车间里常把拉深称为“拉伸”。这种工艺把周围的板料带入凹模,逐步形成杯、筒或壳体。看模具方案时,关键是弄清这圈结构接触哪里、材料怎样经过,而不只是看它是否凸起。

1. 先认清这圈凸起:三种结构别混淆

只看模具俯视图,无法确定这圈凸起的作用。需要看上下模剖面,以及合模、拉深时板料怎样接触它。典型拉延筋有与之配合的凹槽,板料从两者之间通过;它可以围成一圈,也可以分段布置,只约束需要增加阻力的区域。[1]

用接触方式区分结构
结构看什么位置和动作主要作用
拉延筋(也称拉深筋)窄凸筋与配合凹槽让进料路径发生弯曲增加局部进料阻力,调节材料流动
压边圈/压料面较宽的表面把凸缘压在相对的模具表面上支撑凸缘、抑制失稳,并通过接触提供约束
坯料定位块/定位台阶成形前限定坯料边缘位置确定起始位置,不能直接当成拉延筋

2. 材料要往里走,为什么还要给它阻力?

拉杯形件时,外围凸缘向内移动,原来较大的圆周要进入更小的圆周位置。这个区域承受环向压应力,缺少支撑的薄板容易失稳、拱起,形成褶皱。压边圈把凸缘托住、压住,同时仍要允许形成筒壁所需的材料向内流动。[2]

筒壁又要传递拉动外围材料所需的力。增加阻力可以约束失控的进料,但也会提高筒壁承受的拉力。材料进不来时,局部可能转而靠拉伸变薄来变形,严重时就会裂开。因此,需要的是合适的约束范围,而不是把板料压得越紧越好。[2][3]

3. 看动画:板料怎样经过拉延筋

原创原理动画,并非实拍或成形仿真。01:平板坯料;02:压边圈合拢,板料经过拉延筋弯曲;03:凸模下行,坯料两侧向内进料并逐渐形成杯形。橙色为板料、灰色为模具,白点跟随同一处材料。形状、间隙、速度及进料关系均作简化,不按实际比例绘制。下载 GIF 动图

动画从平板坯料和打开的模具开始。压边圈下行,把两侧凸缘压向拉延筋;随后凸模进入凹模口。观察橙色板料怎样从平面逐渐形成杯形,以及两侧坯料边缘怎样向内移动。

01,坯料尚未成形;02,压边圈合拢,凸缘经过拉延筋发生弯曲;03,凸模下行,板料越过拉延筋向内供料,筒壁逐渐加高、杯底下移。白点始终跟随同一处材料,便于看清变形和进料。弯曲、反弯曲及模具接触摩擦共同增加进料阻力。[1]

这是一种杯形件的简化剖面,显示压边圈、凸模、凹模及左右两处拉延筋截面。实际模具可能使用连续或分段拉延筋,也可能将凸筋布置在另一侧。动画解释材料流动和形状变化,不代表计算所得的冲压行程、应变分布或实际模具尺寸。

4. 拉延筋越高、压得越紧,就越好吗?

起皱和拉裂是排查线索,不能直接对应唯一原因。应把缺陷位置与凸缘进料量、壁厚测量、润滑和模具接触情况放在一起比较。[2][3]

从现象确定下一步检查
观察到的现象可能与约束有关的情况应对照检查什么
凸缘或筒壁起皱支撑或约束不足、不均匀,材料可能失稳褶皱最初出现的位置、压料面接触与间隙、局部进料量
局部明显减薄或拉裂阻力过大可能限制供料,增加拉伸负荷最薄处的位置、拉延筋压入程度、圆角、润滑和材料状态
各边进料不一致,零件偏斜周围约束或摩擦条件可能不一致坯料定位、润滑覆盖、模具磨损、对应位置的实际进料量

5. 高筒件一定要加拉延筋吗?

不一定。是否需要拉延筋,不能只按零件高度判断。坯料形状、材料性能、厚度、转角半径、润滑以及各区域需要流入多少材料,都会影响方案。有些零件依靠合适的压边条件即可拉深,有些只需在局部设置拉延筋。[2][4]

筋高、圆角、截面和压入程度,应与压料条件一起考虑。凸筋更高或转折更急,可能增加变形和阻力,也可能增加减薄、表面损伤和拉裂风险。不存在“加高多少,就一定能多拉深多少”的通用关系。[1][3]

有拉延筋,也不等于高筒件能一次拉成。坯料展开、拉深比以及是否需要再拉深,仍需单独评估。若还不清楚拉深与单工位、级进模的关系,可以先看工艺对比文章。

6. 试模时怎样判断调整有没有用

先约定用哪些记录判断效果,保留可追溯的材料批次、坯料、润滑和设备设定。每次有目的地调整,再与基准件比较,避免同时改多项后无法判断哪一项起了作用。

  1. 在坯料周边标记对应位置,记录成形后各处的进料量;不仅看总高度,也要比较不同边或不同方位。
  2. 用合适的测量方法检查筒壁、凸模圆角及其他风险部位的厚度,记录最薄处在哪里,同时保留褶皱、裂纹和表面压痕照片。
  3. 与模具工程师检查压料面接触、拉延筋压入程度、模具圆角和润滑覆盖,再选定具体调整项,与基准结果对照。
  4. 同时检查功能尺寸和装配要求,并通过重复试件确认结果是否稳定,不能只凭一件外观平整就判定成功。

计算示例:初始厚度 t₀=1.00 mm,某处实测厚度 t=0.82 mm,则该处减薄率=(t₀-t)/t₀×100%=18%。这只是计算方法,不是验收上限。允许减薄多少,应由零件要求、材料与成形评估共同确定;测一个点,也不能证明整个零件都合格。