折弯时拐角外部会拉伸弹簧和压缩弹簧,内部会不会压缩?

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钣金拉伸会变薄吗?我发现有的钣金产品底部厚度与折弯部分的厚度不一样(折弯部分厚度要比底部厚度薄),但是有的钣金产品的各个部位厚度都是一样的?所以我想问一下,钣金拉伸在什么情况下会变薄?在什么情况不会变薄?
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很多情况下会变薄.和成型形状、模具间隙、模具压边力、材料性能有关.专门有变薄拉深,起伏成型.
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拉深缺陷与解决措施.doc 65页
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壁破裂???这种缺陷一般出现在方筒角部附近的侧壁,通常,出现在凹模圆角半径(rcd)附近。在模具设计阶段,一般难以预料。破裂形状如图1所示,即倒W字形,在其上方出现与拉深方向呈45°的交叉网格。交叉网格象用划线针划过一样,当寻找壁破裂产生原因时,如不注意,往往不会看漏。它是一种原因比较清楚而又少见的疵病。 ???方筒拉深,直边部和角部变形不均匀。随着拉深的进行,板厚只在角部增加。从而,研磨了的压边圈,压边力集中于角部,同时,也促进了加工硬化。 ???为此,弯曲和变直中所需要的力就增大,拉深载荷集中于角部,这种拉深的行程载荷曲线如图2所示,载荷峰值出现两次。
图1?方筒壁破裂 图2?方筒拉深时,凸模行 程与拉深载荷的关系
???? ???第一峰值与拉深破裂相对应,第二峰值与壁破裂相对应。就平均载荷而言,第一峰值最高。就角部来说,在加工后期由于拉深载荷明显地向角部集中,在第二峰值就往往出现壁破裂。 ???与碳素钢板(软钢板)相比较,18—8系列不锈钢由于加工硬化严重,容易发生壁破裂。即使拉深象圆筒那样的均匀的产品,往往也会发生壁破裂。???原因及消除方法??(1)制品形状。 ???①拉深深度过深。 ???由于该缺陷是在深拉深时产生的,如将拉深深度降低即可解决。但是必须按图纸尺寸要求进行拉深时,用其他方法解决的例子也很多。   ②rd、rc过小。 ???由于该缺陷是在方筒角部半径(rc)过小时发生的,所以就应增大rc。凹模圆角半径(rd)小而进行深拉深时,也有产生壁破裂的危险。如果产生破裂,就要好好研磨(rd),将其加大。??(2)冲压条件。 ???①压边力过大。 ???只要不起皱,就可降低压边力。如果起皱是引起破裂的原因,则降低压边力必须慎重。如果在整个凸缘上发生薄薄的折皱,又还在破裂地方发亮,那就可能是由于缓冲销高度没有加工好,模具精度差,压力机精度低,压边圈的平行度不好及发生撞击等局部原因。必须采取相应措施。 ???是否存在上述因素,可以通过撞击痕迹来加以判断,如果撞击痕迹正常,形状就整齐,如果不整齐,则表明某处一定有问题。 ???②润滑不良。 ???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。 ???在拉深过程中,最重要的因素之一是不能将润滑油的油膜破裂。凸模侧壁温度上升而使材料软化,是引起故障的原因。 ???因此,在进行深拉深时,要尽量减少拉深引起的磨擦,另外,还需要同时考虑积极的冷却方案。 ???③毛坯形状不当。 ???根据经验,在试拉深阶段产生壁破裂时,只要改变毛坯形状,就可消除缺陷,这种实例非常多。 ???拉深方筒时,首先使用方形毛坯进行拉深,rd部位如果产生破裂,就对毛坯四角进行切角。 ???在此阶段,如果发生倒W字形破裂和网格疵病,则表示四角的切角量过大。切角的形状,如拉深时凸缘四角产生凹口,只要切角量适当减小一些,就可消除,同时还可制止破裂。   ④定位不良。 ???切角量即使合适,但如毛坯定位不正确,就会象切角过大那样,仍要产生破裂。另外,当批量生产时,使用三点定位装置时,定位全凭操作者的手感,这时往往会产生壁破裂。   ⑤缓冲销接触不良。 ???只要将缓冲销的长度作适当调整,缺陷即可消除。??(3)模具问题。 ???①模具表面粗糙和接触不良。 ???在研磨凹模面提高表面光洁度的同时,还要达到不形成集中载荷的配合状态。   ②模具的平行度、垂直度误差。 ???进行深拉深时,由于模具的高度增加,所以凸模或凹模的垂直度、平行度就差,当接近下死点时,由于配合和间隙方面的变化,就成为破裂的原因。因此,模具制作完毕之后,必须检查其平行度和垂直度。   ③拉深筋的位置和形状不好。 ???削弱方筒拉深时角部的拉深筋的作用。??(4)材料 ???①拉伸强度不够。   ②晶粒过大,容易产生壁部裂纹,故应减小材料之晶粒。   ③变形极限不足,因此要换成r值大的材料。   ④增加板材厚度,进行试拉深。
