拉深工藝——最新技術、缺陷和創新的變形測量

拉深是一種複雜的金屬成型工藝

，其中

金屬板通過沖頭被拉入成型模具

，從而在材料毛坯上施加不同型別的應力。

如果零件的深度大於其直徑，則認為操作是拉深的。

這可以透過使用一系列模具或衝壓線重新繪製零件來實現。

該

工藝

已

在工業中得到廣泛應用，特別是在汽車和飛機生產

中，因為可以製造複雜和無縫的形狀。

此外，它可以設定為批次生產。

另一方面，裝置價格相對較高、需要合格的技術人員以及對材料質量的敏感性高是該技術的主要缺點。

拉深工藝概念

有

三種基本型別的深拉深工藝

：使用主動部件、使用主動能量和使用模具，這在汽車行業中最常見。

該工藝使用通常由模具鋼、碳鋼或硬質合金製成的硬質模具，例如衝頭、沖模和壓邊。

首先，將材料坯料固定在夾具和模具之間，然後通過沖頭變形，向下移動到模具中，直到獲得所需的形狀。

該過程通常伴隨著其他操作，例如穿孔、修整、標記和許多其他操作。

可以拉制多種材料，包括鋁、非合金鋼、不鏽鋼、黃銅、青銅或銅。

影響工藝的

主要引數有

：拉絲時防止起皺的壓邊壓力（間隙式或壓力式）；

拉伸比，即坯料直徑與模具喉部直徑的關係；

模具和衝頭之間的徑向間隙決定了最大拉拔力；

衝頭和模具輪廓半徑 。

深拉操作中最

常見的缺陷

是起皺、擦傷、橘皮剝落、起耳和撕裂。

它們的發生與許多因素有關，例如毛坯硬度、潤滑系統、模具表面質量、拉制材料的晶粒尺寸和各向異性、壓緊壓力以及凸模和模具之間的間隙。

為了避免這些缺陷的出現，可以對材料進行熱處理工藝或其他晶粒細化方法。

此外，考慮到坯料厚度，需要調整圖紙設定，即凸模和模具之間的間隙。

潤滑系統用於減少摩擦，此外，還簡化了拉片從模具中移除的過程。

為了詳細瞭解成形過程，有必要對每個深衝零件進行數值模擬，並輔以材料知識，包括塑性、各向異性和硬化。

由於工具生產非常昂貴，因此建議使用實驗模具驗證材料行為，包括鈑金流動。

在使用實驗模具的測試中，可以在簡單的幾何形狀上覆制和評估連續零件的複雜性，但要模擬和調整所有邊界條件，這可用於升級數值模擬。

最常用的實驗模具是杯形、十字形、方形模具和三角形。

不同的幾何形狀會產生不同的應力和變形，從而導致不同的成型極限。

為了將使用實驗模具的數值模擬和拉深結果與實際生產零件進行比較，可以使用攝影測量系統對材料的成形性進行詳細分析。

使用軟體系統，零件會記錄高解析度影象，隨後透過複雜的演算法進行處理，以獲得基於初始印刷圖案的表面應變分佈

網格上未變形的初始平板。

覆蓋有網格圖案的實驗拉片（為分析做準備）。

可根據ISO12004標準測量得到的成型結果直接與匯入的極限曲線進行比較，生成厚度和成型極限圖。

透過這種創新方法，可以執行整個設計週期，並且可以調整和最佳化鈑金成型工藝。

使用的方法包括幾個階段。

首先，將光滑的金屬板交付給

軟體

，其中建立了初始網格圖案。

然後，對片材進行壓花處理，隨後進行掃描。

其次，對壓花板進行深拉深和再次掃描。

基於圖案點的位移，建立了彩色變形圖。

分析的結果表示為沿所選部分的主要/次要應變或厚度減少的分佈。

根據 ISO 12004 標準，將主要與次要應變圖中所示的資料點與實驗獲得的資料進行了比較，並增加了 20% 的安全度。

結果表明，所有記錄值都遠低於透過形成極限圖確定的極限。

透過變形分析的實驗性拉深是

軟體提供的服務之一

。

該系統的應用允許檢測最終產品上的關鍵變形區域並指示，如果變形仍在安全範圍內，可以透過成型極限曲線、減厚曲線等視覺化

。

由於資料可以很容易地匯入軟體並進行比較，因此公司可以驗證數值模擬的結果。

該系統有助於成型模具的材料選擇和最佳化。