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這么多的拉伸模缺陷,你都知道嗎?
  發布者:admin 發布時間:2021/7/23 閱讀:403

1.壁破裂

這種缺陷一般出現在方筒角部附近的側壁,通常出現在凹模圓角半徑(rcd)附近。在模具設計階段,一般難以預料。即倒W字形,在其上方出現與拉深方向呈45°的交叉網格。交叉網格象用劃線針劃過一樣,當尋找壁破裂產生原因時,如不注意,往往不會看漏,它是一種原因比較清楚而又少見的疵病。

分析

方筒拉深的直邊部和角部變形不均勻,隨著拉深的進行,板厚只在角部增加,從而研磨了的壓邊圈,壓邊力集中于角部,同時,也促進了加工硬化,為此,彎曲和變直中所需要的力就增大,拉深載荷集中于角部,這種拉深的行程載荷曲線載荷峰值出現兩次。第一峰值與拉深破裂相對應,第二峰值與壁破裂相對應。就平均載荷而言,第一峰值最高,就角部來說,在加工后期由于拉深載荷明顯地向角部集中,在第二峰值就往往出現壁破裂。與碳素鋼板(軟鋼板)相比較,18—8系列不銹鋼由于加工硬化嚴重,容易發生壁破裂。即使拉深象圓筒那樣的均勻的產品,往往也會發生壁破裂。

 

2原因及消除方法


1.制品形狀

① 拉深深度過深。

由于該缺陷是在深拉深時產生的,如將拉深深度降低即可解決。但是必須按圖紙尺寸要求進行拉深時,用其他方法解決的例子也很多。

② rd、rc過小。

由于該缺陷是在方筒角部半徑(rc)過小時發生的,所以就應增大rc。凹模圓角半徑(rd)小而進行深拉深時,也有產生壁破裂的危險。如果產生破裂,就要好好研磨(rd),將其加大 。

消除方法

① 拉深深度過大。

脹形超過極限而引起縱向裂紋;另外,在精整時,縱向或橫向脹形若超過極限,也會引起破裂?傊,破裂的直接原因,與脹形超限是一致的。因此,超過變形極限而產生破裂,從形式上講,就是拉深深度過深,如果降低拉深深度,成形條件就會變好。

② 凹模圓角半徑(rd)過小。

由于是脹形變形,如果超過材料所具有的變形極限,就會產生破裂。因此,合理的rd既能防止凸緣部裂紋的產生,又能補充材料。作為改善材料流入條件的方法之一,是增大凹模圓角半徑(rd)。增大rd雖然防止了破裂產生,但這時的rd比圖紙尺寸大,為使rd達到圖紙要求,應增加一道精整工序。


2.沖壓條件

① 壓邊力過大

只要不起皺,就可降低壓邊力。如果起皺是引起破裂的原因,則降低壓邊力必須慎重。如果在整個凸緣上發生薄薄的折皺,又還在破裂地方發亮,那就可能是由于緩沖銷高度沒有加工好,模具精度差,壓力機精度低,壓邊圈的平行度不好及發生撞擊等局部原因。必須采取相應措施。是否存在上述因素,可以通過撞擊痕跡來加以判斷,如果撞擊痕跡正常,形狀就整齊,如果不整齊,則表明某處一定有問題。

② 潤滑不良

加工油的選擇非常重要。區別潤滑油是否合適的方法,是當將制品從模具內取出來時,如果制品溫度高到不能用手觸摸的程度,就必須重新考慮潤滑油的選擇和潤滑方法。在拉深過程中,最重要的因素之一是不能將潤滑油的油膜破裂。凸模側壁溫度上升而使材料軟化,是引起故障的原因。因此,在進行深拉深時,要盡量減少拉深引起的磨擦,另外,還需要同時考慮積極的冷卻方案。

③ 毛坯形狀不當

根據經驗,在試拉深階段產生壁破裂時,只要改變毛坯形狀,就可消除缺陷,這種實例非常多。拉深方筒時,首先使用方形毛坯進行拉深,rd部位如果產生破裂,就對毛坯四角進行切角。在此階段,如果發生倒W字形破裂和網格疵病,則表示四角的切角量過大。切角的形狀,如拉深時凸緣四角產生凹口,只要切角量適當減小一些,就可消除,同時還可制止破裂。

