跳到主要内容

深拉深 · 参考

深拉深术语:拉深、深拉深、变薄拉深、旋压

作者:Yu Lianbo — 模具设计工程师

简要说明

拉深 是将材料拉入模具的常规工序。 深拉深 是指深度相对于直径较大的情况,因此材料需要流动较长距离,必须使用压边圈。 再拉深 在第二或第三次冲程中再次减小直径。 变薄拉深 有意减薄壁厚。 旋压 和 液压成形 是不同工艺,因成品件外观相似而常与拉深混淆。

1. 为什么这些术语容易混淆

两种冲突造成了大部分混淆。

第一种是“图纸”与“拉深”的混淆。 在工程领域,drawing(图纸)是文件 — 零件的带尺寸图纸。在金属成形中,drawing(拉深)是一道工序。因此搜索 钣金拉深 会同时混入寻找 CAD 图纸模板的人和寻找成形工艺的人。两者都合理,但不是同一个问题。

第二种是浅拉深与深拉深之间的混淆。 两者都将材料拉入模具。区别在于材料需要移动多少,这决定了是否需要压边圈、零件需要几次冲程,以及模具成本。

2. 各工序对比

术语材料变化情况壁厚典型零件
拉深 (浅拉深)板料被拉入凹模;深度相对直径较小基本不变浅盘、盖、罩
深拉深板料长距离流入凹模;深度大致超过直径的一半壁厚接近板料厚度;底部和圆角处会变化杯形件、壳体、外壳、套筒
再拉深第二道或第三道拉深进一步减小直径原则上不变;加工硬化不断累积细长拉深件
变薄拉深杯形件被推过间隙减小的凹模,有意减薄壁厚有意减薄,通常按公差控制饮料罐、电磁阀壳体
金属旋压旋转的圆板料在芯模上用滚轮成形滚轮作用处金属变薄大型、小批量圆形件
液压成形用液体压力使板料成形,而不是靠实体凸模一般不变;应变非常均匀复杂管状件和板件形状

3. 深径比规则

车间实际采用的分界线是深径比。

深度 ÷ 直径通常代表什么
约 0.5 以下浅拉深成形;通常一次行程完成,可能不需要压边圈
约 0.5 – 1.0典型深拉深;需要压边圈,钢和铝通常一次行程完成
约 1.0 – 2.0多次拉深,可能需要中间退火
约 2.0 以上多次拉深加退火;工艺路线和模具成本会有显著变化

该比值是经验法则,不是极限。真正的极限取决于材料:r 值、加工硬化指数和当前状态决定它在拉裂前能拉深到什么程度。

4. 深拉深与变薄拉深不是一回事

这一区别最常影响零件成本。深拉深使材料流动,壁厚接近原始厚度。变薄拉深 刻意 通过迫使拉深杯穿过间隙小于壁厚的模具来减薄壁厚。

这在商业上很重要。图纸规定内径、外径和壁厚公差的零件——例如电磁阀壳体——通常可以采用拉深加变薄拉深生产,而不必先冷挤压再车削。变薄拉深无需机加工就能保证内外径尺寸和表面光洁度。

5. 术语的由来

这些工业术语源于19世纪的金属包装。用于食品保存的拉深金属容器是最早的批量应用之一,对廉价、无缝容器的需求同时推动了压力机和模具技术的发展。后来,饮料罐行业将变薄拉深推向了工业标准,因为罐壁必须比拉深成型的罐底更薄。

20世纪,汽车行业以不同的规模将板料拉深工业化:车身覆盖件、壳体和结构件,通常在多工位传递线和级进模线上生产,而不是单工位压力机。

自20世纪90年代以来,有限元模拟使模具设计摆脱了纯粹的试错法。现在,拉深比、毛坯形状和回弹在模具加工前就能计算出来,因此现代拉深工艺评审可以在试模前预测开裂或起皱,而不是等到试模后才发现。

6. 术语表

  • 毛坯 — 拉深前裁剪到尺寸的平板料。
  • 拉深比 — 一次行程中毛坯直径除以凸模直径。
  • 极限拉深比 (LDR) — 材料在一次行程中不拉裂所能承受的最大比值。
  • 压边圈(压料圈) — 约束凸缘、防止起皱的环形件。
  • 拉延筋 — 模具中的筋条,用于控制材料流入量。
  • 变薄拉深 — 将杯形件通过减小间隙的模具,使壁厚减薄。
  • 回弹 — 凸模卸载后的弹性恢复;铝材和高强钢的回弹更大。
  • 退火(中间退火) — 在拉深工序之间对加工硬化件进行软化。
  • 制耳 — 板材平面各向异性导致的波浪形上边缘。

7. 常见问题解答

深拉深和拉深是一回事吗?

不是。拉深是通用术语;深拉深是指深度相对直径较大的情况,材料流动距离长,因此需要压边圈。

拉深和变薄拉深有什么区别?

拉深使材料流动,壁厚基本保持接近原板厚。变薄拉深通过减小模具间隙强制杯形件壁厚减薄。很多壳体两种工艺都用:先拉深,再变薄拉深,以达到直径和壁厚公差。

金属板材旋压和拉深是一回事吗?

不是。旋压用滚轮将旋转圆板在芯模上成形,不需要拉深模。它适合大型、小批量圆形件;拉深适合模具可摊销的较高批量。

成形到多大深度才算拉深?

常用经验法则是深度大于约直径的一半;这也是凸缘开始起皱、必须使用压边圈的临界点。

相关页面

参考文献与延伸阅读