MFC2019

第三届国际冲压深拉伸创新！

苏州旭创精密模具有限公司 国家模具质量监督检验中心企业参观：江苏泽恩汽机部品制造有限公司

协易机械 伺服冲床 高强度钢材成形优选设备汽车零部件 热成形解决方案

面对全球能源议题及环保法规更加严格规范，消费者对于驾乘感受及整车性价比压力下，车身轻量化已成为众多车企的发展重点，实现车身轻量化需要综合考虑新世代复合材料和车身结构优化，而这往往需要革新生产工艺来实现。

在此趋势下，协易伺服冲床能突破传统使用油压冲床作为新世代复合材料热成形工艺上，生产效率有限且制造成本高的瓶颈，提供高强钢成形的应用技术、在确保汽车强度、刚度、模态以及安全功用的前提下，转换更高刚性的材料、新的制作工法，以解决轻量化车辆的需求。

·借助下死点稳定的持压，高效控制加工精度·透过可控的生产曲线，与自动化周边高度整合·相比于传统油压机，大幅提升产线效率

单槽式全真空碳氢清洗设备

废液零排放

碳氢零损耗

血

VOC零排放

苏州市洁力美工业设备有限公司

地址：江苏省苏州市相城区北桥镇西太路4号
电话：19962899158
传真：+86 0512-66730770
邮箱：zhoukun@suzjIm.com

值得信赖的锻压装备服务商

AGLOBAL LEADER IN AUTOMOTIVE FASTENER

罗维特紧固件

杭州优米化工有限公司

LINKESONIC Super Ultrasonic Cleaning System

专业精密清洗设备制造商 Professional Manufacturer of advanced cleaning equipments

真空碳氢清洗系统应用领域：冲压加工、拉伸、切削、锻造、热处理加工、汽车零部件清洗、新能源电池壳等零件清洗。

全真空多功能碳氢清洗设备（适用于改性醇溶剂）

采用领先世界的德国技术，摒弃传统清洗设备非环保、效率低、风险大、损耗高等缺点，为客户提供生态和经济的清洗设备及服务。

特点： ① 全自动装置 ② 优良的洗净性 ③ 1 0 0 % 完全干燥 ④ 较低的运行成本⑤ 最佳环保清洗技术、彻底解决传统工业清洗技术所造成的污水排放处理问题

苏州市林科超声波洗净设备有限公司

地址：苏州市相城区北桥镇聚峰路（灵峰工业区）
电话：0512-6580069265800693
24小时服务热线：1381485269813915572019
传真：0512-65900693
网址：www.szlinkesonic.com
邮箱：13814852698@163.com

目录 CONTENTS

卷首语 01
赞助商简介 03
会议日程安排 07
创迈精密世界精密拉伸工艺的领导者 08
氮气弹簧在深拉伸模中的应用 17
非均匀凸缘深圆筒薄壁制件拉伸成形工艺及模具设计 20
高盒形件拉深计算及坏料展开方法 23
基于多步拉深成形的椭圆筒强度分析 27
基于高度可调拉深筋的汽车横梁拉深成形 31
阶梯长圆盒形件拉深级进模设计 37
钼金属拉深开裂原因初探及解决措施 40
汽车纵梁内衬筒深拉伸件工艺分析 42
铝合金二次拉深成形性能研究 47

尊敬的业内同仁：

您好！

衷心感谢您参加MFC第三届冲压深拉伸新技术论坛！本次活动在外部环境不确定的大环境下举办，尤其感谢各位的光临！

2019年是中国制造业尤为艰难的一年，除了基建相关的工程机械、电梯，与民生相关的畜牧和饲料机械等少数行业外，大部分行业遭遇了严峻的订单萎缩和全行利润下滑的考验。以支柱行业汽车为例，供给端汽车产能过剩，消费端乏力，本土品牌整体遭受了较大幅度的下滑，一直逆市强力增长的新能源汽车也开始显现颓势，不少供应商的应收账款大到影响企业现金流。

今年前十个月，国内汽车产销分别完成2044.4万辆和2065.2万辆，比上年同期分别下降 1 0 . 4 % 和 9 . 7 % _ { md { o } } 自6月26日新能源汽车补贴退坡后，新能源汽车销量已经出现“四连降”，降幅也越来越大。11月11日，中国汽车工业协会发布最新产销数据显示，10月，新能源汽车产销分别完成9.5万辆和7.5万辆，产量环比增长 6 . 2 % ，销量下降 5 . 9 % ，同比分别下降 3 5 . 4 % 和 4 5 . 6 ‰ 其中纯电动汽车产销分别完成7.8万辆和5.9万辆，比上年同期分别下降 3 3 . 3 % 和 4 7 . 3 % ；插电式混合动力汽车产销均完成1.6方辆，比上年同期分别下降 4 4 . 3 % 和 3 8 . 7 % . 。而1-10月，新能源汽车累积产销分别完成98.3万辆和94.7万辆，比上年同期分别增长 1 1 . 7 % 和 1 0 . 1 % ，增速比1-9月继续回落。但在牌照路权、营运需求以及双积分长期调控的驱动以及国家弯道超车的大战略下，新能源车行业增长逻辑仍在。

整车的不景气拖累了零部件行业的发展，也影响了业内很多企业参加本次会议的热情。行业越是艰难，就越需要抱团取暖，需要开拓思路和市场。相比较于展览会和直接拜访，会议是一种高效、深入、精准和节省成本的行业活动。而生意和技术合作的达成，往往就是人与人的信任的结果，这是虚拟的网络所不能替代的。我们希望，不管是技术、营销、销售，还是企业的决策者都能从这次会议中获益。

5G的投资已经启动，5G手机的出货量已经数以百万计，智能厨电、穿戴设备、无限娱乐、VR、智慧能源、无线医疗、无人驾驶、无人机、智能制造等行业将孕育大量的发展机会。只有早做技术和产能储备，以及行业资质认证储备，才能分享到新一代通信技术带来的红利。

最后诚挚感谢湖州德曼润滑油有限公司、苏州市洁力美工业设备有限公司、苏州市林科超声波洗净设备有限公司、杭州优米化工有限公司、协易机械工业股份有限公司、扬州锻压机床有限公司、上海罗维特铆钉制造有限公司对本次活动的赞助！特别感谢国家模具质量监督检验中心和苏州旭创精密模具有限公司、江苏泽恩汽机部品制造有限公司对本次活动的参观赞助！感谢昆山市模具行业协会为本次论坛提供的大力支持！

最后再次感谢每一位参会代表，祝你们收获满满，生意兴隆！关于会议以及行业的相关问题，欢迎垂询！

大会组委会：MFC《金属板材成形》杂志2019年11月20日

MFC冲压钣金微信群成员招募中

在家靠父母，出门靠朋友。除了展览会、会议、直接拜访，还有哪些好的方式来扩展人脉呢？物以类聚，人以群分，如今的专业行业微信群就是扩展行业人脉的低成本渠道之一。

在过去两年半的时间里，MFC《金属板材成形》杂志举办了一系列的冲压钣金的论坛，包括汽车冲压、金属深拉伸、内高压、热成形、冷弯和拉弯、高速冲压、钣金自动化、表面处理等专业性论坛，也有泛行业的冲压和钣金大会，以此为基础形成了一系列的专业的读者群和工艺交流群。

每天都会有各种采购、技术咨询、人员招聘、行业及技术资讯分享等，促进了行业交流。因群人数基本超过100人，需要定点邀请。

1、金属板材深拉伸群

5、江浙沪冲压读者群

国内最大的金属深拉伸群，目前已经有个大群，一个已满，二群还有名额。

6、京津冀冲压读者群

2、内高压行业群

7、京津冀冲压读者群

3、冷弯及拉弯成形群

9、汽车冲压模具群

4、江浙沪钣金读者群

10、冲压钣金秘书长行业群

请注明姓名 ^ + 职务 ^ + 公司

冲压行业加群负责人：陆双杰 钣金行业加群负责人：茅赛燕微信号：13021959542 微信号：15901258519

入群须知

添加好友请注明：公司、职位、姓名；入群后请自行修改群名片；请遵守群规，不要发送与群专业无关的广告和信息。祝您收获满满，期待您的加入。

MFC的公共账号：

已经有1.6万人入住的冲压钣金全行业的通讯录，业内最全的通讯录之一。

冲压与模具工艺微信订阅号专注冲压工艺、设备、技术和行业信息的专业公共账号，有大量精彩文章、PPT和视频分享。

《金属板材成形》官网杂志电子版，包括PDF、H5格式所有的30多期杂志全版内容，以及所有文章的单独PDF及H5版本。

金属板材成形之家服务号MFC的原创的大量访谈、行业报告、市场信息文章、视频和技术文章等。

MFC今日头条号收录了2000多篇专业冲压和钣金的视频和技术文章

MFC和冲压联盟联合推出的在线讲座，有30多场精彩的行业及技术报告

赞助商

湖州德曼润滑油有限公司经营工业润滑油、工业润滑脂、特种工业润滑油脂、特殊行业专业润滑油脂的专业性公司。公司拥有环保挥发型冲压油、冲压拉伸油、食品级冲压油、水性冲压液等全系列产品，产品销往全国。湖州德曼润滑油地处湖州市南浔经济开发区，紧邻104.318国道，交通十分便利。公司以“薄利多销求生存、优质服务求信誉”为经营理念，以“信誉第一、质量第一、顾客至上、送货快捷”为经营宗旨。公司凭借雄厚的专业实力，集行业之管理精华，建立了完善的售前咨询、售后跟踪体系，还拥有专业知识和丰富经验的润滑油工程师，为各户提供免费技术服务，帮助客户改善设备润滑情况，从而提高生产效率，降低生产成本。

苏州市洁力美工业设备有限公司成立于2012年，积极致力于工业制造领域高端清洗设备的研发和制造。公司以“安全、环保、低耗、高效”为首要目标，历时多年成功研发出业内领先的 \angle { * } 单槽式全自动真空碳氢清洗机 > 以及 \angle { \angle } 全自动真空碳氢蒸馏再生机 > ，其超低的溶剂消耗量和近乎零排放的优异性能引领工业清洗行业一次新革命。产品已全面应用于航空部件、齿轮加工、汽车部件、轴承制造、金属冲压、热处理、光学仪器、医疗器械等各行业。

赞助商

R
LINKESONIC
苏州市林科超声波洗净设备有限公司

T

扬锻YADON始创于1958年，作为德国Schuler控股企业，扬锻YADON专业从事成形设备的研发制造和销售，主产品涵盖各类机械压力机、高速冲床、热模锻、粉末成形机、精冲机；在连续模冲压、多工位冲压、冲压自动化等方面为客户提供整体冲压解决方案。公司创立60多年来，扬锻YADON以专业和诚信品格、优异产品和及时周到服务赢得众多国内外客户的信赖，在业内享有很高的知名度。

LINKESONIC林科超声专业制造精密清洗设备。

我们是一家以技术创新为驱动力的现代化高科技企业。在如今的各种零部件生产过程中，清洗已成为核心的任务之一，随着对零部件清洁度要求越来越高，需要越来越先端的工业清洗解决方案，怀着做好一份清洗事业的企业使命，林科公司自2005年成立以来，全体林科人一直秉承“科学清洗、绿色环保”的经营理念，勇于创新，不断开拓、经过十余年的发展成长，积累了丰富的制作案列与经验，可以为多个行业提供获得质量体系认证的、安全的清洗系统解决方案！

林科公司注册资金613万元，现有员工约70人，其中工程技术人员30余人，公司分别在东莞、苏州、郑州、重庆设立有分公司、办事处，厂房生产面积6000平方米以上，办公面积1000平方米以上；公司拥有德国通快激光切割机、大族激光切割机、日本平安数控加工中心等各类配套加工设备，拥有清洁度实验室及配套检测设备；具备年生产各类智能清洗设备100余台的研发及生产能力，享有国家级高新技术企业荣誉称号；如今已发展成为颇具实力的专业清洗设备制作商！

赞助商

米优米化工

SEyI PRESSINGAHEAD

“优米供给天下豪杰成大事；良缸装载油酯精华助神威”，

杭州优米化工有限公司是专业研发、生产高品质高纯度合成酯类产品的先锋型企业。公司始建于2012年，是一家集科研、生产和销售于一体的精细化工企业，现位于山水旅游之城杭州市昌化镇，年生产能力在15000吨以上。

在合成酯基础油方面，我们在现有国内外合成酯生产技术的基础上，不断地改进产品的性能与质量，以适应当今设备对润滑油越来越苛刻的要求。无论是在提高成品油性能，还是在特种润滑材料、特殊设备润滑技术、特殊应用场合润滑解决方案等方面均能提供高性能的合成酯基础油材料，以帮助客户实现技术突破。

优米致力于帮助行业企业全面升级润滑油产品的性能，生产出适合中国特点的高性价比润滑油产品，帮助合作伙伴以品质夯实品牌基石。优米以提供优质全程服务为服务宗旨，深化品牌建设，秉承“顾客至上，真诚服务”的服务理念，愿与国内外相关行业开展各种形式的技术交流与合作，建立互利互惠、长期稳定的合作伙伴关系，共同促进中国润滑油事业的发展。

