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五金拉深模具常见问题产生原因和解决方法

2017-10-13

 

拉深(又称拉延)是利用拉深模在压力机的压力作用下,将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它是冲压基本工序之一,广泛应用于汽车、电子、日用品、仪表、航空和航天等各种工业部门的产品生产中,不仅可以加工旋转体零件,还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。下面具体介绍五金拉深模具常见问题产生原因和解决方法。

 

    【拉伸模具】五金拉深模具常见问题产生原因和解决方法

 

五金拉深模具

 

五金拉深模具

 

    一、拉深概念;

 

    拉深:将板料压制成空心件(壁厚基本不变);

 

    拉深过程:是由平面(凸缘)上的材料转移到筒形(盒形)侧壁上,因此平面的外形尺寸发生较大的变化;

 

    拉深系数:拉深直径与毛胚直径之比值“m”毛胚到工件的变形程度)。

 

    二、影响拉深系数的主要因素;

 

    1.材料机械性能(降伏强度---弹性变形;抗拉强度----塑性变形;延伸系数;断面收缩率);

 

    2.材料的相对厚度(T/D<1D为毛胚直径);

 

    3.拉深次数:由於存在冷作硬化现象,除中间采用退火工序,一般每次的m值为第增(m1可见m1尽可能取小值);

 

    4.拉深方式:有无压料板对m值影饷是有压料板m可取小些;凸模R过小时比较容易产生危险截面破裂;

 

    5.凸凹模圆角半径:凹模R大可减小成形的磨擦力,但过大时压料面积减小会引起起皱;

 

    6.拉深工作面的光洁度以及润滑条件,间隙等;

 

    7.拉深速度:拉深时速度过快,凸缘材料无法及时转换成侧壁容易产生破裂。

 

    三、带凸缘筒形件的第一次拉深系数受到下列因素影响;

 

    1.其中d凸/d1:凸缘相对直径应包括修边余量;

 

    2.h1/d1=相对高度(窄凸缘:d凸/d=1.1~1.4);

 

    3.r/d1=相对圆角半径(宽凸缘:d凸/d>1.4);

 

    4.t/D=相对厚度:对於宽凸缘筒形件一般要求第一次拉深时就拉成所要求的凸缘直径,此时应尽量采用更小m1,既用足变形能力,以后各次拉深中凸缘直径保持不变(凸缘不变原则)。

 

    四、拉深工序安排

 

    1.材料较薄拉深深度比直径大的零件:用减小筒形直径来达到增加高度的方法,圆角半径可逐次减。

 

    2.材料较厚拉深深度和直径相近的零件:可用维持高度不变逐步减小筒形直径过程中减小圆角半径;

 

    3.凸缘很大且圆半径很小时:应通过多次整形达成;

 

    4.凸缘过大时:必要时采应胀形成形法。

 

    为体现“凸缘不变”原则,让第一次拉深形成的凸缘不参与以后各次的拉深变形,宽凸缘拉深减首次入凹模的材料(即形成壁与底的材料)应比最后拉深完成实际所需的材料多3~10%。

 

    注:按面积计算拉深次数多时取上限,反之取下限。这些多余的材料将在以后各次拉深琢步返回到凸缘上,引起凸缘变厚但能避免头部拉裂,局部变薄的区域可通过整形来修正。因此拉深时严格控制各次的拉深高度是相当重要的。

 

    五、盒形件拉深

 

    转角部分相当於筒形件的拉深,直壁部分相当於弯曲变形;

 

    六、拉深润滑理论

 

    1:单面润滑

 

    在拉深过程中,材料与模具之间有磨擦存在,这时有5种磨擦力:

 

    A.磨擦力F1,2,3逆拉深变形方向,不仅使拉深系数增大,拉深力增加而且会磨损,刮伤模具和工间表面,所以是有害的;

 

    B.F4,5顺著拉深成形方向,且有阻碍材料在危险段面处变薄的作用,因而是有益的基於这种分析,在拉深操作中应该润滑凹模一面,不准润滑冲头一面,在生产实际中有时会将凹模和压边圈表面尽量抛光而将冲头表面有亿弄粗糙来进行拉深;

 

    C.单面润滑只舌合於某些筒形件的拉深而不舌合整个拉深更艺的各种拉深成形(如:淺筒形件,盒形件及胀形变形为主的曲面零件的拉深成形);

 

    2:双面润滑理论

 

    盒形件拉深的双面润滑:

 

    从变形的角度来看,筒形件拉深的变形是均匀的,要求其变形区顺利变形且尽量减少传力区的塑性变形,以提高成形极限,这时只有单面润滑才能满足要求而在盒形件的拉深中,由於其变形区存在有不均匀变形的特点,因而利用双面润滑条件发挥传力区的变形潜力来补偿这两部分变形区的不均匀性,既能提高传力区的承载能力,又能促进整个变形区顺利进行塑性变形,於是盒形件的拉深成形极限便获得了一定程度的提高。

 

    七、抽引拉裂维修方法;

 

    1.拉裂形式:

 

    A.颈部拉裂

 

    B.头部拉裂

 

    C.头部圆角拉裂

 

    D.框口拉裂

 

    2.維修方法

 

    1.“A、B”颈部与头部拉裂;

 

    原因分析:

 

    1)前一抽高度不够(材料抽入量过少);

 

    2)凹模圆角过小或R角与直面过渡处不光滑。

 

    对策:

 

    1)前一抽高度适当加高;

 

    2)针对凹模圆角进行抛光并她不适当加大R角。

 

    2:”C”头部圆角拉裂

 

    原因分析:

 

    1)前一抽冲子高度不够;

 

    2)冲子R角过。ㄏ喽杂谇耙怀椋┰步谴Σ牧铣惺懿蛔」蟪潭鹊乃布渥

 

    3)前一抽冲子A尺寸小于本抽。

 

    对策:

 

    1)前一抽冲子高度适当加高;

 

    2)适当加大冲子R角并修正A尺寸(确保大于或等于前一抽)

 

    3:”D”框口拉裂

 

    原因分析:

 

    1)工艺孔距抽引壁过近;

 

    2)冲之R角过大或太光滑(底部材料流动时磨擦力减小导致过量流动);

 

    3)底部材料之压料力过小。

 

    对策:

 

    1)位移工艺孔;

 

    2)冲之R角减小且故意地适量打毛;

 

    3)模仁之浮料块弹簧力量加强。

 

    4:第二抽拉裂

 

    原因:第一抽至第二抽过渡太大,材料承受不起舜间转换时的压力而产生破裂。

 

    对策:将第一抽冲子头部磨斜度(如图所示)

 

    5:抽引起皱维修方法;

 

    原因分析:

 

    1)凸缘压料力过。

 

    2)凸缘压料面积过。

 

    3)在抽引过程中由於拉裂引起的材料堆积。

 

    对策:

 

    1)剥料板弹簧强度(建议用红色);

 

    2)剥料板预压量(1T+0.02~0.04mm);

 

    3)先将拉裂修复。

 

    总结:

 

    1.在维修拉裂时首先要检查第一抽凸缘变形量----使凸缘材料最大限度地转化成侧壁之材料。

 

    2.要确定各抽之抽引高度确认各抽之抽引高度时需以冲子高度为准(并作好记录)。

 

    *以最后一抽冲子高度为基准(若现有产品高度为OK);最后第二抽应比最后一抽高0.10~0.20mm前面几抽应逐渐降低。

 

    3.检查凹模工作面光洁度。

 

    4.在维修拉裂时需综合考量仔细分析原因、切不可“头痛医头,脚痛医脚”。

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