④ 定位不良

切角量即使合適,但如毛坯定位不正確,就會象切角過大那樣,仍要產生破裂。另外,當批量生產時,使用三點定位裝置時,定位全憑操作者的手感,這時往往會產生壁破裂。

⑤ 緩沖銷接觸不良

只要將緩沖銷的長度作適當調整,缺陷即可消除。

3消除方法

① 壓邊力過大。

調整拉深力最基本的方法是調整壓邊力。如果產生破裂,并且凸緣部位發亮,則是因為壓邊力過大。因此,當有破裂危險時,可稍微降低壓邊力來觀察制品的變化。

② 凹模面潤滑不足。

隨著壓邊力的增加,潤滑油油膜強度也應相應提高,使其盡量減少摩擦③毛坯形狀不良。如果毛坯越大,成形條件就會越來越壞。因此,需將毛坯減小到最小限度。即可接近下死點時,毛坯要越過拉深筋,然后進行試拉深。

3.模具問題

① 模具表面粗糙和接觸不良。

在研磨凹模面提高表面光潔度的同時,還要達到不形成集中載荷的配合狀態。

② 模具的平行度、垂直度誤差。

進行深拉深時,由于模具的高度增加,所以凸;虬寄5拇怪倍、平行度就差,當接近下死點時,由于配合和間隙方面的變化,就成為破裂的原因。因此,模具制作完畢之后,必須檢查其平行度和垂直度。

③ 拉深筋的位置和形狀不好。

削弱方筒拉深時角部的拉深筋的作用。

4消除方法

① 拉深筋的形狀和位置不對。

使用拉深筋雖然可以防止凸緣產生折皺,但其副作用是阻礙了材料的流入,因此,如果產生破裂的原因是材料流入阻力太大,那末,為了材料容易流入,就需要與毛坯形狀一起綜合分析拉深筋的位置和形狀。

② 加工不良。

如果模面加工不良,往往不能提高壓邊力。因此,需要用砂輪磨光。

4.材料

① 拉伸強度不夠。

② 晶粒過大,容易產生壁部裂紋,故應減小材料之晶粒。

③ 變形極限不足,因此要換成r值大的材料。

④ 增加板材厚度,進行試拉深。側壁縱向裂紋如果加工初期受到壓縮變形,加工后期受到拉伸變形,可能產生縱裂紋。

消除方法

如果超過變形極限,就需要換成更高級的材料,另外,還要增加板材厚度。

2凸模肩部相應部位裂紋

由于材料的強度不夠,當拉深載荷達到材料破斷載荷時就會發生此缺陷。缺陷部位產生于凸模肩R相應的部位(rp處),即比沖撞痕線更接近rp的部分。破裂部分的沖撞痕線,因與其他部位不同,可以對下面幾種情況進行觀察檢查:或者被延展;或者在凸緣的上下面有發亮的部分;或者產生折皺。另外,在側壁上有時也有發亮的部分。初期橫向破裂,呈舌狀。

5原因及消除方法

制品形狀

① 拉深深度過大。

目前,圓筒、方筒深拉深的極限是在設計階段確定的。從而,在極限附近進行拉深時,要用表面光潔、平整的材料,綜合模具配合和研磨,加工潤滑油,緩沖壓力,壓力機精度等現場條件,進行試驗拉深。

② 凸模半徑(rp)過小。

a 將rp修正到適當值。

b 圖紙上的rp過小時,首先按適當值進行拉深,然后再增加一道工序,成形所需尺寸。

③ 凹模尺寸(rd)過小。

a 將rd修正到適當值。

b 圖紙上的rd過小時,首先用適當rd值進行拉深,然后再增加一道工序,成形到所需尺寸。

④ 方筒的角部半徑(rc)過小。

a 將拉深深度減;

b 多增加一道拉深工序;

c 換成更高級的材料;

d 將板料厚度增加。

2.沖壓條件

① 壓邊力過大。

壓邊力過大時,在凸緣面上不會發生起皺。防皺壓板面粗糙度,模具配合,間隙,rp,rd,加工油的種類和涂敷條件,緩沖銷造成的壓邊力分布等,都影響防皺壓力。如果有關拉深的上述這些條件都合適的話,壓邊力就會下降,在起皺之前,不會發生破裂。壓邊力過大時,由于凸緣面會全面發亮,所以很容易判斷。

② 潤滑不良。

拉深加工與潤滑有極為密切的關系,特別是包含有減薄拉深加工時,必須控制制品溫度的升高。如果是條件好的拉深加工,潤滑油的選擇不成什么問題;條件不好的拉深加工,如果潤滑油選擇不當,就會引起破裂.