协易成立于1962年，历经49年的发展，协易已奠立了在全球冲床设备制造业的领先地位。协易在台湾和中国大陆均设有机械冲床设备的制造厂，其生产的冲床范围从25吨到2400吨。在公司的总部台湾桃园县，其中厂房面积约为12，500平方公尺；而在江苏省昆山设立的“协易科技精机（中国)有限公司”，第一期厂区面积达11，000平方公尺，并自2003年开始生产。这两个厂区每年可生产大约4000台冲压设备。2009年昆山厂区面积同样达11，000平方公尺的二期厂房也已兴建完工，并已于2010年投入生产，产能效益预计将于2011年明显表现。大陆二期厂将可达年产300台300吨到4000吨的冲床产能。协易的产品已销往全球40多个国家，就销售量而言，协易是印度和美洲国家的主要境外供货商，而协易也获得了世界各地众多的质量奖项。协易公司在2002年完成股票公开发行并成为上柜公司挂牌交易(4533TT)。

赞助商

F AiVeT 百思特超声 BESTULTRASONIC

罗维特铆钉制造有限公司是各类抽芯铆钉、铆螺母、压铆件、铆接工具的专业生产公司，公司拥有先进的整套铆钉生产设备和自动车床，采用国际先进标准生产的“Rivet”牌抽芯铆钉和压铆件已达国际一流水平。《零缺陷、创品牌》是我公司的宗旨，我们希望在平等互利、共同发展的基础上与国内外客户建立良好的合作关系。

目前公司在上海、湖北、江西、河北以及广州等国内大型地区拥有自己的工厂，配套当地的设施条件，生产最具有优势、具有竞争力的产品来满足各类客户的需求。同时公司的销售网点遍布上海、江苏、浙江、广州、深圳、中山、厦门、湖南、天津、成都等国内主要城市，各销售部门都配有完整的仓储、物流系统，完善的供应链，精心服务于广大客户。

我们的主要产品包括环槽铆钉、Bom钉、拉丝型抽芯铆钉、灯笼铆钉、结构型抽芯铆钉、单/双鼓型抽芯铆钉、开口型抽芯铆钉、封闭型抽芯铆钉、铆螺母、铆螺母柱、穿刺铆钉等汽车件紧固件。

张家港市百思特超声电气有限公司是以生产工业用自动化清洗设备而著名的科技型企业。百思特人2002年建厂至今始终秉承“品质第一、顾客至上、诚信服务”的经营理念，凭借日益精进的技术与强大的产研能力，率先发展成为集研发，设计、制造为一体的现代化大型自动化清洗设备生产企业；在行业率先执行ISO9001质量管理体系。时至今日，公司拥有自建生产基地，并且各类加工机械设备完善，成为行业内具有一定生产规模的企业。获苏州市“重合同，守信用”荣誉称号。百思特公司产品已具备与国外品牌同台竞技的实力，现已成为自动化清洗设备行业发展最为迅速的企业。本公司产品广泛应用于各个行业，产品畅销国内外，深受用户好评。

百思特公司秉着诚信为本，追求技术领先、完美品质、至诚服务的公司经营方略，用真诚和技术服务于广大用户。展望未来，百思特公司愿真诚地同社会各界朋友及有识之士携手合作，为共同创造中国高品质清洗设备的美好明天而努力。

MFC2019第三届国际冲压深拉伸创新技术论坛

创迈精密

世界精密拉伸工艺的领导者

文|刘明星、王思杰、李建

MFC《金属板材成形》杂志在2017年在苏州创办了一个深拉伸会议，原计划能开到200人就很满足了，没想到最终来了500人：第二年依然火爆，代表参与交流的热烈超乎想象

我们才发现，无意中接触冲压领域一个技术含量极高、专业性极强的领域：MetalDeepDrawing即金属深拉伸行业。在筹备这个会议的过程中，我们得到了创迈精密金属成型（苏州）有限公司的马锐总经理的大力支持，不但做了精彩的报告，担任了两次会议的主持，还邀请不少同行参会，并在会后免费指点业内同行一些技术难题。马锐总经理毕业于上海交通大学，从事冲压工作二十多年，为人谦虚，待人接物极具绅士风度，虽然不愿意谈自己，但是却更愿意分享企业和行业信息。本次访谈我们希望通过马锐总经理，把创迈集团而不仅仅是创迈中国介绍给业内，并将精密深拉伸行业的特点介绍清楚，让更多的同行和客户了解和开拓深拉伸的市场。

马锐：Trans-Matic公司（中文叫创迈）创立于1968年，是一家国际知名的专业冲压深拉伸零部件生产商，2018年刚庆祝了这个家族企业50周年的生日。

创迈由帕特汤普森（PatThompson）先生创立于密歇根州，是当地第一家金属精密深拉伸公司。他大学毕业后的1962年到1968是给芝加哥一家小型金属拉深工作，后来因为老板将公司卖给了最大的客户，他选择了离开。因为无法找到同样薪资的工作，他就卖了芝加哥的房子，购进两台压力机，开始了一周工作6～7天，每天10～12h的艰难创业历程。原来公司的产品备受欢迎，然而新起步的创迈只有几个人，基础薄弱，并没有马上得到客户认可。

整整18个月，家庭没有从工厂获得任何收入，帕特一人身兼多职，平时出差拉客户，周末回来参与生产，没有生产只盈利了699美元。直到六年后他的收入达到创业前的水平，才开始休第一个年假。十年后，公司财务才良性运转，其间有两次走向破产边缘。

第一个转机发生在1970年，当时创迈投产了一台新USBAIRD多工位压力机。美国国防部找上门，半请求、半强制地让创迈为霍尼韦尔生产一个拉伸件，是用在榴弹发射器上的部件，因为当时四家零部件供应商里，只有创迈生产的这个件热处理后不变形，秘诀是用油淬火。越战中的美军士兵在丛林中可以用这个武器来突破伏击。在一年多的时间里，拥有20名员工的创迈全力以赴只生产这一个零件，生产了几百方个，大大降低了美军的伤亡率。

1977年，实施了员工利润分享计划的创迈公司走向快速发展阶段，将总部迁徙到现在位于Holland48号街的位置。

到1989年，帕特汤普森先生成为著名的美国精密金属成形协会（PrecisionMetalformingAssociation，简称PMA）的会长，带领协会筹备几年后在底特律举办的首届汽车零部件供应商大会。

1992年在美国西南的亚利桑那州开办的4600平米的分厂，添置了12台先进的压力机，可以设计、制作和加工模具，供应美国西部和墨西哥北部市场。

1998年Holland的工厂扩张到了22110平米，添置了多工位压力机和级进模，能够为客户提供增值服务和价值工程解决方案。

2002年PJThompson先生从父亲手中接过接力棒，成为新的CEO，并于2006年决策在中国创立了创迈精密金属成型（苏州）有限公司，就近服务在亚洲的客户。2012年年PJThompson也荣幸当选PMA的会长，任内倡导环保和创新理念。

2015年，因为中国公司的发展超乎预期，扩大投资，使产能足以覆盖整个亚洲市场。

2016年的在墨西哥蒙特雷开辟新工厂，供应整个南美市场。

我是2008年加入创迈，并从2011年担任总经理至今，在冲压行业算是非常稳定的。为什么要讲这段历史，是因为这里也蕴含了深拉伸的一个特点，因为技术复杂，专用设备投资大，对模具设计和加工能力要求高，即使有钱把这些硬件都搞定了，也很难稳定生产出各种深拉伸件，更别说赢得客户的信任有多难。

因为深拉伸对人的经验以及对机械自动化的依赖高于别的行业，用同样的自动化生产线，美国总部的生产效率就比我们中国和墨西哥的工厂要高很多，因为那里有一批全世界经验最丰富的老员工，技术沉淀太雄厚了。所以，创始人用了六年才建立起软硬件条件，培养起富有经验的团队，逐渐走上正轨，他也在业内首创员工利润分享计划，也是为了把有宝贵经验的员工留在公司里。而拉伸客户一旦认可你，也绝对不会轻易更换供应商，业内的产能是有限的。创迈成立50年，只开辟了三家分厂，也是因为创办一家深拉伸企业是一个系统工程，技术含量远超其他工艺。这也是两任董事长都能在800多家会员企业的PMA当选轮值会长这一殊荣的固田

MFC：创业的经历很坎坷，请你继续介绍创迈的其他情况。

马锐：创迈的定位很清楚，就是专业生产金属精密拉伸件的公司，可以拉伸 0 . 1 2 7 ~ 4 . 5mm 厚，最深200mm的金属零件，服务行业汽车安全气囊、氧传感器、制冷压缩机、配管工程、五金锁具、电动工具、园艺设备、办公家私、灯具、家用电器和消防设施等零部件的金属配件。

在我们的官网上有一句很霸气的话“Wemakethepartsothersfindimpossible”，翻译成中文：我们做别人做不了的零件。

创迈拥有世界上一流的机加工设备，能设计和加工功能复杂的模具，使之更容易的完成产品的侧面特征，从而避免成本高昂的后续工艺。

从精密度方面来看，创迈的工艺更加有能力生产尺寸和形位公差要求较高的精密产品，能在一组模具内完成各种复合加工，减少后续的二次加工。

除了为客户开发和生产定制拉伸产品之外，我们也有力为客户提供其他后续的增值服务，包括螺纹成型（滚压或切削）、卷边、以及激光和电阻焊接和装配。在创迈公司，我们也通过对供应链的管理来提升产品的价值，在电镀、热处理（包括真空退火）、水及超声波清洗、振磨去毛边、镀铜、表面钝化和机械加工等方面为客户提供服务。

我们创迈有一个观点就是：糟糕的设计是昂贵的设计。创迈不是简单的来料加工工厂，在精密拉伸领域，我们是能制定标准的企业。创迈在客户的概念产品设计阶段就介入，按照严格的10个步骤，和客户沟通，做出3D电脑设计图，做可行性分析，确定模具和材料，有限元分析时客户测试原型设计，快速立体光刻塑料原型件，制作模具原型、模具工程师试拉伸、在客户现场实测、实际投入应用量产。

这一切都是基于经验丰富的员工队伍、先进的现代化IT开发技术和强大的模具设计及加工能力。

MFC：通过之前的会议，我们了解到深拉伸的设备和模具都和传统冲压有很大不同，能不能给我们介绍一下创迈这方面的情况？

马锐：创迈拥有140余台压力机，其中有120台从 5 ~ 6 0 0 { { t } } 的多工位压力机，以及少量的 4 5 ~ 5 0 0 吨的级进模压力机，能够满足不同材料和零部件尺寸的加工需求，并且实现个性化定制拉伸。其中，中国拥有34台压力机。

深拉伸多工位压力机一般冲压杯状的零件，高径比一般是1：1或者更大。材料从卷料出来，在落料压力机下料，然后被送进下一个工位预冲一个杯状零件，这时坏料的直径一般会减少 40 % ，机械手继续传输零件到后续工位，以 20 % 的缩减速度递减，直到最终的形状。最后，这个零件要送到一个额外的工位，去确定直径、长度、步骤、特征和样式，具体包括：卷边、抛光、倒角、压花、压印、局部挤压、底部冲裁、侧面冲切、翻孔、凸包成型、熨薄、倒角、凸缘成型、凸缘冲裁、鼓圈成型、反向拉伸和压筋成型等等。

下面我讲讲精密拉伸的多工位压力机和级进模压力机的区别

级进模压力机和多工位压力机最显著的区别是落料方式的不同，级进模是带料进料，冲下的是零部件，多工位冲下的是废料，留下的是零件。级进模主要用来冲压高径比低而且不需要侧部特征的零件。一般而言，级进模能很好的做弯曲、冲裁和穿孔。

而多工位是冲压下好料的坯料片，允许材料在冲头和凹模之间流动，所以有更大的高径比。多工位压力机的生产柔性更强，冲出的零件能有更多的特征，通常也比级进模节省材料，因为后者需要连接的废料带动零部件移动。

值得提到的是创迈独创的内置机械手传送拉伸技术，比传统的连续拉伸技术要先进、灵活，而且成本经济，能制造出高径比更大的拉伸件。

多工位压力机的知名制造商有会田、金丰、小松、ManzoniMinster、Osawa、Platarg、协易、USBaird等等。

级进模压力机在 4 5 ~ 5 0 0 t 之间，知名制造商有会田，Blow、博瑞达、金丰、Danley、小松、明斯特、舒勒、协易，

Stamtec,Sutherland andVerson等。

拉伸用的压力机分为两种：一种专用的独立凸轮轴压力机，类似于发动机的工作原理，一根凸轮轴驱动一组活塞运动每一个冲头就像这个活塞被凸轮驱动，既独立于其它冲头，彼此又保持一定角度同步运动，完成不同工位的拉伸；另外一种就是床身固定、装模高度可调的压力机，要求工作台绝对平整，因为所有的冲模高低不平地固定在上模架的，以同样地节拍上下运动，对所有拉伸工位进行。创迈对压力机有深刻的理解，知道什么压力机适合什么样的加工。

