生起皱现象是因为该区域内受较大压应力的作用，导致材料失稳而引起的。

(5-1)4．影响拉深坯料起皱的主要因素有：材料相对厚度，拉深系数和拉深模工作部分的几何形状和尺寸。

(5-1)5．防止圆筒形件拉深起皱的方法通常是采用压料装置，并采用适当的压边力。

(5-1) 6．利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口件的冲压工序叫做拉深。

(5-1)7．拉深件的壁厚是不均匀的，下部壁厚略有变薄，上部分却有所增厚。

(5-1)8．板料的相对厚度t/D越小，则抗失稳能力越小，越容易起皱。

(5-1)9．一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 IT13级以下，不宜高出 IT11 级。

(5-2)10．实践证明，拉深件的平均厚度与坯料厚度相差不大，由于塑性变形前后体积不变，因此，可以按坯料面积等于拉深件表面积原则确定坯料尺寸。

(5-3)11．拉深件的毛坯尺寸确定依据是等面积法。

(5-3)12．确定拉深件坯料形状和尺寸的原则是久里金法则。

(5-3)13．影响极限拉深系数的因素有：材料的组织与力学性能、板料的相对厚度、拉深工作条件等。

(5-4)14．有凸缘拉深件多次拉深必须遵循一个原则，即第一次拉深成有凸缘的工序件时，其凸缘的外径应等于成品零件的尺寸，在以后的拉深工序中仅仅使已拉深成形的工序件的直筒部分参与变形，逐步减少其直径并增加其高度，而第一次拉深时已成形的凸缘外径必须保持不变。

即在以后的拉深工序中不再收缩。

(5-4)15．为了提高工艺稳定性，提高零件质量，必须采用稍大于极限值的拉深系数。

(5-4)16．窄凸缘圆筒形状零件的拉深，为了使凸缘容易成形，在拉深窄凸缘圆筒零件的最后两道工序可采用锥形凹模和锥形压料圈进行拉深。

(5-4)17．压料力的作用为：防止拉深过程中坯料起皱(5-5)18．目前采用的压料装置有弹性压料和刚性压料装置。

(5-5)19．在拉深过程中，由于板料因塑性变形而产生较大的加工硬化，致使继续变形苦难甚至不可能。

为可后继拉深或其他工序的顺利进行，或消除工件的内应力，必要时进行工序间热处理或最后消除应力的热处理。

(5-7)20．拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角，而不是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。

(5-8)21．拉深凸模圆角半径大小，会增大拉应力，降低危险断面的抗拉强度，因而会引起拉深件拉裂，降低极限变形程度。

(5-8)二．判断1．（×）拉深系数m是恒小于1的，m愈小，则拉深变形程度愈小。

(5-1)2．（√）坯料拉深时，其凸缘部分因受到切向压应力而易产生失稳而起皱。

(5-1)3．（×）拉深系数愈小，坯料产生起皱的可能性也愈小。

(5-1)4．（√）拉深时，拉深件的壁厚是不均匀的，上部增厚，愈接近口部增厚愈多，下部变薄，愈接近凸模圆角变薄愈大。

壁部与圆角相切处变薄最严重。

(5-1)5．（√）起皱是一种受压失稳现象。

(5-1)6．（√）需要多次拉深的零件，在保证必要的表面质量的前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。

(5-2)7．（×）用于拉深的材料，要求具有较好的塑性，屈强比σs/σb小、板厚方向性r小，板平面方向性系数△r大。

(5-2)8．（×）制成的拉深件口部一般较整齐。

(5-3)9．（√）压料力的选择应在保证变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压料力。

(5-5) 10．（√）阶梯圆筒形件拉深的变形特点与圆形件拉深的特点相同。

(5-6)11．（×）拉深凸模上开通气孔的目的是为了减轻模具的重量。

(5-8)三、选择题1．拉深过程中坯料的凸缘部分为 B 。

(5-1)A传力区B变形C非变形区2．拉深时，在板料的凸缘部分，因受到 B 作用而可能产生起皱现象。

(5-1)A径向压应力B切向压应力 C 厚向压应力3．与凸模圆角接触的板料部分，拉深时其厚度 B 。

(5-1)A变厚B变薄 C不变4．拉深时出现的危险截面是指 B 的断面。

(5-1)A位于凹模圆角部位B位于凸模圆角部位C凸缘部位5．为了使材料充分塑性流动，拉深时坯料形状与拉深件截面形状是 B 。

(5-3) A等同的B近似的6．在宽凸缘的多次拉深时，必须使第一次拉深成的凸缘外径等于 C 直径。

(5-4) A坯料B筒形部分 C 成品零件的凸缘7．有凸缘筒形件的极限拉深系数 A 无凸缘筒形件的极限拉深系数。

(5-4)A小于B大于 C 等于8．无凸缘筒形件拉深时，若冲件h/d C 极限h/d，则可一次拉出。

(5-4)A小于B等于 C 小于9．拉深时的主要问题是起皱与开裂，起皱可以通过加压料的方式克服。

因此，压料力越 B ，越有利于成形。

(5-5)A、大B、适中C、小10．拉深过程中不该润滑部位是 C 。

(5-7)A压料板与坯料的接触面B凹模与坯料的接触面C凸模与坯料的接触面四、问答题1．拉深过程中产生起皱的原因是什么？影响拉深起皱的主要因素有哪些？防止起皱的方法有哪些？（5-1）答：拉深过程中产生起皱的原因是：坯料变形程度过大，变形区受到过大的切向压应力，当切向压应力超过材料的临界应力时，材料发生失稳从而产生起皱。