③ 毛坯形狀不良。

在試拉深階段,決定毛坯形狀是重要的工作之一。必須將毛坯形狀限制在最小尺寸。當用方形毛坯進行圓筒拉深時,極限拉深率為0.58左右。另外,如果拉深率過于嚴苛,rp部位的傷痕會產生破裂,如進行切角,就可防止破裂。拉深方筒時可先用方坯進行,這樣可以制造出漂亮的制品,但是如果達到拉深極限,在rcp附近就會產生破裂。如果已經破裂,可將毛坯的四角切去一部分。但如果切多了的話,就會產生凸緣起皺,成為產生壁裂紋的原因。

④ 毛坯定位不好。

即使毛坯形狀良好,但如果調整位置不好,或者放置方位不對,這時,凸模與毛坯產生錯位,也會產生破裂或起皺。另外,用500噸油壓機,對較大尺寸的拉深件成形時(材料是SUS304),使用粘度低的油就可進行深拉深。當使用粘度高的油進行深拉深時,拉深到高度的1/4,rp部位就會破裂。不銹鋼與軟鋼板相比較,容易受到速度的影響,但如進行充分的冷卻和潤滑,在實際操作中,其他方面的問題比速度問題更重要。當進行高速沖裁時,即使使用一般間隙,切口的全部剪切面都是非常理想的。

⑤ 模具安裝不良。

該缺陷是由模具安裝不良,上下模不對中所造成的。近來,幾乎所有的模具都備有導向裝置,由于模具不對中產生的故障已很少見。

⑥ 緩沖銷的長短不齊。

緩沖銷在使用過程中,由于出現壓彎,沖擊傷痕等,往往變得長短不一,拉深過程中,緩沖銷長的部分,由于受到集中載荷而破裂。為了對緩沖銷的長短不一進行檢查,在模具調整階段,用手來回搖銷,長銷由于集中承受壓邊圈的重量,而變得很重,這是很容易理解的。

⑦ 緩沖墊凹凸不平。

當壓力機緩沖墊的銷子位置出現凹陷,或者廢料從銷孔落到緩沖墊上,就無法控制緩沖壓力。壓力機如有活動工作臺,由于能進行簡單的清掃或檢修,所以這樣的事故是不會發生的,但如果是固定工作臺,長期不檢修,一旦使用,往往會發生事故。

⑧ 緩沖銷配備不良。

緩沖銷原則上應裝配在凸模的周圍,然而,必須有適當的間隔。如果壓邊圈很薄,緩沖銷配置不當時,產品的凸緣,在某個緩沖銷部位受到強烈拉力而使其斷裂。這時,凸緣的末端形狀,就會象舌狀樣局部延伸,這是很簡單明白的道理。另外,緩沖銷配置與凸模周邊形狀不一致,凸緣面會起皺,也往往會成為破裂的原因。歸根到底,當壓邊圈很薄,銷子的位置就有明顯的影響,因此,使壓邊圈具有充分的強度,是最基本的問題。

⑨ 起皺引起破裂。

a. 坯料尺寸大于壓邊圈。

當坯料尺寸比壓邊圈大時,拉深開始之后,坯料外露部分就產生起皺,它同“拉深筋”的功能一樣,繼續拉深會使其破裂,在試拉深階段,為了確定“拉深筋”的位置,有時故意使毛坯露在壓邊圈外。一般來說,即使是大坯料局部脹形,其原則仍是毛坯用壓邊圈壓住后再進行加壓。

b. 壓邊力小。

當壓邊力小時,毛坯表面就會起皺,該折皺通過凹模圓角半徑(rd)時,往往會破裂。因此,這種場合,折皺和破裂就混為一體。當用加工硬化程度高的不銹鋼板進行方筒深拉深時,有一光亮部分,在靠近rd處產生折皺。該折皺就是產生破裂的原因,rd部分如果破裂,首先要提高壓邊力,消除折皺,這是頭等重要的事情。決不要增大rd或者降低壓邊力。光亮部分是由于坯料厚度增加,承受集中載荷所致,因此,在提高壓邊力的同時,把模具間的接觸點到刮目相看平,消除材料增厚的部分;如呈分布載荷,則可消除凸緣面起皺,而使材料的流入變得容易。

c. 凹模半徑(rd)過大。

rd過大時,就會在rd部分產生加工硬化后的折皺,它又作為拉深筋的功能使拉深件產生破裂。從而,在進行深拉深時,rd要盡可能小,這樣易于拉深。

d. 壓邊圈側壁間隙過大。

例如圓筒凸緣壓緊拉深或方筒局部凸緣壓緊拉深時,凸模與壓邊圈側壁的間隙,必須比凹模圓角半徑(rd)小。如果間隙過大,拉深時材料不能貼緊rd,而是要向上鼓起,從而產生折皺,折皺進入間隙后壓成一定形狀,并成為產生破裂的原因。因此,加工時壓邊圈側壁要有一個合理的間隙,筒形件凸緣壓緊部分和方筒角部凸緣壓緊部分,間隙必須設計成小于rd。

e. 壓力機精度不良。

壓力機精度不良,對于淺拉深影響不大。當使用曲柄壓力機進行深拉深時,如果精度不良,就要受到明顯的影響而產生破裂。所以,保證機床精度,是拉深加工之基礎。


3. 模具關系

① 凹模表面粗糙。

進行深拉深時,凹模與壓邊圈的兩面研磨不充分,特別是拉深不銹鋼板與鋁板時,更易產生拉深傷痕。因此,凹模必須進行0.4S以下的鏡面加工,這樣可以完全消除撞擊傷痕。當進行面壓高的深拉深時,即使消除碰撞也往往會產生破裂,為了使表面更光滑,可用“刮刀”消除碰撞,防止油膜破碎。

