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拉伸模具设计的几点注意事项

2013年06月28日 ⁄ 共 2401字 评论 1 条

拉伸模在整个冲压模具行业所占的比重是非常大的,我们常见的杯子,马达上面的外壳,几乎大多数的产品上面都或多或少有一些需要拉伸的产品,而对于拉伸模的设计,也不是说按常规的算法可以计算的,这其中有太多的过程充满变数,特别是一些非旋转体的拉伸,让人望而却步.

因为拉伸模在设计时要考虑的因素实在是太多,比如拉深系数,有没有到达材料的极限,弹簧力的决定,拉伸的方向,是向上拉伸还是向下拉伸,往往不能一次成型,还要经过多次试作,才能达到理想的结果,甚至有时会有模具报废的可能,因此,在实践中不断积累经验,对拉伸模的设计是有很大帮助的。
另外,开料尺寸的大小,对整个模具的生产试作也起到了不可忽视的作用.所以大多数时候,当我们对一些不规则的拉深件进行设计时,往往会在模具设计阶段预留一个空步.

1.拉伸材料:
当客户对材料的要求不是很苛刻、反复试模达不到要求时,可以换一种拉伸性能好的材料再试,好的材料是成功的一半,对于拉伸,万万不可忽视。拉伸用冷轧薄钢板主要有08Al、08、08F、10、15、20号钢,其中用量最大的是08号钢,分为沸腾钢和镇静钢,沸腾钢价格低,表面质量好,但偏析较严重,有“应变时效”倾向,不适用于对冲压性能要求高外观要求较严格的零件
,镇静钢较好,性能均匀但价格较高,代表牌号为铝镇静钢08Al。
国外钢材用过日本SPCC-SD深冲压钢,其拉伸性能优于08Al。
当客户对材料的要求不是很苛刻、反复试模达不到要求时,可以换一种材料再试。
2.模具表面的光洁度.
进行深拉深时,凹模与压边圈的两面研磨不充分,特别是拉深不锈钢板与铝板时,更易产生拉深伤痕,严重时导致拉伸破裂.
3.毛坯尺寸的确定:
多则皱,少则裂是我们的原则, 毛坯定位设计要正确,形状简单的旋转体拉伸件的毛坯直径在不变薄的拉伸中,材料厚度虽有变化,但基本与原始厚度十分接近,可以根据毛坯面积与拉伸件面积(若有修边须加上修边余量)相等的原则计算出。但是,往往拉伸件形状和过程比较复杂,有时还要变薄拉伸,虽然现在有许多三维软件可进行展开料计算,但其精确度不能100%达到要求。
解决办法:试料。
一个产件要经过多道工序,头道工序一般是落料工序。首先要进行展开料计算,对毛坯的形状和大小有个大概认
识,以便确定落料模的总体尺寸。在模具设计完成后不要加工落料模的凸凹模尺寸。先用线切割加工毛坯(毛坯较大
时可用铣床铣后再钳修),经过后续拉伸工序的反复实验,最终确定了毛坯尺寸,然后再加工落料模的凸凹模。
经验2:倒排工序,先试拉伸模,后加工毛坯的落料刃口尺寸,事倍功半。
4.拉伸系数m
拉伸系数是拉伸工艺计算中的主要工艺参数之一,通常用它来决定拉伸的顺序和次数。
影响拉伸系数m的因数很多,包括材料性能、材料的相对厚度、拉伸方式(指有无压边圈)、拉伸次数、拉伸速度、
凸凹模圆角半径、润滑等。
有关拉伸系数m的计算和选用原则是各种冲压手册中介绍的重点,有推算、查表、计算等许多方法,祥之又祥,我
也是按书选择,并无新鲜的东东,请看书。
经验3:材料的相对厚度、拉伸方式(指有无压边圈)、拉伸次数是不好在修模时调整的,一定要慎重!!最好在选择
拉伸系数m时找同事校一遍。
4.加工油的选择非常重要。区别润滑油是否合适的方法,是当将制品从模具内取出来时,如果制品温度高到不能用手触摸的程度,就必须重新考虑润滑油的选择和润滑方法,在凹模上涂润滑油,或在薄板上套薄膜袋。
经验4: 遇到拉伸拉裂时,在凹模上涂润滑油(不要在凸模涂),工件靠凹模一面覆0.013–0.018mm的塑料薄膜.
5.工件热处理
虽然不提倡,但还是要说的, 在拉伸过程中,工件由于冷塑性变形,产生冷作硬化,使其塑性降低,变形抗力和硬度增大,再加上模具设计不合理,就需要进行中间退火,以软化金属,恢复塑性。
注意:在一般工艺中中间退火不是必须的,毕竟要增加成本,要在增加工序和增加退火中进行选择,慎用!
退火一般采用低温退火,即再结晶退火。
退火时要注意的事项有两点:脱炭和氧化。这里主要讲讲氧化。工件氧化后有氧化皮,害处有二:使工件有效厚
度变薄,增加模具磨损。
公司条件不具备时,一般采用普通退火,为减少氧化皮产生,退火时要尽可能将炉膛装满,我还用过土办法:
1.工件少时可与其他工件混装(前提:退火工艺参数应基本一致)
2.将工件装在铁盒中焊封后再装炉。为消出氧化皮,退火后要根据情况进行酸洗处理。
公司条件具备时,可采用氮炉退火,即光亮退火。不细看,几乎和没退火前颜色一样。
经验5:对付冷作硬化强的金属或在试模中出现拉裂又无其它办法时,增加中间退火工序。
7.补充几点:
1.产品图上的尺寸应尽可能在一侧标注,让人明确是保证外部尺寸还是内腔尺寸,不能同时标注内外型尺寸。他人
提供的图纸有此类问题应与其沟通,能统一则统一,不能统一时要知道该工件的与其它件的装配关系。
2.对最后一道工序,工件尺寸在外,以凹模为主,间隙以减小凸模尺寸取得;工件尺寸在内,以凸模为主,间隙以
增大凹模尺寸取得;
3.凸凹模圆角半径在设计时尽可能采用小的容许值,给后续修模带来方便。
4.判断工件拉裂的原因时可参考:
因材料质量差而产生的裂口多为锯齿状或不规则形状,因工艺、模具而产生的裂口一般比较整齐。
5.”多则皱,少则裂”,按此原则调节材料的流动状况,方法有调整压边圈的压力、增加拉深筋、修整凸凹模圆角半
径、工件上切工艺口等。
6.为保证耐磨性和防止拉伸划痕,凸凹模和压边圈必须淬火,也可以镀硬铬,也可以采用表面TD处理.必要的时候可以用钨钢来作凸凹模.如果您对钨钢这种材料还不是很熟悉,可以参考钨钢牌号对照这篇文章.

特别对于一些不锈钢产品,由于其表面硬度较高,如果产量大的话,建议用钨钢来制做拉深镶件.

评论 1 条 评论内容很精采,有内幕,而且绝对有干货

  1. 菱镁板 2015年03月19日 23:28  @回复  Δ-49楼 回复

    不错的文章,内容出神入化.

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