影响拉深起皱的主要因素有：（1）坯料的相对厚度t/D t/D愈小，愈容易起皱。

（2）拉深系数拉深系数愈小，坯料愈容易起皱。

（3）拉深模工作部分形状与参数凸模和凹模圆角及凸、凹之间间隙过大，则容易起皱。

锥形凹模不容易起皱等。

防止起皱的方法有：采用压边装置，并选用适当的压料力；使用拉深筋；采用反拉深等。

2．拉深过程中坯料的内应力状态部部同，可将拉深坯料划分为几个区域，分别为哪几？（5-1）（1）凸缘平面部分(2) 凸缘圆角部分(3) 筒壁部分(4) 底部圆角部分(5) 筒底部分3．拉裂产生的原因及控制措施？（5-1）答：原因为：在拉深过程中，由于凸缘变形区应力应变很不均匀，靠近外边缘的坯料压应力大于拉应力，其压应变为最大主应变，坯料有所增厚；而靠近凹模孔口的坯料拉应力大于压应力，其拉应变为最大主应变，坯料有所变薄。

因而，当凸缘区转化为筒壁后，拉深件的壁厚就不均匀，口部壁厚增大，底部壁厚减小，壁部与底部圆角相切处变薄最严重(见图5-4)。

变薄最严重的部位成为拉深时的危险断面，当筒壁的最大拉应力超过了该危险断面材料的抗拉强度时，便会产生拉裂，另外，当凸缘区起皱时，坯料难以或不能通过凸、凹模间隙，使得筒壁拉应力急剧增大，也会导致拉裂。

控制拉裂的措施：生产实际中常用适当加大凸、凹模圆角半径、降低拉深力、增加拉深次数、在压料圈底部和凹模上涂润滑剂等方法来避免拉裂的产生。

4．什么是圆筒形件的拉深系数？拉深系数对拉深有何影响？（5-4）答：圆筒形件的拉深系数是指拉深后的直径与拉深前的坯料直径之比值。

拉深系数对拉深的影响是：拉深系数的大小表示了拉深前后坯料直径的变化率，反映了拉深工序的变形程度，其数值永远小于1，拉深系数愈小，说明拉深变形程度愈大，工件就可能发生起皱，甚至有被拉裂的危险。

5．影响极限拉深系数的因素有哪些？（5-4）答：影响极限拉深系数的因素有：（1）材料的组织与力学性能（2）板料的相对厚度（3）模具的几何参数（4）磨擦与润滑（5）压料力的大小影响极限拉深系数的因素还有拉深方法、拉深次数、拉深速度、拉深件的形状等。

6．怎样提高轴对曲面拉深件成形质量？（5-6）（1）加大坯料直径（2）适当的调整和增加压料力（3）采用带压料筋的拉深模（4）采用反拉深方法7．拉深模可分为哪几类？（5-8）按使用的压力机类型部同，可分为单动机上使用的拉深模与双动机上使用的拉深模：按工序的组合程度部同，可分为单工序拉深模，复合拉深模与级进拉深模：按结构形势与使用要求部同，可分为首次拉深与后次拉深模，有压料装置与无压料装置拉深模，顺装式拉深模与倒装式拉深模，下出件拉深模与上出件拉深模。

五、根据问题判断并简述理由（分）1．计算拉深工艺力的目的是为了选择合适的压力机吨位。

已知拉深时总拉深力为15吨，所以选择标称压力为16吨的压力机足够。

（5-5）回答： 1）对2）错理由：曲柄压力机的许用负荷随滑块行程位置的不同而不同，其标称压力是在离下止点前特殊位置产生的最大作用力。

拉深时，由于其工作行程长，因此当选择压力机时，并不仅仅只要满足工艺力的大小就可以，必须同时考虑满足其工作负荷曲线才行。

2．拉深时为了减小材料流动的阻力，有利于提高极限变形程度，因此，常常在凸模与毛坯的接触面上加润滑。

（5-7）回答： 1）对2）错理由：为了减小材料流动的阻力，有利于提高极限变形程度，常常在凹模与毛坯的接触面上加润滑。

为了防止凸模与毛坯接触面之间产生相对滑动并造成危险断面的过度变薄或拉裂，应避免在凸模与毛坯的接触面上加润滑。

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