MFC：请问适合精密拉伸的材料有哪些呢？

马锐：适合深拉伸的材料有：

低碳钢

通常被认为是深冲压件的首选金属，成形性好，有良好的强度和重量比，加工硬化，成形后有更好的结构特性，价格实惠，创迈每年生产数干万个碳钢零件。

不锈钢

与其他金属冲压工艺大不相同，不锈钢的冲压难度很大。当零件要求高耐磨性、耐热和耐腐蚀的时候，就需要选用不锈钢，它非常坚固，具有高强度重量比、大多数不锈钢牌号都是非磁性的，也可以带磁，可热处理，无需电镀。

铝

铝拉伸件通常用来做电力存储、饮料罐、电池、散热器等零件。创迈拥有数十年的铝拉伸经验，每年生产几十万件。铝的比重比低碳钢轻三分之一，有优异的强度重量比，非磁性，不生锈，耐腐蚀，可热处理，可做阳极氧化处理，形成装饰性表面光洁，进一步耐腐蚀。

铜

铜的拉伸也很难，但是铜拉伸件在温度传感、电子/电气、管道、热和装饰行业有独特优势。创迈每年生产数百万件，是全球铜深拉伸压件的首选供应商。铜自然耐腐蚀，非常适合钎焊，可抛光用于装饰目的。

黄铜

黄铜是普通的铜和锌合金，适用于广泛的应用领域。创迈使用黄铜制造高精度、一致性强的管道、暖通空调和电气应用等部件。黄铜摩擦系数低，适合做齿轮、阀门、轴承；天然杀菌和抗菌，适用于医疗行业；明亮的金色外观适合装饰；有优异的声学特性。

钛

钛富有光泽，以低密度、高强度和高耐腐蚀性而著称。钛及其合金被用来做建材、航天器，商业和工业工具，以及定制应用。钛及合金有任何金属相比的最高强度重量比，与钢一样坚固，但轻 45 % ，有低导电性和导热性、高天然耐腐蚀性；适用于医疗行业的生物相容性和低过敏性；与铸造或方坯加工零件相比，钛拉伸是一种极具成本效益的解决方案，

Haynes230@

Haynes230是一种镍铬合金，添加了钨和钼，是不锈钢和其他镍基合金的更强有力的替代品，即使在高达 1 1 5 0 ^ { \circ } C 的温度下也具有出色的抗氧化性。作为开发深拉伸Haynes230零部件的领先供应商，创迈理论和实际经验丰富，可提供高精度定制产品。Haynes230拉伸件有优异的强度、高抗疲劳性、低热膨胀特性；和类似合金相比，具有极强的抗

氮化和渗碳性能。

青铜

青铜深拉伸件以其经济型替代了铸造或机加工的青铜件。创迈能生产各种等级和类型的青铜深拉零件和部件，生产符合客户独特要求的精密拉伸零件。青铜有比钢更高的抗疲劳和耐腐蚀性（特别是盐水腐蚀）；有优异的导热性和导电性；潜在爆炸性环境不产生火花；低摩擦系数使其成为轴承、齿轮和其他汽车传动部件的理想选择，还有出色的耐用性

MFC：深拉伸的优点有点哪些？

马锐：和传统的冲压、机加工、铸造和注塑件相比，深拉伸件的优势非常多。创迈可以对现有的零部件进行逆向工程优化，把原有的需要多个零件集成的部件简化成单个拉伸件，从而削减成本、减少浪费、降低装备成本和时间，优化最终零部件的结构来增加强度。

通过这样，我们经常替换原来的金属和塑料的加工工艺，精简零部件数量，提供超乎客户预期精度、成本和耐用寿命的拉伸零部件。当然，现在很多客户并不知道拉伸工艺能做这么复杂的加工，从而在大批量生产的时候大大降低成本，增加零件的安全性。

MFC：创迈的客户是哪些行业？有哪些机遇和挑战？

马锐：创迈主要服务的行业有：

汽车行业

用来生产安全气囊、制动器、冷却系统、排放/污染控制、燃油输送、照明、电机、传感器、电源插座、变速箱和底盘里的大量拉伸冲压件；

锁具和建筑五金行业

包括各种壳体、铭牌、轴、防护罩、项圈、栓柱、套等；管道行业铜配件、连接器和夹具、套管、温控器、输送管等；

暖通空调

吸入和排出配件、外壳、盖子、固定器和杯体、压力装置部件、传感器和恒温器、输送管（用于液压，气体，流体等）、套圈、变速器、螺线管和执行器、轴承、垫圖等。

拉伸所用的专用凸轮式的压力机是不同的。当然国内现在也有这种仿制的专机研制出来。

随着一些德意、美系和日系的拉伸企业进入中国，培养了一些技术人员和工人，本土的民营企业和汽车主机厂及供应商也有优秀的拉伸企业和车间产生，和国外的差距是缩小的。

就我理解，中国的精密金属拉伸水平，和国外相差15年左右的水平，不是差在某一个环节，比如设备、模具加工能力、软件都能用钱买来，但是用时间堆积的人员经验和技术沉淀是没有办法短时间超越的，这是一个从量变到质变的过程，必须经历干百次失败，才能知道怎么去做。即使美国的同事，在面对新的材料和工艺的时候，也会面临大概率的失败尝试。

园艺机械的金属壳体等。

目前创迈苏州公司能加工200多个零部件，其中 70 % 的业务来自汽车行业的定制业务，并没有做电池壳，因为这个行业竞争已经非常激烈。

精密深拉伸的机遇和挑战

我一直认为，金属深拉伸严格意义上和冲压区别很大，叫金属成形更恰当，它融合了很多种加工手段，复杂程度高很多，不是像很多国内同行理解的那样，有干冲压的经验，我就能升级干精密深拉伸；也不是说深拉伸的企业换行干冲压就是降维打击，两者从设备、模具到工艺都是有很大区别的。国内提到拉伸件，一般想到的是用传统的液压机或者机械多工位、级进模在固定床身上拉伸，这和我们创迈的高速精密

MFC：目前国际上有哪些拉伸做得好的国家？国内外客户有什么差别？

马锐：这个我在MFC的技术论坛上介绍过了，主要是德国、美国、日本、意大利等，这些国家同时也是机床的制造强国。一些德国同行也参会了，就在我们苏州就有好多外资的拉伸企业。这些企业多半是家族企业，就像我们公司一样，几代人专注在这个领域，所有的职位的人员流动都很低，对设备、材料、工艺、模具制造、模拟、后续加工都有深厚的技术积累，有稳定的客户，深度参与客户的设计。

深拉伸件定制的产品多，在国外，拉伸企业和客户长期磨合，能把产品做到极致，接近完美。这在国内还做不到，因为客户需要我们这些二三级供应商持续降价，同时也在不同的供应商之间调整份额，保持我们之间的竞争压力。

就客户的要求而言，中国的客户可能要求得更高，其实这些客户也多是外资或合资企业，同样的图纸，同样的零件在国外的同一家客户的要求就没有这么高。怎么回事呢？其实是这些客户的中方设计和采购人员比较年轻，并不清楚设计的根本原理，对非功能特征过度关注，比如对外观存在的极少数比例的色差、毛刺、黑/斑点、非关键部位的公差、R角断裂带等一些非关键的瑕疵不能容忍。其实这些瑕疵是加工绝对不可避免的，但根本不影响核心功能。如果一定要完美的产品，那么我们只能雇人全检，把这些所谓的次品挑出来，为了完美的R角，模具损耗大大增加，同时为了面面俱到，我们生产商有时候会分散对核心功能的关注，而仅仅给予了一般性的重视。这些都会增加成本，分散精力，给拉深企业造成困扰。

这些需要我们整个拉伸行业的同行一起来和客户一起成长。

MFC：我们发现关于中文深拉伸的技术资料非常少，很想为业内做一些普及工作。请问有什么推荐吗？

马锐：精密深拉伸是一个相对专业性很强的行业，创迈的历史几乎就是美国精密拉伸发展史的重要部分了。不光是中文，就是英文世界，资料也是很少的。理论可能好理解，但是实际的加工情况复杂多变，这些技术难点都在企业的数据库、资料库和人员的大脑里。后续我们和MFC可以联手做一些行业普及工作，利用好MFC的深拉伸论坛，把国外的技术资料介绍给业内，通过深拉伸联盟也把业内的同行聚集起来，愿意分享的来分享，尽快提高精密深拉伸在各行各业的应用，提高我们冲压行业的技术含量和附加值。

a

MFC：最后一个问题，创迈在中国的发展规划？

马锐：我们一直在追求改变，变得越来越好。我们创迈的定位不会变，继续专注于金属精密深拉伸，经营目标依然是做全球精密金属深拉伸行业的领导者，一直引领技术的发展。创迈苏州工厂面积有15000平米，自动化水平很高，市场定位立足中国，辐射亚洲。

我们一直在培养本土的深拉伸专业人才，2019年公司3月128名员工，以技术人员为主，员工年纪在30\~35岁之间居多，从事十年以上的老员工已经占到一半以上。很多人和我一样，把户口也迁移过来扎根苏州。大部分人正是年富力强，又富有经验的黄金年月，人均创收水平是普通冲压四倍以上达到30万的人均产值。创迈不敢说提供了业内最好的待遇，但绝对是有吸引力的待遇，因为我们视人才为企业最重要的资产。 88

从2009年开始，创迈苏州已经可以由本土的技术人员开发生产的大部分零部件，不再依赖本部的技术输出。我们也在做信息化和数字化的改造工作，已经开始无纸化工作了。现在我在任何地方，都能实时看到工厂的情况。

再次感谢MFC的采访，希望我能起到抛砖引玉的作用，让更多拉伸行业的同仁发声，共同振兴和繁荣中国的精密深拉伸行业，真正提升中国制造的技术含量。FC

氮气弹簧在深拉伸模中的应用

文查小波、吴神龙、曹林峰

引言

汽车轮罩外板冲压件属于冲压深拉伸件，拉伸深度超过 2 0 0 \mathsf {mm } 。与一般冲压件相比，具有形状复杂、拉伸轮廓尺寸大、拉伸深度深、材料薄、表面质量要求高等特点。拉伸工序是关键工序，直接影响制件质量、生产效率、成本控制，拉伸压边力的稳定性，决定制件的稳定性。压边力是板料拉伸成形过程的重要工艺参数之一，合理控制压边力的大小，可以避免拉毛、缩颈、开裂、起皱等质量缺陷的发生。

问题描述

某车型轮罩外板拉伸件之前使用顶杆提供压料力，由于受顶杆长时间生产的影响，存在高度误差（顶杆需定期测量，高度误差超过 0 . 1 {mm } 需更换。加大维修费用的发生）、压力机气源压力不稳定性、工作台精度不足（工作台顶杆孔内有微小废料屑，导致顶杆放入后垂直度不足）的影响，造成拉伸性能不稳定，导致拉伸件拉毛、缩颈、开裂、起皱。某车型轮罩外板2017年7月～2018年4月生产179305件，拉毛193件，缩颈、开裂422件，起皱27件，造成停线766min，异常维修工时592h，返工费用大约4万元。

原因分析

对OP10工序模具的结构及模具顶杆、工作台精度进行了分析，发现了以下3点不足：

(1）轮罩外板冲压拉伸件冲压拉伸件最深处达到 2 8 0 \mathsf {mm } ，如图1所示，按照行业标准拉伸深度超过 2 0 0 \mathsf {mm } 需要开发两副拉伸模。目前在用的只有1副模具，模具拉伸过深，批量生产时OP10模具工作型面温度高，由于此件形状复杂、材料薄。容易造成拉伸模型面R角产生拉毛，导致冲压件拉伸走料不畅，产生拉毛、起皱、缩颈、开裂等缺陷，如图2所示。

(2）顶杆精度问题。

拉伸模工作过程：利用压力机下气垫，顶起顶杆后顶起拉伸模压边圈，再利用压料圈压料，凸凹模成形冲压件。每一次冲压行程顶杆伸缩一次（见图3），使用顶杆提供压料力存在的弊端：

a.长时间生产，顶杆的外圆表面产生拉毛、变形。导致顶杆的垂直精度不足（见图4）。主要原因是工作台顶杆孔内有废料（废料产生的原因是：同一工作台在生产冲孔类模具时产生的废料，细小的废料漏入顶杆孔内、及顶杆孔防护盖未及时盖好，导致大片的废料落入顶杆孔内）。影响顶杆在放入顶杆孔垂直精度。顶杆在高速垂直运动时顶杆的外表面与工作台孔的内边缘摩擦，导致顶杆拉毛、变形。b.由于垂直度不足，导致顶杆的工作面平面精度降低，顶杆工作面有压伤、变形（见图5），顶杆高度误差超过 0 . 1 {mm } 时，拉伸模的压料力不均匀，会造成冲压件拉毛、起皱、缩颈、开裂等缺陷的产生，不但影响制件质量、还降低了生产效率。

