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變薄拉延(ironing)
凸模和凹模之間的間隙小于坯料的厚度、坯料在拉延成形過(guò)程中厚度得到預(yù)計(jì)減薄的塑性加工方法
通常，變薄拉延是后續(xù)拉延工序，其坯料是在前面工序里得到的空心圓筒形半成品。在變薄拉延工序中，坯料內(nèi)徑一般變化不大。變薄拉延用于減小制件表面粗糙度、提高制件側(cè)壁板厚均勻度以及制件尺寸精度等方面。此外，用在使制件不降低剛度只減輕重量等方面也是有效的。
變薄拉延的特點(diǎn)是在坯料與模具的接觸表面上作用著很大的法向應(yīng)力和在坯料的內(nèi)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時(shí)，當(dāng)坯料被拉過(guò)凹模時(shí)，作用在與凹模接觸的坯料外表面上的摩擦力的方向與拉延方向相反。而與此同時(shí)，由于變薄坯料被拉長(zhǎng)，坯料沿凸模反拉延方向滑動(dòng)時(shí)，作用在與凸模接觸的坯料內(nèi)表面上的摩擦力的方向則與拉延方向相同。
變薄拉延時(shí)，變形區(qū)的尺寸與坯料相比一般是較小的，而且其軸向的上下兩邊在整個(gè)變形過(guò)程中，幾乎都被坯料側(cè)壁的不變形部分限制著。對(duì)變薄拉延工序的應(yīng)力和變形規(guī)律進(jìn)行理論分析，可以采用近似平衡方程和塑性條件聯(lián)解法、滑移線(xiàn)法及能量法，其中能量法(見(jiàn)變形力學(xué)問(wèn)題的能量解法)是最適合的分析方法。
變薄拉延的變形程度用坯料側(cè)壁厚度的變薄率或最大斷面減縮率來(lái)表示，變薄率ψB(%)以下式計(jì)算：
ψB=(t0-t1)/t0×100
式中t0為坯料的壁厚;t1為制件的壁厚。實(shí)際加工時(shí)，變薄率不超過(guò)30%～40%。在采用串連式(階梯式)連續(xù)變薄拉延時(shí)，每道工序可取3%～5%的厚度變薄率。
變薄拉延的成形極限為制件在成形過(guò)程中的破裂。制件破裂時(shí)的凸模力Pmax(kN)可按下式計(jì)算：
Pmax≈π(dp+t1)t1σb
式中dp為凸模直徑，mm;t1為制件側(cè)壁的厚度，mm;σb為制件材料的抗拉強(qiáng)度，MPa。
變薄拉延成形所需的成形力可按下式確定：
P≈(1/1000)πdpt12τs(1+fcosθ)ln(t0/t1)
式中τs為制件材料的剪切屈服強(qiáng)度，MPa;f為材料與模具之間的摩擦系數(shù);θ為凹模斜面傾角。當(dāng)P=Pmax時(shí)，變薄拉延成形達(dá)到極限變形狀態(tài)。
變薄拉延時(shí)，潤(rùn)滑對(duì)改善成形條件、提高成形極限是十分重要的。適用的潤(rùn)滑劑有大豆油、加耐壓添加劑的混合油、礦物油+石墨、二硫化鉬等固體潤(rùn)滑劑、硫化性薄膜以及金屬薄膜等。在凹模一面進(jìn)行潤(rùn)滑是有效的。在凸模一面則以不進(jìn)行潤(rùn)滑為好。但為了加工后成形件的卸料，進(jìn)行適量潤(rùn)滑也是必要的。
變薄拉延的成形力并不完全由凸模施加到坯料變形區(qū)上，其中一部分由被強(qiáng)迫壓在凸模側(cè)面部分的坯料所承受。當(dāng)凸、凹模間隙取為坯料厚度的90%時(shí)，成形極限將有所增大。但凸、凹模間隙過(guò)小時(shí)，隨著坯料厚度變薄率的增加，成形極限會(huì)急劇減小。