② 消除壓邊圈碰撞。

在拉深過程中,為了不產生集中載荷,應根據板厚變化改變模面接觸狀態,使模面間隙呈均布載荷。拉深時,如不消除壓邊圈的碰撞,也會形成集中載荷而產生破裂 。

③ 拉延筋的位置和形狀不良。

由于拉延筋脹力過大而引起破裂時,可以用改變拉延筋形狀,判斷拉延筋的位置與材料的流入過程,即通過綜合判斷的辦法確定拉延筋與毛坯形狀的關系。

④ 間隙過小。

拉深件角部靠近rd部分的側壁,有亮點并產生破裂時,這是間隙過小引起的。因此,只要修正間隙,消除亮點,即可防止破裂。另外,不是全部角部,而只是某個角部發亮并產生破裂時,其原因是導向裝置不好或者只是某角部的尺寸精度差;另外,是由于凸、凹模與壓邊圈之間的垂直度差,在拉深過程中間隙產生變化,引起破裂等等。找出原因,消除光亮部位,就可防止破裂。

但下述情況例外:對四方形器皿進行淺拉深時,角部凸模的圓角半徑(rcp)和拐角圓角半徑r過小時,rcp處肯定會破裂。為了防止破裂,最好將凸模圓角半徑rcp增大到適當值,但這樣一來,制品的商品價值就會下降。為此,只要增加一道變薄拉深,既能達到制品尺寸要求,又能防止rcp部的破裂。

⑤ 凸模與壓邊圈的間隙過大。

在深拉深過程中,當凸模與壓邊圈的間隙過大時,壓邊圈產生水平移動;rd較小時,與圖2的情況一樣,材料不緊貼于rd部,而是進入凸模與壓邊圈之間形成折皺,此時如果凸凹模之間的間隙控制不好,就會產生破裂。為了使壓邊圈準確地上下移動,通常是使壓邊圈在凸模上滑動,或者采用壓邊圈在上模的導向板上導向的方法。

⑥ 由于熱膠著而產生破裂。

如果模具制造不當,在拉深過程中就會產生熱膠著,材料在拉深時也往往會破裂。另外,在試拉深時,用不經表面硬化處理的模具拉深,也往往會發生上述情況。在拉深件和模具之間使用聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜能防止破裂和拉深傷痕的發生,也可以用熱處理和表面硬化處理的辦法解決。

⑦ 壓邊圈剛性不好。

當壓邊圈剛性不好時,材料只在緩沖銷部位受到強烈拉力,而壓邊圈板面的其他部位產生撓曲,由此造成起皺并成為破裂的原因。如果緩沖銷壓力降低,凸緣面就會全部起皺,由于起皺是破裂的直接原因,所以只好重新制造一個剛性好的壓邊圈。

6材料

① 拉深性能不好。當拉深條件惡劣,又不允許增加工序時,就要提高材料的性能。

a 試換成CCV值小,r值大的材料。

b 研制深拉深性能好的材料。

② 板材厚度不夠。增加板材厚度再進行試拉深。

③ 板厚誤差大。測量板厚,如果板厚誤差大,可換成誤差小的材料進行試拉。

④ 研討時效問題。試拉深用板材,要首先確定板材的壓延日期,由于時效也會引起破裂。當確認板材壓延后存放時間已久,就要換成沒有時效危險的材料,以確定時效是否對材質有影響。

濟南數控模具科技研究所


大中專畢業生崗前就業實訓基地——濟南數控模來主要開展CAD/CAM高級編程、UG五軸編程、數控機床維修、注塑模具設計、沖壓模具設計、逆向造型、工業機器人、3D打印等崗前培訓。一次報名終身學習,培訓期間,老師采用階段性測試,充分把控學員學習進度,小班授課、一對一輔導、理論與實踐相結合、學會為止,學完后免費推薦就業。研究所長期為學員提供技術支持及就業服務。濟南數控模具科技研究所全體師生歡迎您的參觀與學習,研究所現位于濟南市章丘區圣井街道2號路濟南華力科技技工學校西南300米。

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