(3）工作台精度问题。

由于部分旧品模具都是采用废料盒收集废料，修边、冲孔模具产生的细小废料豆，不可避免的漏入工作台表面及顶杆孔内（见图6）。部分较大的废料由于人员在安装顶杆、清扫废料时不规范，导致废料落入工作台内，造成工作台顶杆接触面变形（见图7），直接影响顶杆的垂直工作精度及冲压拉伸件的质量。

技术改进及运用：

将拉伸模下模压边圈压料力，由原来的压力机气垫顶杆提供压料力，改为使用氮气弹簧提供压料力，并推广到新开发车型冲压深度拉伸模上运用。

在拉伸模下模本体内凸模均匀布置氮气弹簧，确保压料力均匀(见图8)。氮气弹簧压力稳定，用管路串联后固定在模具本体地面（见图9），将模具压边圈吊入下模，再用安全螺栓紧固

压边圈，形成下模组件，如图10、图11所示。

在冲压轮罩外板OP10拉伸模凸模内安装42个氮气弹簧，由氮气弹簧提供冲压拉伸的压料力。将氮气弹簧均匀分布在左、右轮罩外板的凸模四周，将轮罩外板凸模部件压边圈组装后形成凸模组件，在凸模组件方面将氮气弹簧安装锁紧。此种技术运用，能提升拉伸模的生产稳定性，避免拉伸拉毛、缩颈、开裂、起皱的质量问题发生。节约了模具开发成本、冲压件报废、返工费用、降低故障停机时间、提升工作效率。

结束语

汽车轮罩外板冲压件属于冲压深拉伸件，与一般冲压件相比，具有形状复杂、拉伸轮廓尺寸大、拉伸深度深、材料薄、表面质量要求高等特点。尤其拉伸工序是关键工序，直接影响制件质量、生产效率、成本控制，模具的压料力的稳定性，决定制件的稳定性。

通过模具结构的改进，制件返工率由原来 3 ‰ 下降为 0 . 5 ‰ 节约停线维护费用及返工维修费用大约6万元。通过此技术的运用，并推广的新品模具开发中，为公司节约了生产成本。

图1拉伸件最深处 2 8 0 \mathsf {mm }

图2CAE分析Formability（成型性检查）：（拉伸成型危险点展示区域)

图3顶杆顶压边圈压料（白色部分为压边圈)

图4顶杆的外圆表面产生拉毛、变形 <br>图5顶杆工作面有压伤、变形

非均匀凸缘深圆筒薄壁制件拉伸成形工艺及模具设计

文彭南宁、杨永、福生

引言

图1所示弹簧杯，是双弹旋转锁组件上的一个重要制件。材料采用08F，料厚0.5mm，产量大。该制件主要用于航空、航天领域对弹簧的防锈保护。制件表面不充许有桔皮、起皱、划伤，毛刺和其他机械损伤现象。由于该制件的结构特点：凸缘外形非均匀、简体深、材料薄，所以冲压成形难度较大。尤其是坏件的外廓形状设计对于制件的工艺优化、提高效率，以及改善制件的拉伸工艺性、降低成形难度和保证质量至关重要，必须予以研究探索。

制件结构特点及工艺性分析

(1)该制件的凸缘长度 3 4 \mathsf {mm } 大于宽度 2 0 \mathsf {mm } ，属于非均匀凸缘制件，且拉伸件的凸缘、外廓与拉伸部分的圆筒轮廓形状不相似，不仅拉伸困难，需要较多的拉伸次数，而且还需放宽切边余量，增加金属消耗。

(2)该制件的厚度只有0.5mm，属于薄壁制件，拉伸时容易起皱和拉裂。

(3)材料采用08F，拉伸性能较好。

(4)制件属宽凸缘 ( d > 3 d ) 拉伸件，拉伸工艺性不好。

(5)虽然制件圆筒不深 ( h < 2 \mathsf { d } ) ，但由于凸缘直径较大，故工艺性也不

好。

综上分析可知，该制件属于非均匀凸缘深圆筒薄壁制件，拉伸工艺性不好，成形难度大，需采取措施改善制件的拉伸工艺性，降低成形难度。

根据制件形状，其冲压工艺路线为：下板料一落料、拉伸多次拉伸一整形一切边冲孔等。其中落料、拉伸工序最为关键，本文将重点讨论。

毛坏展开形状的确定

实践证明：恰当的毛坏展开形状设计对于改善制件的拉伸工艺性、降低成形难度非常重要。该制件拉伸毛坏形状一般有两种： ① 圆形坏料形状；② 与凸缘轮廓相似的菱形坏料形状。研制初期采用圆形坏料，结果制件拉伸次数多，中间均须有退火工序，这不但加长了生产周期，而且多次退火会导致制件金相组织中的晶粒粗化，影响制件质量。且多次拉伸后在罩体与两侧耳片的转角处产生皱折较深，影响制件外观，需增加工序去除，费工、费时，效率低，显然不可取。因此，按照毛坏的形状与制件横断面的形状有对应关系的经验，坏件的外廓应采用与制件凸缘的轮廓形状相似的菱形坏料，由于宽度方向尺寸减小，这样拉伸阻力大大减小，从而减少拉伸难度；也有利于减小拉伸系数，减少拉伸次数，缩短工序；还有利于减少金属消耗，提高成形质量。

工艺方案论证

(1)计算毛坏直径D。

按照带凸缘拉伸件相关公式经计算 \mathsf { D } \mathop { = } \Phi 3 4 ， 2 2 \mathsf {mm } ，考虑到拉伸板料的各向异性及凸凹模间隙不均所引起的塑性流动差值，实际毛坏直径\mathsf { D } { = } \Phi 3 5 \mathsf {mm } 。

(2)拉伸工序尺寸的确定。

拉伸工序尺寸的确定是拉伸工艺的关键，经计算，该制件分4次拉伸，一次整形来完成，拉伸工序如图2所示。

(3)可靠性论证。

a.图2中工序1为落料伸，{ d } _ { β } / { d } _ { 1 } = 2 7 / 1 8 = 1 . 5 > 1 . 4 属宽凸缘圆筒形拉伸件，其拉伸系数 { \mathfrak { m } } _ { 1 } { \tt = } { \tt d } _ { 1 } / { \tt D } { = } 1 8 / 3 5 \approx 0 . 5 1 ，相对高度 \mathsf { h } _ { 1 } \mathsf { d } _ { 2 } { = } 9 . 8 / 1 8 \approx 0 . 5 4 ，(d为筒形直径，h为制件高度)，由t/\mathsf { D } ~ 1 0 0 \mathsf { = } 0 . 5 / 3 5 x 1 0 0 \mathsf { = } 1 . 4 3 ，查《冲压手册》可知， [ \mathsf { m } _ { 1 } ] { = } 0 . 4 9 ， \mathsf { m } _ { 1 } > [ \mathsf { m } _ { 1 } ] [ \mathsf { h } _ { 1 } / \mathsf { d } _ { 1 } ] = 0 . 6 3 ， \mathsf { h } _ { 1 } / \mathsf { d } _ { 1 } < [ \mathsf { h } _ { 1 } / \mathsf { d } _ { 1 } ] ^ { * } ，故一次拉伸成工序1所给尺寸是可靠的。

在工序1中， { \mathfrak { m } } _ { 1 } 稍大于 [ \mathsf { m } _ { 1 } ] 是注意到如果首次拉伸系数过小并接近极限值，会引起圆角部位过分变薄，加剧冷作硬化，直接影响后续工序的拉伸，严重时会导致制件开裂。

b.工序2、3、4采用正拉伸，由于正拉伸，径向力减小，不能有效防止起皱，所以，必需增加压料装置，防止起皱。经计算 \mathsf { m } _ { 2 } { = } 0 . 7 6 ，\mathsf { m } _ { 3 } { = } 0 . 7 8 ， \mathsf { m } _ { 4 } = 0 . 8 0 生产实践证明4次拉伸一次整形获得成功。

c.凸凹模圆角半径的选取。

按《冲压手册》选取：

R _ { \perp 1 } = 4 \mathsf {mm } , R _ { \perp 2 } = 3 \mathsf {mm } , （20R _ { \perp } \vert _ { 3 } = 2 \mathsf {mm } ， \mathsf { R } _ { \perp } \mathsf { \Pi } _ { 4 } { = } 1 . 3 \mathsf {mm } ；r _ { \perp 1 } = 3 . 2 \mathsf {mm } , r _ { \perp 2 } = 2 . 2 \mathsf {mm } r _ { \perp 3 } = 1 . 5 \mathsf {mm } , \ r _ { \perp 4 } = 0 . 8 \mathsf {mm } R比公式所求值略大，其目的是减小圆角部分材料冷作硬化、避免圆角部分材料过分变薄，从而减小工序的变形抗力，不至于因尺过小，而在经过几次正拉伸的冷作硬化后，使前工序的弯曲痕迹明显地遗留在成品上。

模具拉伸参数的选择与调整

拉伸工序尺寸的确定虽然经过严格的公式计算和校核，但制件在试生产中，仍然不可避免会遇到一些问题，为给模具的调整、修整、改进留下空间，模具拉伸参数的选择非常重要，主要应考虑以下方面。

(1)合理选择凹模刃口圆角半径R 凹

凹模刃口圆角半径大小对拉伸件表面质量和板料变形影响很大。当过大时，板料变形阻力小，金属流动性好：

但相对减少了压边的有效面积，使制造模具时应有意识地对凹模刃口的圆角半径取小值。

其优点是：

a.较小的凹模刃口圆角半径取值与较大取值相比，前者在拉伸后期压边面内沿周边失去压边控制的面积小，产生的进料阻力大。

b.在拉伸后期单靠压边面提供的进料阻力是不够的，此时，凹模刃口圆角半径小，经过凹模刃口时产生的变形阻力就大，可为侧壁提供较大的拉应力，使侧壁被拉直，最大限度地减少回弹量。较小的凹模刃口圆角半径取值，也符合模具设计的一般原则，半径小，放大容易，而半径大，变小则很困难。

(2)整形凹模的结构设计和材料选用。

由于制件批量大，且是尺寸标注在外径的拉伸件，要求整形凹模硬度高、耐磨性好，因此，应采用硬质合金，结构设计采用镶嵌式。

(3)按照制件的壁厚变化规律，合理调整拉伸间隙经多次拉伸的非均匀凸缘筒形件，筒壁上、下的厚度相差较大，采用简单的变薄整形达到要求是很困难的。因为，若按最薄处取整形间隙，靠近凸缘端筒壁较厚，会刮伤甚至刮掉一层材料，反之，若按最厚处取整形间隙，靠近筒底端筒壁较薄，筒底端的筒壁整形时存在间隙，因而凸、凹模的间隙应根据各点所处的不同位置，分别给予合理的间隙。经对拉伸件剖开研究分析，发现拉伸件的壁厚变化是有一定规律的，按照制件的壁厚变化规律，调整凸、凹模的间隙，使之与制件的壁厚变化基本吻合，能够得到壁厚基本均匀的筒形件。具体做法是：以凹模为基准，修正凸模尺寸，通过这样的改进，制件表面光滑，底部基本无破裂。

模具结构设计特点及工作过程

图3为弹簧杯落料拉伸模具的结构图。

模具采用敞开式结构，凸凹模集中了上模座、模柄和固定板的功能，直接固定在冲压机的上滑块上；落料凹模直接用螺钉与下垫板连接，拉伸凸模通过螺纹固定在垫板上，与原有技术相比，简化了模具结构，维修及刃磨方便。

其加工过程是：将模具置J23-16T型冲压机的工作台上，先将凸凹模7固定在冲压机的滑块上，然后用内六角扳手拧松螺钉13，使推板3下沉，手动调节冲压机滑块下降，将凸凹模7对人凹模2内，目测并校正间隙均匀后，用压板将下模压紧，随后调节冲压机滑块上行，凸凹模7退出凹模2。拧紧螺钉13使推板3上平面

论文集

与凹模2上平面平齐。启动冲压机工作，滑块上升，模具开启，将板料放在凹模2上，踩下脚踏，冲压机滑块下行，凸凹模7进入凹模2直到下死点，制件落料拉伸成形。然后冲压机滑块上升，制件由于顶出装置的作用留在凸凹模7内，当冲压机滑块上升，打料杆5碰到横梁将制件从凸凹模7中打出，完成一个冲压过程。

结束语

(1)经过两个批次制件的生产，制件质量稳定，缩短工序，大大提高了生产效率，简化和优化了工艺流程。(2)对非均匀凸缘深圆筒薄壁结构制件的拉伸成形，确定合理的毛坏形状，选择合理的拉伸参数至为关键，对类似制件工艺方案的制定有较大的启发。

