汽车车身制造工艺学...(5)

汽车车身制造工艺学

空心零件或将已压制的开口空心毛坯进一步制成其他形状，尺寸的空心零件的冲压成形工序。

拉深成形的实质就是凸缘（法兰）部分金属产生塑性流动，拉深成形过程就是使坯料逐步收缩为零件筒壁的过程。

圆筒形拉深件的应力与应变（五个区域）：

1. 凸缘（法兰）区域

凸缘部分是拉深成形的主要变形区域，该区材料在凸模拉深力的作用下不断被拉入凹模腔内，同时外缘直径不断缩小，因此，该处材料处于径向受拉、切向受压的应力状态，并在径向和切向分别产生伸长和压缩变形，板厚有增加，凸缘外边缘处板厚增加最大。当凸缘直径较大时，而板料又薄时，往往由于切向应力过大使凸缘失稳而拱起，即形成“起皱”现象。

2. 凹模圆角区域

当凸缘材料向凹模腔内流动进入凹模圆角区域时，材料在凹模圆角区域的边界处，首先经受一次由直变弯曲过程，以使坯料与凹模圆角贴合。当材料离开凹模圆角附加了弯曲阻力和摩擦阻力，造成拉深力大大增加。在凹模圆角区域：材料的应力状态为径向受拉、切向和厚向受压；应变状态为径向拉伸、切向压缩、厚度减薄。

3. 筒壁区域

由于凸、凹模的间隙（单边间隙）略大于材料厚度，材料被拉入凹模腔内转化为筒壁后，直径基本不变了，所以筒壁区域的材料处于轴向受拉应力的单向应力状态和轴向伸长、厚度变薄（筒底变薄而筒顶增厚）的平面应变状态。

4. 凸模圆角区域

该区材料也经历了两次弯曲，材料的变形流动方向为筒底流动到筒壁方向，该区域材料由于受到凸模圆角的顶压和成形力的拉伸作用，板厚减薄严重，可以说是整个圆筒形零件上变薄最严重的区域，拉深时成形极限是由该区的承载能力决定的。在凸模圆角区域，材料的应力是最严重的区域，拉深时成形极限是由该区的承载能力决定的。在凸模圆角区域，材料的应力是三维的，径向和切向为拉应力，厚向为压应力；应变状态也是三维的，径向和切向拉伸变形，厚向压缩变形。 在凸模圆角处稍上一点的地点是筒壁变形最严重的地方，因而该处断面是拉深件的“危险”断面，拉深件的拉裂破坏多在此处发生。

5. 筒底区域

凸模圆角处材料与模具的摩擦作用，大大减轻了筒壁轴向拉应力对筒底材料的拉伸变形，使筒底区域的变形程度很小，通常其拉伸变形量为1%～2%，厚度减薄量为2%～3%，因此可称筒底区域为小变形区（或不变形区）。筒底区域材料处于切向和径向受拉的平面应力状态；应变状态是三维的，切向与径向均为拉伸变形，厚向为压缩变形。

拉深件质量问题：起皱，拉裂，表面划伤，形状否扭，回弹

起皱：凸缘部分由于切向压应力 过大造成材料失稳，使得拉伸件沿凸缘切向

形状高低不

平的皱纹。屈服应力 s越大，t/(D t)越小，则越易起皱。此外材料的弹性模量越小，抵抗失稳的能力越小。起皱影响表面质量，尺寸精度，增大拉深变形力甚至拉裂。