拉深过程中变形毛坯各部分的应力和应变状态

郑州五金模具的小编了解到：拉深过程中，材料的变形程度由底部向口部逐渐增大，因此拉深过程中毛坯各部分的硬化程度不一，应力与应变状态各不相同。随着拉深的不断进行，留在凹模表面的材料不断被拉进凸、凹模的间隙而变为筒壁，因而即使是变形区同一位置的材料，其应力和应拉深过程中，材料的变形程度由底部向口部逐渐增大，因此拉深过程中毛坯各部分的硬化程度不一，应力与应变状态各不相同。随着拉深的不断进行，留在凹模表面的材料不断被拉进凸、凹模的间隙而变为筒壁，因而即使是变形区同一位置的材料，其应力和应变状态也在时刻发生变化。 

现以带压边圈的直壁圆筒形件的首次拉深为例，说明在拉深过程中的某一时刻毛坯的变形和受力情况。假设，为毛坯的径向应力与应变；,为毛坯的厚向应力与应变， 为毛坯的切向应力与应变 .根据圆筒件各部位的受力和变形性质的不同，将整个毛坯分为如下 5 个部分，郑州五金模具的小编将为大家逐一介绍： 

(1) 平面凸缘部分——主要变形区 

这是拉深变形的主要变形区，也是扇形格子变成矩形格子的区域。此处材料被拉深凸模拉进凸、凹模间隙而形成筒壁。这一区域主要承受切向的压应力和径向的拉应力，厚度方向承受由压边力引起的压应力的作用,是二压一拉的三向应力状态。

由网格实验知：切向压缩与径向伸长的变形均由凸缘的内边向外边逐渐增大，因此和的值也是变化的

单元体的应变状态也可由网格试验得出：切向产生压缩变形，径向产生伸长变形，厚向的变形取决于 和，之间的比值。当的绝对值最大时，则为压应变，当的绝对值最大时，为拉应变。因此改区域的应变也是三向的。 

由图 4.1.2 可知，在凸缘的最外缘需要压缩的材料最多，因此此处的应是绝对值最大的主应力 , 凸缘外缘的应是伸长变形。如果此时值过大，则此处材料因受压过大失稳而起皱，导致拉深不能正常进行。 

(2) 凹模圆角部分——过渡区 

这是凸缘和筒壁部分的过渡区，材料的变形比较复杂，除有与凸缘部分相同的特点，即径向受拉应力和切向受压应力作用外，厚度方向上还要受凹模圆角的压力和弯曲作用产生的压应力，：的作用。此区域的变形状态也是三向的：是绝对值最大的主变形,和是压变形，此处材料厚度减薄。 

(3) 筒壁部分——传力区 

这是由凸缘部分，它将凸模的作用力传给凸缘，因此是传力区。拉深过程中直径受凸模的阻碍不再发生变化，即切向应变为零。如果间隙合适，厚度方向上将不受力的作用，即为零。是凸模产生的拉应力，由于材料在切向受凸模的限制不能自由收缩，也是拉应力。因此变形与应力均为平面状态。其中为伸长应变，为压缩应变。 

(4) 凸模圆角部分——过渡区 

这部分是筒壁和圆筒底部的过渡区，材料承受筒壁较大的拉应力、凸模圆角的压力和弯曲作用产生的压应力和切向拉应力。在这个区间的筒壁与筒底转角处稍上的地方，拉深开始时材料处于凸、凹模间，需要转移的材料较少，受变形的程度小，冷作硬化程度低，加之该处材料变薄，使传力的截面积变小，所以此处往往成为整个拉深件强度最薄弱的地方，是拉深过程中的“危险断面”。 

(5) 圆筒底部——小变形区 

这部分材料处于凸模下面，直接接收凸模施加的力并由它将力传给圆筒壁部，因此该区域也是传力区。该处材料在拉深开始就被拉入凹模内，并始终保持平面形状。它受两向拉应力和作用，相当于周边受均匀拉力的圆板。此区域的变形是三向的和为拉伸应变，为压缩应变。由于凸模圆角处的摩擦制约了底部材料的向外流动，故圆筒底部变形不大，只有1 ％～ 3 ％，一般可忽略不计。

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