图3保护罩落料拉伸复合模

1.下模座2.落料凹模3.推料板4.凸模5.打料杆6.螺母7.凸凹模8.卸料螺钉9、13.螺钉10、11.垫板12.橡皮14.销钉

图2拉伸工序冈<br>图1弹簧杯

高盒形件拉深计算及坏料展开方法

文|施于庆

盒形件或类似于盒形件的冲压件一般比较难确定其展开尺寸和形状□。盒形件一般将高度h与宽度b的关系 \mathsf { h } / \mathsf { b } <=slant 0 . 3 时视作低盒形件，当盒形件为低盒形件时，原始坏料尺寸按文献的图解法求得，经1次拉深成形便可得到工件或半成品。而当 \mathsf { h } / \mathsf { \Omega } { \sf b } >=slant 0 . 5 时，视作高盒形件，一般不能1次拉深成形，要进行多次拉深成形。多次拉深的初始坏料尺寸、中间的坏料尺寸和形状比较难确定，一般按经验的方法估算。此外，还有相当多的高度与宽度的比值为 0 . 3 ~ 0 . 5 之间的盒形件也无法确定能否1次拉深成形，更无法确定盒形件原始坏料展开尺寸和形状。这就给盒形件工艺分析计算带来了不确定性并增加了模具设计难度，使模具调试时间拖长，也延迟了模具投产使用。虽然盒形件拉深可采用充液拉深或变压边力拉深，但其成本较高，难以在实际生产中推广。盒形件拉深模具中的凹模圆角半径对拉深影响比较大口，但还是不能减少高盒形件的拉深次数。由于目前还没有较好的工艺方法或计算方法可用于高盒形件的拉深工艺中，因此笔者经研究后提出：采用杯形件拉深系数计算和坏料计算方法，将高盒形件还原成低盒形件，通过反向推断计算来给出初始和中间拉深工序的尺寸和形状，

从而给出一个比较明确的针对高盒形件拉深的计算方法，以提高模具的设计精度和效率，并通过算例说明了该方法的有效性，以便在生产中应用。

盒形件拉深时的应用分布

图1是盒形件拉深时的应力分布。拉深时，盒形件圆角处的坏料往长或短直边的地方移动，从而使圆角处拉应力与压应力。产生了不均匀分布。圆角部位的中位线处。和是最大的，在盒形件整个拉深时达到d和；直边的中位线上的和。最小，在盒形件整个拉深时为和。如此，盒形件拉深时总是在圆角处发生堆积破裂。但如果把盒形件4个圆角假想成一个杯形件，与该杯形件拉深相比，圆角处平均的和以比相应的杯件要小一些，因为盒形件拉深时，直边部位和圆角部位是相互联系在一起的整体，根据最小阻力定律，板料拉深时，材料会向阻力最小的方向移动。所以，直边材料往凹模模腔中移动的阻力较小，圆角部分有一部分材料跟随着被拉到直边去，这样，圆角部分的压应力减小，使得圆角处克服压应力的拉应力减小。由于圆角处一部分材料往直边移动过去，在圆角处剩下的参与拉深的材料就减少了，即在圆角处拉深到凹模模腔中变成杯形件（此处为1/4杯形件）的直壁的材料就相应减少，故受到的拉应力减小，这样就提高了杯形件底部圆角上方处板料的承载能力。与把拉深假想成一个杯形件相比，拉深盒形件在圆角处就不容易发生破裂。无论是高或低盒形件，与设想其4个圆角拼接成杯形件相比，都是拉深成杯形件要复杂一些，出现破裂的可能性更大。因此，设想的杯形件能够1次拉深成形，则盒形件也一定能够1次拉深成形。盒形件能够1次拉深成形，则一定能满足低盒形件要求，就可按图解法得到坏料形状与尺寸。

高盒形件拉深计算及坏料展开

设图2所示的盒形件为高盒形件，将其4个圆角设想为杯形件。

杯形件的拉深系数计算式： m = { d } / \mathsf { D } _ { 0 } 式中：m为杯形件拉深系数；d为拉深后工件或半成品的直径； \mathsf { D } _ { 0 } 为拉深前坏料或半成品的直径。若 \mathsf { m } > \mathsf { m } _ { 1 \mathsf { m i n } } ，则杯形件能1次拉深成功，m\arcsin 是被拉深板料的首次允许的极限拉深系数。若 m = m _ { \min } 则杯形件拉深情况处于临界状态，即出现废品或拉深成功的可能性都有。 \mathsf { m } < \mathsf { m } _ { \mathsf { 1 } \mathsf { m i n } } ，则不能1次拉深成功，要分多次拉深。将盒形件的4个圆角设想拼接成1个杯形件，按计算杯形件拉深系数的算法同样分3种情况，分别可得：1)盒形件可1次拉深成形；2)盒形件拉深情况为临界状态；3盒形件拉深不能1次拉深成形。由于1次可拉深成形的盒形件满足低盒形件要求，其坏料尺寸和形状可按图解法求得。那么，按杯形件计算拉深系数的方法，高盒形件也能象低盒形件那样能求出坏料尺寸和形状。将图2所示的盒形件的4个圆角拼接成1个杯形件（图3)，有：m = ( 2 R + t ) / { \mathsf { D } _ { 0 } } 计算出圆板坏料直径，设为 D 。（图3)，将能首次拉成功的杯形件的直径设为 { \sf d } _ { 1 } ， { \sf d } _ { 1 } { = } { \sf D } _ { 0 } x { \sf m } _ { { 1 m i n } } 设盒形件4个角点的圆角半径为R(图4)，R-d/2。根据R，相对应地就可求得首次可拉深成的盒形件长、宽、高分别为 z _ { 1 } 、 \mathsf { b } _ { 1 } 、 \mathsf { h } _ { 1 \circ }

由图4可得： \mathsf { I } _ { 1 } = \mathsf { I } + 2 ( \mathsf { R } _ { 1 } - R \scriptstyle * b _ { 1 } = b + 2 ( \mathsf { R } _ { 1 } - \mathsf { R } ) 。 \mathsf { h } _ { 1 } 可由式 S { = } S _ { 1 } { + } S _ { 2 } = S _ { 1 } + ( h _ { 1 } - t - r ) x L _ { 1 } 求得，根据拉深前后体积不变或表面积基本不变条件，S = S _ { 1 } + S _ { 2 } = S _ { 1 } + ( h _ { 1 } - t - r ) x L _ { 1 } 式中S为高盒形件表面积； \mathsf { S } _ { 1 } 为首次能拉深的盒形件底部表面积，见图5； \mathsf { S } _ { 2 } 为首次能拉深的盒形件高度部分表面积；t为料厚；r为盒形件直壁圆角半径，设每次拉深的r都相同； \mathsf { L } _ { 1 } 为首次能拉深的盒形件轮廓周长， \mathsf { L } _ { 1 } = 2 \left( \mathsf { l } _ { 1 } { + } \mathsf { b } _ { 1 } \right) 18 ( { t } + \mathsf { R } _ { 1 } ) + π { d } _ { 1 } 则 h _ { { 1 } } { = } ( { \mathsf { S } } { \mathsf { - } } { \mathsf { S } } _ { { 1 } } ) / { \mathsf { L } } _ { { 1 } } { \mathsf { + } } { \mathsf { t } } { \mathsf { + } } { \mathsf { r } } 用计算出的 1 _ { 1 } , ~ \mathsf { b } _ { { ~ 1 ~ } } \mathsf { h } _ { 1 } / \mathsf { R } _ { 1 } 、r来判断计算能否满足低盒形件要求。如果能1次拉深，则按图解法求出该盒形件坏料尺寸和形状。反之亦然，即用图解法得到的坯料形状和尺寸首次能拉深成尺寸为 \boldsymbol { { l } } _ { 1 } ， \mathsf { b } _ { 1 } ， \mathsf { h } _ { 1 } ， { \sf R } _ { 1 } ，r，一的盒形件。以后各次拉深的盒形件4个角点的圆角半径仍可按杯形件直径计算得到，如此反复，直到 { \sf R } >=slant { \sf R } _ { { ~ n ~ } } ， \mathsf { h } _ { \mathsf { n } } >= h ， sf { R } _ { \mathfrak { n } } 为盒形件的4个角点的最小圆角半径， \boldsymbol { \mathsf { h } } _ { \mathfrak { n } } 为盒形件最大拉深高度。

算例

设图2盒形件的尺寸如下： \scriptstyle 1 = 2 0 0 \mathsf {mm } ， \mathsf { b } { = } 1 0 0 \mathsf {mm } ， \mathsf { R } { = } 3 0 \mathsf {mm } ，t=1\mathsf {mm } ， \mathsf { r } { = } 8 \mathsf {mm } ， h = 6 0mm 。因 \mathsf { h } / \mathsf { \Omega } b { = } 6 0 / 1 0 0 { = } 0 . 6 > 0 . 5 ，故为高盒形件，不能1次拉深成形，也不能按低盒形件图解的方法求得坏料尺寸。设想拼接成的杯形件直径为 2 R + { \sf t } = 2 x 3 0 + 1 - 6 1 ~ \mathsf {mm } ，求出的 \mathsf { D } _ { 0 } \mathsf { = } 1 3 1 . 6 \mathsf {mm } ，则m = ( 2 R + t ) / { D } _ { 0 } = 0 . 4 6 < { m } _ { 1 { m i n } } = 0 . 5 4 故杯形件不能1次拉深成形。当\mathsf { m } _ { 1 \mathsf { m i n } } { = } 0 . 5 4 时，则首次拉深直径 { \mathsf { d } } _ { 1 } = 0 . 5 4 x 1 3 1 . 6 { - } 7 1 {mm } ， \mathsf { R } _ { 1 } { = } 3 5 . 5 \mathsf {mm } 根据 \mid _ { \ l _ { 1 } } 1 \mathsf { b } _ { 1 } 1 \mathsf { L } _ { { 1 } } { , } \mathsf { h } _ { 1 } 等的计算，最后可得： \mathsf { l } _ { 1 } { = } 2 1 2 \mathsf {mm } ， \mathsf { b } _ { 1 } { = } 1 1 2 \mathsf {mm } 0\mathsf { L } _ { 1 } = 5 7 4 . 9 \mathsf {mm } ， h _ { 1 } = 2 3 . 4 \mathsf {mm } ，于是 \mathsf { h } / \mathsf { \Omega } b { = } 0 . 2 1 < 0 . 3 ，满足了低盒形件要求，故也能按图解法求得展开尺寸。

如果要完成盒形件拉深，则\mathsf { d } _ { 2 } = 0 . 7 5 x 7 1 = 5 3 . 2 5 \mathsf {mm } ， \mathsf { R } _ { 1 } = 2 6 . 6 mm；又由于 R = 2 6 . 6 \ : {mm } < 3 0 \ : {mm } 所以第1副模具拉深后的半成品件可在第2副模具中直接拉深成所要求的尺寸和形状的盒形件。表1是高盒形件计算前后的情况对比，可比较清楚地反映该方法的实用性。

结语

根据经验估算法一般比较难确定高盒形件的原始坏料和中间工序形状及尺寸，给模具的结构设计带来了一定的困难。将盒形件4个角点拼接设想成杯形件，按照杯形件拉深系数的计算方法，求出盒形件首次可拉深的形状和尺寸，根据图解法反求得到原始坏料展开尺寸和形状，使高盒形件还原成低盒形件，计算方便，模具结构设计简化，从而提高了设计精度和效率。

基于多步拉深成形的椭圆筒强度分析

文江丙云、李大永、唐伟琴、柯林、张元明、闰金金

当前电子产品具有更新换代快、开发周期短的时间要求，对电子产品的钣金零件进行循环“修改一完善”的传统设计方法难以满足现代设计要求，先进的有限元方法就成为支持产品设计的行之有效的工具。

但目前对钣金件的结构强度有限元分析中。是把钣金零件当成理想设计形状进行有限元建模，其分析结果极不合理。电子产品的钣金件制造大多采用多工位级进冲压成形，而多步成形中伴随着板材厚度变化、应力残余以及材料变化翻，特别是加工硬化引起的包辛格效应等影响成形零件的结构强度。

随着电子零部件越来越小，提高钣金制造精度的同时，对其强度的需求也愈加强烈。图1所示的筒形钣金件，其强度必须足以保护内部电子元器件不受外界挤压破损，对其分析也必然要求更高的有限元分析精度。

本文提出一种基于多步拉深成形历程的钣金件结构强度分析方法，能够更精确合理地计算钣金件结构强度，其流程如图2所示。此方法把冲压成形与结构分析顺序耦合：先应用Abaqus/Explicit对板料进行多步拉深成形模拟，获得钣金件的形状（非均匀厚度）、残余应力和加工硬化（包辛格效应）材料属性，再把此非均匀厚度的钣金件导入Abaqus/Standard并映射残余应力、材料属性作初始条件，精确进行结构强度分析。

本文以电子产品的椭圆筒外壳为例（图1)，应用上述方法分析其结构强度，并依此进一步优化冲压参数提高其强度，指导模具设计，在提高成形质量的同时增强结构强度。以最终实现产品设计的可行性。

