深拉伸中的变薄拉深：壁厚减薄如何同时控制内径与外径

变薄拉延——也称为壁厚减薄或壁部变薄——是将普通拉延杯件转变为精密壳体的关键工序。拉延杯件的壁厚通常向边缘逐渐增厚，且表面带有拉延痕迹。变薄拉延是将杯件推过一个内孔略小于杯件外径的环形模具，使壁厚在内部抛光凸模与外部抛光凹模之间被挤压变薄。

其结果正是工程师们指定选用它的原因：模具决定外径，冲头决定内径，两个表面在同一次冲压行程中完成挤光。原本需要拉深壳体并对两端直径进行车削加工的零件，如今从冲压机上直接成型，两端直径均已达到公差要求。

拉延整形对零件究竟有何作用

为何此工艺可替代机加工工序

当零件需要两者要使内径和外径都控制在公差范围内，传统工艺路线最终都离不开车床。而变薄拉深则是一条最终在压力机上完成的工艺路线。

节省从何而来。这不仅仅是车削循环时间的问题。它意味着棒料或锻坯永远不会变成切屑，第二台机床和第二次装夹永远不会发生，重新装夹不再可能引入跳动误差，压力机与车床之间的搬运环节也彻底消失。对于从棒料加工、壁厚仅0.8 mm的零件而言，仅切屑损耗一项通常就大于成品零件本身。

变薄拉深并非没有代价：它需要变薄拉深模具、经过抛光的凸模、正确的润滑剂，并且在总减薄量较大的情况下，需要多道次拉深并在道次之间进行退火处理。比较应基于包含模具摊销在内的单件总成本——这正是DFM评审所做的工作。

Balford 进行变薄拉深加工的领域：电磁阀壳体

经典应用是电磁阀壳体电枢必须在孔内滑动，壳体必须与线圈和阀体配合，而壁厚较薄，因此磁路效率高。这是一个内径、外径、壁厚和表面光洁度同时至关重要的零件——也正是通过变薄拉深省去了原本所需的车削工序。

两种材料占据主导地位：

• DT4E电解纯铁- 用于电磁阀和传感器外壳的软磁材料牌号，其矫顽力和磁导率均属于规格要求的一部分。变薄拉深工艺在减薄壁厚的同时不会引入会损害磁路的表面损伤，成形后进行磁退火处理。
• DC04- 在零件为结构件而非磁导件、且拉深与减薄工序由壁厚减薄量而非磁性能决定的应用中，采用深拉深钢。

两者均在最高达350 t的冲压机上成形，所用模具由Balford自有模具车间设计与制造，因此减薄环、冲头及前序拉深工步是一体化制造与试模的，而非分别进行。

同样的道理也适用于电磁阀以外的场景，即任何两个直径均带有公差的零件：液压与气动缸体零件、传感器套筒、衬套壳体、执行器壳体及拉制管件.

决定成败的工艺参数

• 单道次减薄量。对于钢材，每次减薄拉延的壁厚减薄量通常在壁厚的20-35%范围内；具体极限取决于钢种、润滑条件和模具几何形状。较大的总减薄量需通过多道次完成。
• 中间退火。由于减薄拉深属于冷加工，材料会产生加工硬化。当总减薄量或最终性能要求较高时，零件需在道次之间进行退火处理以恢复塑性。对于软磁零件而言，退火工序同时也是决定其磁性能的关键步骤。
• 润滑。变薄拉深是一种高压、高表面接触的加工工艺。润滑膜是决定获得光亮表面还是拉伤表面的关键因素，其选择应依据材料牌号和减薄量，而非出于操作便利。
• 模具与冲头精加工。成品零件的表面是模具表面的复制。经过抛光的硬质合金或淬硬钢环决定了表面光洁度，并确保无拉延痕迹。
• 壁厚作为一种特性。壁厚经过测量和记录，而非假设。如果图纸要求特定的壁厚，则会指定为变薄拉伸壁厚——否则壁厚将保持毛坯厚度，零件会比预期更重。

诚实的极限

• 产量。变薄拉深需要为该零件专门制作模具和冲头。在年产量低于数万件的情况下，从棒料车削加工总体上可能仍然更经济。
• 几何形状。变薄拉深适用于圆柱形或近似圆柱形的壁部。复杂的外部特征最好在变薄拉深之前成形，或在之后加工添加。
• 减薄量并非没有限制。极大的减薄率需要多道次拉深和退火处理，这正是成本优势逐渐收窄之处。
• 材料。延展性决定成形极限。超高强度或低延展性牌号可能无法承受拉深工艺所要求的减薄量。

在DFM评审期间、模具开切之前，这四项均会得到检查。