拉深件坯料尺寸确定

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模 具
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拉深件坯料尺寸的确定
陕西宝光真空电器股份有限公司 （宝鸡 721006） 乔春慧
1. 坯料尺寸
拉深件在进行工艺方案确定之前，必须先确定坯料尺寸。

确定拉深件坯料尺寸通常依据以下几点进行：（1）计算坯料之前，需考虑到由于板料具有方向性和凸凹模间隙不均匀等原因，拉深后的零件顶端一般都不平齐，通常都需要修边工序，即将不平齐的地方切去。

因此，在计算坯料之前，要在拉深件高度方向上加一修边余量。

（2）在不变薄拉深中，因为在拉深后工件的平均厚度与拉深坯料厚度变化不大，故厚度方向变化可以忽略不计。

（3）拉深前后的材料密度不变，即拉深前坯料的重量与体积等于拉深后的重量和体积。

通过对车间多种冲压件的修边余量进行统计，显示其实际数据普遍大于计算坯料时预留的余量，也就是说，按上述原则计算出的坯料尺寸大于实际需要的坯料尺寸，不仅增加了材料费用，也增加了修边工序的工作量。

2. 原因分析
在拉深的概念中，有变薄拉深和不变薄拉深两种形式。

在不变薄拉深中，我们是忽略了拉深后工件厚度的变化来计算坯料尺寸的。

图1所示为圆筒形工件的拉深，随着凸模的下压，迫使材料进入凹模，拉深变形主
要集中在凸缘部分的材料上，凸模的压力作用于筒底，通过逐渐形成的筒壁将压力传递到凸缘部分，使之逐渐收缩转化为筒壁，由拉深前直径为D 的毛坯拉成直径为d 1的制件。

拉深过程中，凸缘部分处于径向拉伸与切向压缩状态，径向拉伸使凸缘材料变薄，切向压缩使凸缘厚度增加，越靠近凸缘外侧，径向拉应力越小，切向压应力越大，使凸缘外侧厚度增加。

凹模圆角部分为过渡区，材料变形较为复杂，除切向受压、径向受拉外，还承受到凹模圆角的压力和弯曲作用而产生压应力，材料通过凹模圆角后，受到单向拉应力作用，料厚变薄，但由于凸缘上材料在流动时增厚，所以筒壁上部材料变厚而下端变薄。

在凸模圆角稍上处，材料变薄最多。

凸模底部材料受到双向拉深，变形也为双向拉深，但受到凸模摩擦力的阻止，故变薄较小。

其他复杂形状的拉深件，变形区的位置、变形的性质与分布、材料变薄的位置与程度等与圆筒形件相比均有差异且更为复杂。

实际上，板料只要经过拉深变形，壁厚总是要发生变化，有变薄现象的。

所谓不变薄拉深，只是种理想状态。

由于拉深后的体积与坯料的体积未变化，毛坯与拉深件的表面积分别为
S =V /t S 1=V /t 1
式中，S 为毛坯表面积；t 为毛坯厚度；v 为坯料何种；S 1为拉深件表面积；t 1为拉深件壁厚。

当壁厚变薄时拉深件的表面积大于毛坯的表面积，从而导致修边余量大于其理想状态时的修边余
量。

这也就是我们修边余量的实际数据大于计算坯料时预留余量的原因。

因此，为使毛坯余量计算精
图 1
1.凸模
2.压料圈
3.凹模
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冷加工
钢珠保持架铆合模设计
陕西渭河工模具总厂 （宝鸡 722405） 赵 凯
1. 产品介绍
小保持架是某研究所研制的新型微型传动机构的轴承，如图1所示是将直径为1.5mm 的小钢球铆合在保持架内径为12mm 的孔内。

钢珠铆合在孔内的铆合尺寸直接影响到保持架的质量，零件的具体要求如下：①将钢球放入孔内，将孔口铆合后，保持架不得有压伤、划痕及变形。

②铆痕与圆孔同轴，铆合方向均匀，铆接深度一致。

③铆接牢固并保证钢球在孔内转动灵活，不得有局部卡珠掉珠现象。

④零件尺寸小、批量大，一致性精度要求高。

⑤对铆合模具要求是便于生产操作，模具便于拆卸，维修方便。

图1 12mm 保持架产品图
确，必须考虑材料厚度变薄的因素。

3. 影响材料厚度变薄的因素
毛坯在拉深过程中，影响壁厚变化的因素很多。

通过对我车间生产的冲压件的余量进行统计，结果显示材料变薄与引深凹模圆角半径、凸模圆角半径、模具间隙及材料塑性等多种因素有关。

其中，适度增大模具圆角半径、增大模具间隙，可减小变薄程度；而材料塑性性能较好的无氧铜板在相同模具条件下，与不锈钢材料相比，其变薄程度较大。

4. 经验公式
通过对车间首次拉深的简单形状（见图2）和复杂形状（见图3）的冲压件的余量的统计汇总，
（a ）圆筒形 （b ）凸缘形
图2 简单形状
得出下面的经验公式
D =α·β·D 0
D 为坯料直径；D 0为按料厚不变原则计算出的坯料直径；α为形状系数，α=0.985～1，简单形状取大值，复杂形状取小值；β为修正系数，β=0.975～1。

材料厚度（1～3m m ）取大值时，β取小值，模具圆角半径取小值、模具间隙取小值时，β取小值，反之，取大值；材料的塑性大时，β取小值。

由于拉深件在拉深过程中壁厚的变薄情况不仅与零件的形状有关，而且与材料的冲压性能、材料的厚度、模具圆角及模具间隙等多种因素相关，在计算毛坯尺寸时除参考经验公式外，还要综合考虑
各个因素，力求毛坯尺寸准确可靠。

（收稿日期：20121025）
（a ） （b ）
图3 复杂形状。