模具设计

本文举例的电子连接器的椭圆形外壳件，内径长轴 \mathsf { a } { = } 7 .Onli/1，内径短轴 b = 6 .0nlnl，板料厚度\scriptstyle { t = 0 } . 3 0 {mm } ，拉深高度 h = 4 . 5 Innl。材料为低碳钢SPCC，弹性模量为207GPa，泊松比为0.28，屈服强度为211.42MPao

此钣金椭圆壳件采用精密级进冲压模多步拉深成形。基于能量最小法，应用etVIAFoIM软件对此钣金件进行逆向一步展开，获得毛坏尺寸嘲（图3(a))。依据此毛坏进行带料排样，在成形过程中定位孔与拉深件之间的连接载体(图3(b))，会对板料的流动造成极大的影响，必须把此影响降到最低，所以才会设计图中所示的多弧段连接，便于材料流动；除此之外，也需预留少许切边余料。依照理论计算同，此椭圆壳体需进行两次拉深成形

图1椭圆筒形钣金件

图2耦合冲压历程的强度分析流程

图3毛坏展开及带料排样

图4多步拉深成形有限分析模型

和一步圆角整形。

多步拉深成形分析

多步拉深建模

多步拉深成形模拟过程如图4所示。为了便于各工步的边界设置，对级进模的数值模拟采用类似单工序模的单个凸、凹模建模方式，但与单工序模拟有极大的不同。

在级进冲压建模中，因定位及送料的需要（图3(b))，带料定位子L及载带必须保留，创建到有限元模型中，真实反映板料的全局流动性能（图4(a))；同时，为了准确模拟级进冲压过程，必须把上一工步的成形板料信息（厚度变化、应力和应变分布等）传递到下一工步作初始条件(图4(c))，并在每步冲压成形后反向卸载模具以考虑回弹。

材料和边界设置

本文多次拉深成形采用Abaqus/Explicit进行求解，因其具有求解速度快且收敛性良好特点，其材料定义采用Ziegler随动硬化模型： a ^ { \star } \mathsf { = C } ( 1 / \sigma _ { 0 } ) ( \sigma - α ) \varepsilon ^ { \mathsf { p l } } , \sigma _ { 0 = } \sigma | _ { 0 } 式中：α为背应力； \boldsymbol { \mathfrak { a } } ^ { \star } 为背应力增量； \varepsilon ^ { \mathsf { p l } } 为等效塑性应变增量；C随动硬化模量； \sigma 为流动应力；\sigma \big | _ { 0 } 为零塑变时的流动应力。

在图4所示的拉深模型中，凸模、凹模和压料板均设置为离散刚体，仅板料为变形体。因板料为对称结构，只需对1/4板料进行分析，需定义图

4(a)所示的对称边界，另外对定位孔还需特别定义限制其和Y方向自由度。

以第1步拉深模型（图4(b)）为例详细说明模具的边界和接触条件。凹模固定不动，压料板施加-z向压力200N，凸模z向位移 4 . 5 \mathsf {mm } 并返回原位以考虑板料回弹；其中接触对有3对凸模-板料、压料板-板料和凹模-板料，摩擦系数设为0.125。此第1步拉深后的板料带有应力、应变和厚度等信息，传递带第2步拉深中作初始板料。依此顺延至第3步整形结束。

多步拉深结果

冲压力与内能

由凸模行程-冲压力曲线图（图5）可知，第1步拉深成形，所需冲压力最大，其值乘以冲程即为凸模所做的功；行程所做的功与图6所示的板料内能增量相对应，即第1步拉深成形的内能增幅最大；由图6还可知，后一步的板料内能始于前一步的内能终点，即前文所述的板料多步成形的传递与继承。

图5凸模冲压力-行程曲线

厚度分析

图7为第1\~3步拉深件厚度分布。由图7(a)\~(c)可知，随着各步凹凸模圆角的减小，板料厚度逐渐减小。特别是在凹模圆角处，厚度变化梯度较大，极易引起法兰起皱，如图7(d)所示。

结构强度分析

结构强度分析采用Abaqus/Standard进行模拟，其非线性静力求解更为精确。图8为应用本文所提出的方法所建立的结构分析模型；首先，把冲压成形后的材料厚度和残余应力等映射到钣金零件上 (图8(a)）；再对此钣金件进行结构强度分析边界条件（图8(b)）法兰区固定，分析底面中心位移0 . 2 5 \mathsf {mm } 所需要的力，即为此钣金强度的考量依据。

强度分析结果

强度分析结果如图9(a)所示。使用文本新提方法分析得到的作用力值比传统方法打，这是由于考虑了板材在冲压历程中其材料的加工硬化及初始应力，见图9(b)。本文所提出的结构强度分析方法更具逻辑性和精确性。从另一方面也说明；拉深壁厚的减薄不一定会削弱结构的强度。

结语

以融合制造工艺与产品设计为一体，将多步拉深成形的冲压历程考虑到结构分析中，更为合理准确地对钣金件强度进行分析。

图6凸模内能-行程曲线

充分发挥显式算法与隐式算法的各自优点，将显式求解的成形结果文件（厚度、应力和材料属性）映射到隐式求解的结构分析中，这一方法的提出打通了制造模拟与结构模拟之间的鸿沟。

考虑冲压历程的钣金件强度分析结果表明，由于成形对材料性能的加工硬化及残余应力的增强吗，拉深壁厚的减薄不一定会削弱结构的强度。

图7第1到3步深拉件厚度分布

基于高度可调拉深筋的汽车横梁拉深成形

文田植诚、戴程

引言

横梁是汽车内部主要的结构件，垂直的侧壁、较长的法兰和较小圆角是其典型的形状特征，这些特征导致横梁在拉深成形过程中容易发生破裂。为避免横梁在成形过程中破裂，必须减小模具零件型面上的成形阻力，这就限制了较大压边力和较高的拉深筋在成形中的使用，因此零件局部塑性变形不足成为梁类结构件的常见缺陷。

很多学者对拉深筋在冲压成形中的应用进行深入研究。通过有限元仿真试验得到了拉深筋的高度与板料的减薄率之间存在良好的线性关系的结论，证明了通过控制拉深筋的高度可以调节材料在厚度方向上应变的大小。基于平面应变假设，建立了拉深筋的数值模拟力学模型，显著地提高了拉深筋有限元仿真的精确性。通过对盒型零件施加恒压边力和变压边力，对比拉深成形的结果，发现施加随行程递增的压边力能够有效地控制金属的流动，提高板料的成形性能。目前对于高度可调的拉深筋的相关研究较少，现尝试应用一种高度随行程变化的拉深筋解决汽车梁类结构件的拉深成形问题。

模具零件型面设计

现以汽车地板下横梁为例，其长为 7 8 0 ~ {mm } ，侧壁长为 7 5 ~ \mathsf {mm } ，法兰宽度为 5 6 ~ \mathsf {mm } ，过渡圆角半径为3\mathsf {mm } ，如图1所示。根据工艺设计要求，零件必须在一道工序内拉深成形。

材料参数与硬化模型

横梁坏料为牌号BIF340的间隙原子钢，属于超低碳高强度钢，材料性能参数如表1所示，具有较高的塑性应变比以及较低的屈强比，这表示材料单元可以在较大的塑性变形空间内充分拉伸，因此具有良好的深冲性能。

金属材料在室温下存在应变硬化，采用刚塑性指数型硬化准则Krupskowsky理论得到材料真实应力-应变模型： { \sigma } { = } { \mathsf { K } } { \big | } ( \varepsilon 0 + \varepsilon ) ^ { \mathsf { n } } 式中：σ屈服应力；K—强度系数；ε0—屈服应变；ε—当前塑性应变；n—硬化指数。

塑性变形理论认为材料应变量小于屈服应变值时，材料处于弹性应变阶段；应变量等于或大于屈服应变值时，材料开始塑性变形。

拉深筋形状参数

拉深筋的形状参数主要包括拉深筋的高度、拉深筋端部与根部的圆角半径和拉深筋端部的宽度等。研究结论，认为拉深筋的高度是影响材料塑性变形的主要因素，材料在成形中，以拉深筋的高度作为成形阻力调节的首要因素，而将其他形状参数作为固定参数，有利于对拉深筋的设计与维

1护。因此以拉深筋的高度作为变量，其他形状参数为定量进行拉深成形试验以对比零件的成形质量。

对于零件较大面积的平面，使用截面为矩形的拉深筋为零件提供较大的材料流动阻力，矩形拉深筋的形状参数如图2所示。

图2拉深筋截面参数示意图1.凹模2.坏料3.凸模 \boldsymbol { \mathsf { h } } ^ { \star } .拉深筋高度

仿真建模

零件设计工艺补充面以建立完整的拉深模零件型面，如图3所示。采用非封闭式端头的型面设计，不仅有利于增大坏料的利用率、减少制造模具零件型面的工作量，而且能够有效避免型面端头区域的材料在成形中被拉裂。在凹模的工艺补充面上设置拉深筋，在压边圈上设置相应的拉深筋

图3拉深模结构

1.凹模2.坏料3.压边圈4.凸模槽，模具属于单动倒装结构，凹模为主要运动工具，压边圈为从动工具。

拉深成形仿真试验

使用eta/DYNAFORM软件为有限元建模平台，以建立地板下横梁的拉深成形仿真模型。使用非线性求解器LS-DYNA的动力显式算法仿真分析拉深成形过程。

仿真参数设置

拉深成形过程分为2个阶段，即压边阶段与成形阶段。压边阶段压边圈处于静止状态，凹模逐渐运动直至与压边圈闭合。成形阶段凹模与压边圈同步运动直至与凸模闭合。模具零件间隙经验公式： C L = 1 . 1 7 0 式中：CL—模具间隙；TO—坏料的初始厚度。

图4凹模与压边圈位移曲线

已知板料的初始厚度为 1 . 2 \mathsf {mm } ，凹模与压边圈在成形阶段做间隙为1 . 3 2 ~ \mathsf {mm } 的等速运动。凹模的有效总行程为 9 0 ~ \mathsf {mm } ，其中成形阶段的行程为 8 0 \mathsf {mm } ，设置拉深成形的仿真参数如表2所示。拉深成形的总用时为1.0s，其中成形阶段的时长为 0 . 8 \mathsf { s } _ { \circ }

凹模与压边圈在拉深成形中位移曲线如图4所示。

压边阶段的筋成形

压边结束时，拉深筋的形状已在坏料上完全地压印，如图5所示。因此在成形阶段，由拉深筋形状所提供的成形阻力理论上为一个固定值，之后成形阻力的增大将来自于材料的应变硬化效应。

图5压边阶段坏料上的筋槽

成形结果分析

成形极限图（FLD）是金属薄板零件是否发生失稳的依据，代表着缩颈形成的临界状态。当拉深筋的高度为 6 { \ : {mm } } 时，FLD中零件法兰面显示为灰色，代表法兰区域材料的塑性变形程度较低，如图6（a）所示。当拉深筋的高度为 7 ~ {mm } 时，FLD中零件侧壁上紧邻凹模圆角的区域显示为深色，代表零件已发生破裂，此时法兰中心区域仍显示为灰色，如图6 (b)所示，说明仅增大拉深筋的高度不能使法兰区域材料的塑性变形程度得到有效提高。

应用新型拉深筋

高度可调的拉深筋

新型拉深筋零件安装在模具下模座内，通过与驱动机构相连实现随行程的运动，如图7（a）所示。当拉深模处于静止状态时，拉深筋零件顶面高出压边圈上表面一定高度，定义拉深筋零件的初始高度为h0，此时拉深模的截面如图7（b）所示。在拉深过程中拉深筋零件被连接驱动块的顶杆逐渐顶出。在拉深成形结束时压边圈和拉深筋零件将同时达到模具合模位置，此时拉深筋零件的高度等于设计高度的最大值。定义模具合模时拉深筋零件的最大高度为hmax，合模时的拉深模截面如图7（c）所示。

仿真建模

建立适用于高度可调拉深筋零件的拉深成形仿真模型，如图8所示。模具零件在成形过程中匀速运动，因此可以定义模具零件的位移线性变化，通过压边圈与拉深筋零件的动态位移差值实现拉深筋零件在成形过程中的高度变化，分别建立凹模、压边圈和高度可调拉深筋零件的位移曲线，如图9所示。

图6成形极限图<br>图8新型拉深模1.凹模2.坏料3.压边圈4.凸模

图9模具零件的位移曲线

仿真分析结果

成形极限图

通过多次拉深成形仿真试验得到：当拉深筋初始高度 \scriptstyle { \mathsf { h } } 0 = 1 { \mathsf { m } } { \mathsf { m } } 且当拉深筋最大高度 \scriptstyle { \mathsf { h m a x } } = 4 \mm 时，能够得到质量较高的拉深零件，成形极限图如图10所示。FLD中零件表面整体显示为灰色，代表零件未发生破裂且法兰区域材料的塑性变形程度较高。

