實例分析:沖壓落料拉深復合模
文/三哥
拉深模的基本原理 拉深是利用模具將平板毛坯或半成品毛坯拉深成開口空心件的一種冷沖壓工藝。
拉深工藝可制成的制品外形有:圓筒形、門路形、球形、錐形、矩形及其它各種不規則的開口空心零件。拉深工藝與其它沖壓工藝結合,可制造外形復雜的零件,如落料工藝與拉深工藝組合在一起的落料拉深復合模。
拉伸模同時需要注意以下幾點問題:
1.材料:
好的材料是成功的一半,對于拉伸,萬萬不可忽視。拉伸用冷軋薄鋼板主要有08Al、08、08F、10、15、20號鋼,其中用量最大的是08號鋼,分為沸騰鋼和鎮靜鋼,沸騰鋼價格低,表面質量好,但偏析較嚴重,有“應變時效”傾向,不適用于對沖壓性能要求高外觀要求較嚴格的零件,鎮靜鋼較好,性能均勻但價格較高,代表牌號為鋁鎮靜鋼08Al。國外鋼材用過日本SPCC-SD深沖壓鋼,其拉伸性能優于08Al。
經驗1:當客戶對材料的要求不是很苛刻、反復試模達不到要求時,可以換一種材料再試。
2.毛坯尺寸的確定:
形狀簡單的旋轉體拉伸件的毛坯直徑在不變薄的拉伸中,材料厚度雖有變化,但基本與原始厚度十分接近,可以根據毛坯面積與拉伸件面積(若有修邊須加上修邊余量)相等的原則計算出。但是,往往拉伸件形狀和過程比較復雜,有時還要變薄拉伸,雖然現在有許多三維軟件可進行展開料計算,但其精確度不能100%達到要求。
解決辦法:試料。
一個產件要經過多道工序,頭道工序一般是落料工序。首先要進行展開料計算,對毛坯的形狀和大小有個大概認識,以便確定落料模的總體尺寸。在模具設計完成后不要加工落料模的凸凹模尺寸。先用線切割加工毛坯(毛坯較大時可用銑床銑后再鉗修),經過后續拉伸工序的反復實驗,最終確定了毛坯尺寸,然后再加工落料模的凸凹模。
經驗2:倒排工序,先試拉伸模,后加工毛坯的落料刃口尺寸,事倍功半。
3.拉伸系數m
拉伸系數是拉伸工藝計算中的主要工藝參數之一,通常用它來決定拉伸的順序和次數。影響拉伸系數m的因數很多,包括材料性能、材料的相對厚度、拉伸方式(指有無壓邊圈)、拉伸次數、拉伸速度、凸凹模圓角半徑、潤滑等。有關拉伸系數m的計算和選用原則是各種沖壓手冊中介紹的重點,有推算、查表、計算等許多方法,祥之又祥,我也是按書選擇,并無新鮮的東東,請看書。
經驗3:材料的相對厚度、拉伸方式(指有無壓邊圈)、拉伸次數是不好在修模時調整的,一定要慎重!!最好在選擇拉伸系數m時找同事校一遍。
4.在凹模上涂潤滑油,或在薄板上套薄膜袋。
經驗4: 遇到拉伸拉裂時,在凹模上涂潤滑油(不要在凸模涂),工件靠凹模一面覆0.013--0.018mm的塑料薄膜.
5.工件熱處理
在拉伸過程中,工件由于冷塑性變形,產生冷作硬化,使其塑性降低,變形抗力和硬度增大,再加上模具設計不合理,就需要進行中間退火,以軟化金屬,恢復塑性。
注意:在一般工藝中中間退火不是必須的,畢竟要增加成本,要在增加工序和增加退火中進行選擇,慎用!退火一般采用低溫退火,即再結晶退火。退火時要注意的事項有兩點:脫炭和氧化。這里主要講講氧化。工件氧化后有氧化皮,害處有二:使工件有效厚度變薄,增加模具磨損。公司條件不具備時,一般采用普通退火,為減少氧化皮產生,退火時要盡可能將爐膛裝滿,還有一些辦法:
(1)工件少時可與其他工件混裝(前提:退火工藝參數應基本一致)
(2)將工件裝在鐵盒中焊封后再裝爐。為消出氧化皮,退火后要根據情況進行酸洗處理。公司條件具備時,可采用氮爐退火,即光亮退火。不細看,幾乎和沒退火前顏色一樣。
經驗5:對付冷作硬化強的金屬或在試模中出現拉裂又無其它辦法時,增加中間退火工序。
6.補充幾點:
(1)產品圖上的尺寸應盡可能在一側標注,讓人明確是保證外部尺寸還是內腔尺寸,不能同時標注內外型尺寸。他人提供的圖紙有此類問題應與其溝通,能統一則統一,不能統一時要知道該工件的與其它件的裝配關系。
(2).對最后一道工序,工件尺寸在外,以凹模為主,間隙以減小凸模尺寸取得;工件尺寸在內,以凸模為主,間隙以增大凹模尺寸取得;
(3)凸凹模圓角半徑在設計時盡可能采用小的容許值,給后續修模帶來方便。
(4)判斷工件拉裂的原因時可參考:因材料質量差而產生的裂口多為鋸齒狀或不規則形狀,因工藝、模具而產生的裂口一般比較整齊。
(5)"多則皺,少則裂”,按此原則調節材料的流動狀況,方法有調整壓邊圈的壓力、增加拉深筋、修整凸凹模圓角半徑、工件上切工藝口等。
(6)為保證耐磨性和防止拉伸劃痕,凸凹模和壓邊圈必須淬火,必要時可鍍硬鉻。
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