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 冷拉管变薄拉延(ironing)

  凸模和凹模之间的间隙小于坯料的厚度、坯料在拉延成形过程中厚度得到预计减薄的塑性加工方法

  通常，变薄拉延是后续拉延工序，其坯料是在前面工序里得到的空心圆筒形半成品。在变薄拉延工序中，坯料内径一般变化不大。变薄拉延用于减小制件表面粗糙度、提高制件侧壁板厚均匀度以及制件尺寸精度等方面。此外，用在使制件不降低刚度只减轻重量等方面也是有效的。

  变薄拉延的特点是在坯料与模具的接触表面上作用着很大的法向应力和在坯料的内外表面上作用有方向相反的摩擦力。摩擦力方向相反是由于拉延时，当坯料被拉过凹模时，作用在与凹模接触的坯料外表面上的摩擦力的方向与拉延方向相反。而与此同时，由于变薄坯料被拉长，坯料沿凸模反拉延方向滑动时，作用在与凸模接触的坯料内表面上的摩擦力的方向则与拉延方向相同。

  变薄拉延时，变形区的尺寸与坯料相比一般是较小的，而且其轴向的上下两边在整个变形过程中，几乎都被坯料侧壁的不变形部分限制着。对变薄拉延工序的应力和变形规律进行理论分析，可以采用近似平衡方程和塑性条件联解法、滑移线法及能量法，其中能量法(见变形力学问题的能量解法)是适合的分析方法。

  变薄拉延的变形程度用坯料侧壁厚度的变薄率或大断面减缩率来表示，变薄率ψB(%)以下式计算：

  ψB=(t0-t1)/t0×100

  式中t0为坯料的壁厚;t1为制件的壁厚。实际加工时，变薄率不超过30%～40%。在采用串连式(阶梯式)连续变薄拉延时，每道工序可取3%～5%的厚度变薄率。

  变薄拉延的成形极限为制件在成形过程中的破裂。制件破裂时的凸模力Pmax(kN)可按下式计算：

  Pmax≈π(dp+t1)t1σb

  式中dp为凸模直径，mm;t1为制件侧壁的厚度，mm;σb为制件材料的抗拉强度，MPa。

  变薄拉延成形所需的成形力可按下式确定：

  P≈(1/1000)πdpt12τs(1+fcosθ)ln(t0/t1)

  式中τs为制件材料的剪切屈服强度，MPa;f为材料与模具之间的摩擦系数;θ为凹模斜面倾角。当P=Pmax时，变薄拉延成形达到极限变形状态。

  变薄拉延时，润滑对改善成形条件、提高成形极限是十分重要的。适用的润滑剂有大豆油、加耐压添加剂的混合油、矿物油+石墨、二硫化钼等固体润滑剂、硫化性薄膜以及金属薄膜等。在凹模一面进行润滑是有效的。在凸模一面则以不进行润滑为好。但为了加工后成形件的卸料，进行适量润滑也是必要的。

  变薄拉延的成形力并不完全由凸模施加到坯料变形区上，其中一部分由被强迫压在凸模侧面部分的坯料所承受。当凸、凹模间隙取为坯料厚度的90%时，成形极限将有所增大。但凸、凹模间隙过小时，随着坯料厚度变薄率的增加，成形极限会急剧减小。