图10仿真分析结果

经过拉深成形、修边冲孔工序后得到了合格的横梁冲压零件，零件圆角未发生破裂且法兰面平整度好，如图11所示。

图11冲压试制结果

塑性变形程度

在零件法兰上均匀选取6个检测点，从拉深筋零件内侧到凹模圆角依次为点1到点6，将检测点的最大主应变量记录在表3中。工程中常以材料的最大主应变量 > 0 . 0 3 作为塑性变形程度合格的判定标准，对比表3中前2行数据可知，增加拉深筋的高度仅对与拉深筋相邻区域、凹模圆角区域的应变产生了明显作用，而对法兰中心的平面区域的影响很小。对于新型拉深筋，所有检测点的最大主应变量均> 0 . 0 3 ，各检测点应变量的数值差异较小。

对材料流动阻力的影响

通过仿真试验可以得到拉深成形过程中模具零件型面上的材料流动阻力曲线，如图12所示。已知常规拉深筋的高度为 \boldsymbol { \mathsf { h } } ^ { \star } ，定义相对应的材料流动阻力曲线为 \mathsf { C } ^ { \prime } \left( \mathsf { h } ^ { \star } \right) ；已知高度可调拉深筋的最大高度为hmax，定义相对应的材料流动阻力曲线为C(hmax)。

25 =-C（h=4 mm）C（hmx=4 mm）08070 605040302010 0到合模位置的位移/mm（a）对比h=4mm和hm=4mm30 C(h=6mm） -C'(h=7mm) d0 •C(hmx=4mm)80 70 60 50 4030 20 10 0到合模位置的位移／mm（b）对比h=6、7mm和ℎmx=4mm

图12成形阻力曲线对比

对比高度相同的常规拉深筋和新型拉深筋的材料流动曲线，如图12(a)所示。在成形阶段初期的曲线ab段，C * h m a x = 4mm ）对应的材料流动阻力明显小于C（ h ^ { \star } { = } 4 ~ \mathsf {mm } ^ { \star } ）对应的阻力值。这是因为新型拉深筋的初始高度较小（ \scriptstyle { { h 0 = 1 } } \mathsf {mm } ）。在曲线bc段，2种拉深筋对应的材料流动阻力曲线的形状相似度较高。在曲线cd段，C(hma x = 4mm ）的曲线明显升高。说明在模具合模时，新型拉深筋对应的材料流动阻力明显大于相等高度的常规拉深筋对应的阻力值。

分析图12（b）可知，在曲线ac段，C（hmax : = 4 \ : \mathsf {mm } ）对应的材料流动阻力全部小于C（ 1 1 h ^ { \star } = 6mm 和C( 1 7 ^ { \star } = 7 \mathsf {mm } ）对应的阻力值。在距离模具合模 1 0 \ : {mm } 位置开始，C(hmax { : = } 4 \mathsf {mm } ）对应的材料流动阻力小于C( h ^ { \star } = 7 ~ \mathsf {mm } ）对应的阻力值，但明显大于 { \mathsf { C } } ^ { \prime \prime } h ^ { \star } = 6mm 对应的阻力值。

对侧壁应力状态的影响

时间步为 0 . 8 \mathsf { s } 时的侧壁应力分布状态如图13所示。通过仿真拉深成形过程可知，零件B点区域在时间步0.8s开始产生破裂。在凸模圆角A点和凹模圆角C点，板料由于弯曲变形而产生应力集中，其应力峰值出现在B点区域。根据参考文献[9]的结论可知，板料在A点发生正向弯曲、在C点发生反向弯曲，而位于凸、凹模之间且紧邻凹模弯曲半径边缘的B点，受到弯曲与反向弯曲共同作用。对比图13（a）和图13（b）可知，拉深筋的高度越大B点的应力集中程度越高。由于拉深筋提供了较大的材料流动阻力，侧壁区域的材料在成形中主要依靠厚度减薄来维持变形的连续性，而严重的厚度减薄是材料拉深破裂的主要原因。由图13（c）可知，应用新型拉深筋后，B点的应力值明显降低。因为新型拉深筋的初始高度小，因而产生的材料流动阻力较小，有利于使拉深筋外侧的材料流入成形区域，补偿了变形区的材料减薄。

B点的等效应力曲线如图14所示，在时间步为 0 . 2 \ : s 时，板料开始与凸模圆角接触并产生弹性变形。B点应力呈线性急剧增大，之后材料发生屈服并开始塑性变形。由于应变硬化作用， S ^ { \prime \prime } ( h ^ { \star } { = } 7 ~ \mathsf {mm } 对应的真实屈服应力明显高于 { \mathsf { S } } ^ { \prime } 一 h ^ { \star } { = } 6 ~ \mathsf {mm } 的屈服应力，应变硬化使零件的强度提升而降低了材料的塑性和韧性[10]。在时间步为 0 . 8 \ : \mathsf { s } 时，B点材料由于缩颈而变形增大、应力曲线迅速升高。对于 \mathsf { S } ( \mathsf { h m a x { = } } 4 \mathsf {mm } 在时间步 0 . 2 { ~ } 0 . 4 s时，应力的增大是逐步完成，其曲线形状类似于将 S ^ { \prime \prime } ( h ^ { \star } { = } 7 ~ \mathsf {mm } 沿时间坐标轴平移。在时间步为 0 . 8 \mathsf { s } 时，由于未发生塑性失稳 S ( h m a x { = } 4mm 曲线无明显升高趋势，曲线形状与 { \mathsf { S } } ^ { \prime } C h ^ { \star } = 6 mm)相似程度较高。

图13时间步为 0 . 8 \mathsf { s } 时的应力状态1.坏料2.凸模3.压边圈

图14应力曲线

结束语

以模具零件的位移差值为控制条件，建立了高度可调拉深筋的拉深成形仿真分析模型，成形仿真中拉深筋零件高度随行程的变化没有导致力的突变，证明了建模的合理性。

应用新型拉深筋能分阶段控制模具零件型面上的材料流动阻力，有利于解决梁类结构件的冲压成形缺陷。

通过仿真试验验证了应用新型拉深筋后可有效增大法兰面上材料的塑性变形程度，并且能使侧壁圆角处的应力状态发生改变，避免了零件成形时的破裂缺陷。

阶梯长圆盒形件拉深级进模设计

文何凌、邓汝荣、黄雪梅

引言

图1所示为阶梯长圆盒形件结构，采用传统加工工艺，工序分别为落料、多次拉深、整形、冲孔与修边，设备、场地、贮存、转移、时间、人员占用均较多，效率较低。采用级进模生产可解决上述问题，并降低劳动强度，提高生产效率，改善成形零件表面质量，节约生产成本。

零件工艺分析

零件材料为料厚0.4min的3004铝锰合金，属于防锈铝，强度较低（稍高于工业纯铝），在退火状态下有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性良好。零件长宽尺寸不等，短边部分无直边，呈半圆形，外壁部位有阶梯。其拉深兼有盒形、圆筒形和阶梯形制件的特征，圆角半径为盒宽的一半( 1 1 , 1 2 0 , ~ 5 ) 。零件的阶梯直径比较大，可通过多次拉深，逐步缩小长宽尺寸，增加拉深深度，最后拉深出台阶形状。

零件两端的拉深变形可近似为圆筒形零件的拉深，直边部分相当于弯曲变形。其拉深具有如下特点：

① 径向拉应力沿盒形件周边分布不均匀，圆角部分拉麻力最人，直边中间部分拉力最小； ② 切向压应力在转角区域最人，向直边逐渐减小，拉深过程中，凸缘部分材料受剑切向乐成力的作用，冈为有多余材料，若压边力不够大，这部分材料会火稳起皱：③ 各部分的厚度发生变化，其中凸缘部分增厚最人，而直肇的上、段增厚，_卜、卜段变薄，接近凸模圆角处变薄最严重，是危险断面，易发生破裂；④ 材料塑性变形的同时会发生冷作硬化，上部变形程度人，硬化程度严重，愈往卜变形逐渐减小，接近底部圆角处变形程度最小，冷作硬化最低，强度最弱，是危险断面产生的原冈。材料发生冷作硬化后，硬度和强度增加，塑性降低，增加后I序变形雉度。凸缘部分起皱、底部圆角处破裂干I1材料的冷作硬化是拉深成形的难点。

图1阶梯长圆盒形件结构

由于材料冷作便化，采用带料连续拉深不能进行中间退火，材料要求有高塑性以保证不会冈为多次拉深引起的加工硬化影响拉深成形，同时采用适当的工艺切口，可使零件拉深类似丁单个带凸缘零什的拉深，但相邻2个拉深工序问仍有部分材料相连，其变形比单个带凸缘零件的拉深困难，拉深系数要比相应带凸缘零什的拉深人，增加了拉深的次数。带料连续拉深除上述拉深过出现的凸缘部分起皱、底部圆角处破裂和材料的冷作便化等情况外，还存在坏料与条料断裂，无法送料的问题，增人了拉深的难度。冈此，合理确定毛坏、工艺切口的尺寸，分配拉深系数、提高拉深凸模和凹模加厂精度及降低表面粗糙度、筹别控制各次拉深间隙成为关键。

按相关公式计算，确定毛坯尺寸、厂艺切口形式如图2所示。经计算，3次拉深可成形，各次拉深深度如图3所示。

排样设计

图2毛尺寸平I】J艺训【-=I形式

零件住冲压过程中需要首先确定冲压的排样方式，按照 2 x \Phi ( 1 1 . 3 ± 0 . 1 ) {mm } 孔毛刺面方向的要求，零什的外表面为2个圆孔的塌角面，拉深时，凹模在上，凸模在下，最斤零什分离落料工序冈零什结构所限，也是凹模住上，凸模在下。材料轧制方向无要求，零什竖向排列，可使模尺寸紧凑，条料的排样方式如图3所示。

为使条料送进准确，首先冲山2个导正孔、分2次冲出横向的竖向的工艺切口，使拉深所需毛坯与条料通过4个点连接，拉深时材料能按要求流动变形，同时保证定位和可靠送进。然后分2步进行拉深，相邻拉深凹模镶什尺寸过小，会影响凹模板的强度，拉深模试制过中需要应对不可预测的情况，2个拉深工序间设置一个空工序可解决该问题。2次拉深后，成形阶梯和整形，该工序后也留一个空工序，川应对其他不可预测的拉深成形情况或需要时增加整形。接着冲山2个孔，最后落料，完成冲压过程。

模具主要结构特点

模具导向定位

模具结构如图4所示，采JLJ4个滚动导牲导套对上、卜模进行导向，以保证模架的导向精度。上、卜模板之间有4个滑动导柱导套导向，使其成为相对独立的单元。

条料导向与定位

图3排样

图4模具结构

1.上模座2.上垫板3.上固定板4.卸料 垫板5.卸料板6.凹模固定板7.下同定 板8.下挚板9.下模座10.冲孔凹模镶 件11.冲孔凹模镶件12.压边圈13.螺 钉14.螺塞15.弹簧16.抬料钉17.压 边圈18.压边圈19.抬料镶件20.冲孔 凸模镶件21.冲孔凸模镶件22.定位 销23.推件块24.气缸25.落料凹模镶 件26.冲孔凹模镶件27.圆凸模28.卸 料板镶件29.拉深凸模镶件30.拉深凸 模镶件31.推件块32.推件块33.拉深 凹模镶件34.推件块35.拉深凸模镶件 36.拉深凹模镶件37.推件块38.拉深 凸模镶件39.拉深凹模镶件40.冲凸模 41.冲孔凸模

条料使刚辊式自动送料机送进，前端使用导尺导料，后端使用浮动导料销、导正销实现条料精确导向定何，保证送进步距的精度要求。拉深时，拉深凸模也对毛坏起导止作刚。为防正拉深对条料导止孔的形状和位置的影响，采用图2所示的L艺切口，将拉深毛坏与条料进行适当的切割，通过4个点诈接，方便条料送进时带动毛坯送进。抬料依靠沿条料两边成排布置的浮动导料销，同时装丁卜模的压边圈镶件也起抬料作用。

拉深凸模和凹模

拉深凸模和凹模，需要保证精度（包括尺寸和凸模与凹模的圆角半径)达 \mathsf { R a } 0 . 4 \mathsf {mm } ，表面粗糙度值达到{ \mathsf { R a 0 . 4 } } { \mu { m } } . ，为方便刃口修磨、尺寸和压边力的调整，落料凹模、拉深凹模和压边圈均采用镶件镶入相应模板内。3次拉深的控制尺寸、凹模和凸模的圆角半径、模具零件间隙等情况分别如图5和图6所示。

零件 2 x \Phi 二 ( 1 1 . 3 ± 0 . 1 ) {mm } 的孔有毛刺面方向要求，拉深的凸、凹模为倒装，即拉深凸模装于下模，凹模镶件设置于卸料板上，凹模镶件内设置推件装置，可通过调节其上的弹簧使模具在下死点时起到校正的作用，而压边圈镶件设置于凹模板上，起压边、抬料的作用。

卸料与零件收集

零件的凸缘较小，如果最后零件分离落料工序的凸模在上，凸模的刃口很薄，强度低，生产过程会出现破损，不但会造成模具制造成本增加，而且模具会因更换零件停顿造成生产效率的大幅度降低。零件分离落料工序的凸模装在下模，凹模装于卸料板上。但这也存在一个问题，零件会留在凹模内，需要从凹模内推出，模具采用小气缸作为动力实现推出和缩回，克服了压缩弹簧压缩量大、压缩力不足和强力弹簧压缩量不足的缺点。为使零件不掉落于凹模板上，影响条料的送进，在卸料板设置了2个吹气口，让零件在下落的过程中被吹出。

图53次拉深的凹模镶件

凸模结构改进

图7凸模结构

为防正冲压过程中装于下固定板的凸模被抬起，需在凸模设置螺纹或挂台，而设置螺纹需选择未经热处理的材料先进行螺纹加工，材料热处理后再进行线切割等加工，加工周期长，对模具交货周期有影响，而设置挂台，模具装配与拆卸需拆开下垫板，或者为方便从凹模板安装或拆卸，需增加凹模的压块，从而增加凹模板的结构复杂程度。将原凸模结构(见图7(a))改进为图7(b)所示的镶拼结构，可以采用热处理材料进行线切割加工，而螺纹部分采用未经热处理的材料加工，然后进行镶拼，缩短了模具制造时间，也方便凸模的拆装。

结束语

零件集盒形、阶梯形和圆筒形的特征于一体，是拉深的综合运用。设计的模具实现了拉深的连续冲压，已应用于生产实践，取得较好的效果，可为该类拉深零件的冲压设计提供参考。通过实践，也发现了存在的问题，拉深毛坯的余量尚可缩小，从而提高材料的利用率，降低生产成本。

图63次拉深的凸模

论文集

钼金属拉深开裂原因初探及解决措施

文王凤兰

由于钼金属本身许多优点：如熔点高、导电性能好等，使其在电真空等行业中应用广泛，且成为不可被替代的材料之一。但钼金属本身塑性和伸长率都较低，其变形能力差，不始于拉深变形，在深拉深零件中成品率极低，为解决钼件深拉深出现的纵向开裂、横向开裂，许多专业人员已经做了努力，并取得了一定成效。如采用交叉辗压钼片、含钛钼片等，其成品率高普通钼片，但这样会大幅提高制件成本。因此，研究普通钼片深拉深工艺以提高制件产品的成品率是十分重要的。

钼拉深纵向开裂受力分析及解决措施

受力分析，钼在深拉深过程中，由于在制件端口处有应力集中，即端□部呈锯齿形，当残余应力积累到一定程度，超过材料本身的强度极限，就会在其最薄弱处产生开裂，在拉深过程中受到拉应力是产生纵向开裂的直接原因。

如图1所示，在落料拉深过程中，在拉深变形区向冲模中心移动时，其圆周方向上尺寸也随着减小，这时其受到相邻部分金属作用，其作用与两个斜面受拉力作用而变形的金属相似，因而在圆周方向上产生切向压应力o切，如图2所示。因此，当σ切过大时，就会在料厚方向上产生一个向外的分力，此力为拉应力，这个拉应力积累到一定程度，超过钼片的强度极限时，就会产生开裂。

图1拉深时毛坯的变形特点

图2切向压应力的产生

解决措施，为进一步了解纵向开裂原因，我们做了如下试验。将钼片进行首次拉深后，将端口处车去1mm（口端见平），进行第二次拉深，只有 1 % 零件出现纵向开裂；然后将这些零件分成两部分，一部分不做车削处理，另一部分再次将端口出车去 1 \mathsf {mm } ，之后进行第三次拉深，结果发现不经车削处理零件，有 4 0 % 出现纵向开裂，经过车削处理的零件出现裂纹的只有5 ‰

图3首次拉深制件（未经乍削处理）

由上述试验，我们做如下分析：

钼在首次拉深后，零件端口处存在应力集中点，在制件上表现为口端形成小的锯齿形，如图3所示。由于首次拉深应力集中不严重，没有超过材料强度极限，因此，在首次拉深不会出现纵向开裂，如果端口部分不经过车削处理，直接进行二次拉深，端口处残余应力随之加大，应力更加集中，锯齿状加大，如图4所示，就会出现纵向开裂，再进行三次拉深，残余应力经过积累，应力会更加集中，裂纹会向零件底部延伸，如图5所示，同时又有新的裂纹产生。

图4二次拉深制件（未经乍削处理）

首次拉深后，将端口部锯齿形车去，除去端口部残余应力，削弱了端口部位的应力集中，经过二次拉深后，所产生应力集中不会超过材料本身的强度极限，所以不易产生裂纹，但是经过二次拉深，同样会产生应力集中，如果不进行车削处理，直接进行三次拉深，残余应力积累端口部，同样会产生纵向开裂。所以二次拉深之后，制件端口同样要车去1mm，不但应力减小，且锯齿状应力集中点也可消除，为再次拉深和成形打下良好的基础。

钼拉深横向开裂受力分析及解决措施

受力分析，将拉深件剖开，测量各部分厚度变化，发现零件筒壁上部变厚，越靠筒口月厚，最厚处增加达

图5三次拉深制件（未经车削处理）

2 5 % （1.258）。筒底稍许变薄，最薄处约为料厚 8 7 % ，如图6所示。这是由于拉深过程中，在压应力作用下厚度有所变化，拉深时材料在模具里有变薄过程，材料通过凸凹模间隙时所受拉力最大。因此，钼件产生横向开裂主要原因是拉深过程中口端材料变厚，使拉深过程中拉力增大。再加上钼本身塑性差，零件就很容易拉断。

解决措施，减小拉力。可以采用润滑剂等方法，虽然开裂现象有所降低，但成品率提高不明显；根据拉深过程中材料变厚的原理，我们采用增大凸凹模间隙的方法，经试验证明当凸凹模间隙加大 1 0 % ~ 1 5 % 时，钼件横向开裂基本解决。

增加材料塑性。减少零件横向开裂的另一种方法，是提高零件筒壁承载能力，而承载能力取决于材料本身塑性。塑性越大，拉深时拉力越小，提高钼塑性主要办法是采用退火工艺。采用高温退火：将制件加热8 7 5 ~ 9 0 0 ^ { \circ } \mathtt { C } ，保温 3 0 { m i n } ，随炉冷却 4 0 { { m i n } } 后取出。通过高温退火能起到消除上道工序应力和软化材料作用。采用低温退火：将经过高温退火的钼件放在马弗炉中加热至 5 7 0 ^ { \circ } sf { C } 左右，保温 2 \mathsf { m i n } ，热冲。通过低温退火起到软化作用，即减少了拉应力也提高了钼件的塑性，进而减少零件横向开裂。

图6拉深件各处厚度变化情况

结语

对于钼在深拉深过程中产生的纵向开裂，采取车削处理方法，在制件端口处车去1mm左右，去掉端口锯齿形，消除端口部位应力集中点，然后再进行下道工序拉深。

对于钼件在深拉深过程中产生的横向开裂，主要采取增大凸凹模间隙(增大 1 0 % ~ 1 5 % ）；采用高温退火后低温退火进行热冲的方法，提高材料塑性，减少零件横向开裂。

论文集

汽车纵梁内衬筒深拉伸件工艺分析

文|韩耀东

引言

随着汽车行业的飞速发展，产品更新换代越来越快，在计算机三维软件辅助设计造型的帮助下，汽车零部件形状的复杂程度越来越高，尤其是新材料、新工艺的应用，给汽车行业带来了翻天覆地的变化。但是，在传统的汽车制造业中，冲压、焊接目前还是主流趋势。冲压模具设计制造是汽车行业“四大工艺”的源头，同时也是最为关键的部分，而拉伸模的设计与制造就是冲压模具设计与制造的重中之重了。深拉伸、高强板的成形工艺仍然是冲压行业的难题，特别是深拉伸工艺。

制件介绍

图1所示制件是汽车底盘纵梁上连接保险杠的一个部件，俗称内衬筒，材料 0 x 5 4 0 + 2 ，料厚 2 . 5 \mathsf {mm } ，属于盒形深拉伸件。从这个零件的使用要求分析，法兰面是与保险杠装配的平面，必须平整，而且孔位是安装孔，所以孔位尺寸必须正确稳定，确保保险杠安装后外观平滑均匀；拉伸件的盒型壁面是与纵梁贴合的焊接面，尺寸、垂直度及相对几何尺寸都有要求，同

图1内衬筒制件图

时该零件还有功能要求，材料的壁厚变化不能超过一定的限度，要确保零件的壁厚均匀，满足强度要求。

工艺分析

盒形件拉伸与圆筒件的拉伸相比，最大的差别是拉伸周边的变形不均匀，圆筒件的拉伸工艺及计算目前还比较成熟，但是盒形件、尤其是异形盒形件的成形工艺及计算目前还没有比较成熟的方法，很大程度上依据经验法处理，方法也多种多样。因此，在冲压工艺设计和模具设计当中，需要解决的问题和解决问题的方法也不完全相同。虽然现阶段的计算机CAE辅助分析，给传统的工艺分析提供了很大的帮助，但仍然离不开传统经验数据的处理。为此制定制件成形的初步工艺方案是： ① 落料（需要计算确定毛坯尺寸）； ② 拉伸（拉伸次数待定，需要通过计算分析）； ③ 整形打印；④ 修边冲底孔； ⑤ 翻孔； ⑥ 冲孔。

毛坏形状和尺寸的确定

(1）修边余量的确定。

在拉伸过程中，由于材料机械性能各向异性，模具间隙的均匀性、板厚变化、摩擦阻力不等及定位不准等原因的影响，拉伸外形的凸缘周边会产生不齐的现象，尤其是深拉伸件、盒型件，凸缘形状复杂的原因，外形必须进行修边。所以在计算毛坏尺寸时，需要考虑修边余量。有凸缘盒型拉伸件的修边余量可以根据“有凸缘筒形拉伸件的修边余量 δ ^ { \prime \prime } 表格查询（盒型件以短边为查表依据），凸缘宽度b _ { β } = 1 1 0 . 3 \mathsf {mm } 、短边宽度\mathsf { b { = } } 6 0 . 0 3 \mathsf {mm } ，凸缘的相对比值b a / \mathsf { b } { = } 1 . 8 4 \mathsf {mm } 计算查表，得到修边量8= 3 \mathsf {mm } ，考虑材料的厚度 2 . 5 \mathsf {mm } ，修边量取值 δ = 3 \mathsf {mm } 适宜。

(2）型面修补。

考虑到零件的底部是敞口的，为方便拉伸，底部需要做成封闭型面，然后经过冲孔、翻边达到零件的最终效果，需要进行补面。取盒形件壁部圆角半径最小的一个 \mathsf { R } { = } 2 0 . 5 \mathsf {mm } 计算底部的翻边量。为了使翻边的痕迹尽可能的小，翻边预孔直径d尽可能取大，需要将冲底孔的尺寸取到拉伸件的底部圆弧切点处。从拉伸的角度分析，底部圆角r较大，对拉伸有利，但是翻边时的极限翻边系数K值与材料的性能、预孔的加工性质和状态、d/t的比值、凸模的形状有关。目前材料性能已经明确，加工方式是冲压，翻孔凸模采用圆柱形凸模，现在需要确定的是底部圆角半径r，它是直接关系到零件的拉伸与翻边成功的关键因素。r越大，d就越小，d/t的比值越小，极限翻边系数越小，对翻孔有利，但是它还直接与零件的实际翻边系数有关，d越小，零件的实际翻边系数就更小，这是一个矛盾的统一。如图2所示，先假设 \mathsf { r } { = } 1 0 \mathsf {mm } 0壁厚 \tan \angle . 5 \tan \angle ，那么 \mathsf { d } { = } 2 1 \mathsf {mm } ， { \mathsf { d } } / \scriptstyle { t } = 2 1 / 2 . 5 = 8 . 4 ，查表“低碳钢的极限翻边系数 { \sf K } ^ { \prime \prime } 得知： \mathsf { K } _ { \mathsf { m i n } } { = } 0 . 5 2 ，而此时的实际翻边系数 = 2 1 / 4 3 . 5 = 0 . 4 8 显然小于极限翻边系数，不可取。再假设 \scriptstyle \mathsf { r } = 9 \mathsf {mm } ，计算结果还是不可取。现在再假设底部圆角 \mathsf { r } { = } 7 . 5 \mathsf {mm } ，此时角部预冲底孔的直径 d = 2 6mm ， { \mathsf { d } } / \scriptstyle { t = 1 0 . 4 } ，查表， \mathsf { K } _ { \mathsf { m i n } } = 0 . 5 5 ，而实际的翻边系数 \mapsto 1 = 1 / \mathsf { D } = 2 6 / 4 3 . 5 = 0 . 6 ；大于K _ { { m i n } } = 0 . 5 5 ，满足翻边要求。所以确定底部圆角 \mathsf { r } { = } 7 . 5 \mathsf {mm } 。现在再来计算一下翻孔的高度值。