纵向破裂???沿拉深方向的破裂,称之为“纵向破裂”,由于破裂的原因不同,所以消除方法也不同。 ??(1)由材料引起纵裂的实例。 ???使用不锈薄钢板(SUS304)在拉深极限附近进行深拉深时,rp,rd部都不破裂,而在侧壁产生纵向破裂,最典型的例子就象图1所示,破裂成象一个剥开了皮的香蕉。
图1?纵向破裂???这种裂纹的特征是纵向开裂,是从模具内取出制品的最后时刻瞬时裂开。其原因尚未定论,但可能是下述原因引起的。 ???①?深容器拉深时,由于在圆周方向受强大的压缩应力的作用,因此,内部有拉伸残余应力存在,将拉深后的容器从凹模取出时,该残余应力就急骤起作用,并以容器四周的缺口为起点产生破裂。   ②?凸缘部位的
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拉深件 缺陷及消除 拉深件缺陷及消除?? ? ? ? ? ?一. 深拉深破裂二. 胀形破裂 三. 凸缘延伸裂纹 四. 纵弯曲折皱 五. 壁增厚折皱 六. 表面精度不良 七. 表面形状不良 拉深件缺陷及消除一. 深拉深破裂? ? ? ? ??? ?1. 凹模肩部相应部位裂纹 2. 壁破裂 3. 纵向破裂 4. 自然时效破裂 5. 凸模肩部相应部位裂纹 6. 直边壁破裂 7. 侧壁端面裂纹 8. 侧壁纵向裂纹 深拉深破裂?1.凹模肩部相应部位裂 纹如图1所示,这种破裂现象产生 于非常靠近rd的部位。 (1)凹模圆角半径rd过小。 由于这种缺陷产生于rd过小 的场合,因此需将rd增大到适当 值。如果rd是图纸要求的尺寸, 可以首先用标准的rd值进行拉深, ? 然后再增加一道整形工序。?图1 rd部破裂 一.深拉深破裂?1.凹模肩部相应部位裂纹(2)由起皱引起破裂。 如果压边力太小,在凸缘部就会起皱,在rd部分如不能控制住起皱, rp或rd部分就产生破裂。尤其是rd偏小,当压边力小时,破裂就集中 发生于rd部位。其措施是必须首先很好地研磨rd部位并提高压边力, 如仍发生破裂,就要再增大压边力。? 一. 深拉深破裂?1.凹模肩部相应部位裂纹(3)材料的加工硬化。 对方筒进行深拉深,当拉深到下死点时,完全没有起皱,但在rd部 位却发生破裂。原因是,进行剧裂的拉深加工时,由于材料的硬化按 比例增加,因此,rd部位不能承受剧烈的弯曲,在变形功极低的情况 下,rd附近就会破裂。? 深拉深破裂?1.凹模肩部相应部位裂纹消除方法 (1)改变毛坯形状; (2)更换润滑油; (3)稍微变换缓冲销压力; (4)经常进行研磨,消除破裂部位的凸缘部撞击; (5)产生局部破裂的原因及消除方法。 ①定位不好或毛坯形状不合适; ②缓冲销的位置或长度不合适; ③润滑油不合适; ④凹模面的接触不良; ⑤垂直度不好; ⑥根据rd的破裂部位再研磨凸缘部位。? 深拉深破裂?2.壁破裂这种缺陷一般出现在方筒角部附近的侧壁,通常,出现在凹模圆角 半径(rcd)附近。在模具设计阶段,一般难以预料。破裂形状如图1 所示,即倒W字形,在其上方出现与拉深方向呈45°的交叉网格。 交叉网格象用划线针划过一样,当寻找壁破裂产生原因时,如不 注意,往往不会看漏。它是一种原因比较清楚而又少见的疵病。 方筒拉深,直边部和角部变形不均匀。随着拉深的进行,板厚 只在角部增加。从而,研磨了的压边圈,压边力集中于角部,同 时,也促进了加工硬化。 为此,弯曲和变直中所需要的力就增大,拉深载荷集中于角部, 这种拉深的行程载荷曲线如图2所示,载荷峰值出现两次。? 深拉深破裂?2.壁破裂图1 方筒壁破裂图2 方筒拉深时,凸模行 程与拉深载荷的关系 深拉深破裂?2.壁破裂第一峰值与拉深破裂相对应,第二峰值与壁破裂相对应。 就平均载荷而言,第一峰值最高。就角部来说,在加工后 期由于拉深载荷明显地向角部集中,在第二峰值就往往出 现壁破裂。 与碳素钢板(软钢板)相比较,18―8系列不锈钢由于 加工硬化严重,容易发生壁破裂。即使拉深象圆筒那样的 均匀的产品,往往也会发生壁破裂。? 深拉深破裂?2.壁破裂原因及消除方法 (1)制品形状。 ① 拉深深度过深。 由于该缺陷是在深拉深时产生的,如将拉深深度降低即可解决。但 是必须按图纸尺寸要求进行拉深时,用其他方法解决的例子也很多。 ② rd、rc过小。 由于该缺陷是在方筒角部半径(rc)过小时发生的,所以就应增大 rc。凹模圆角半径(rd)小而进行深拉深时,也有产生壁破裂的危险。 如果产生破裂,就要好好研磨(rd),将其加大。? ? 深拉深破裂?2.壁破裂(2)冲压条件。 ① 压边力过大。 只要不起皱,就可降低压边力。如果起皱是引起破裂的原因,则降 低压边力必须慎重。如果在整个凸缘上发生薄薄的折皱,又还在破裂 地方发亮,那就可能是由于缓冲销高度没有加工好,模具精度差,压 力机精度低,压边圈的平行度不好及发生撞击等局部原因。必须采取 相应措施。 是否存在上述因素,可以通过撞击痕迹来加以判断,如果撞击痕迹 正常,形状就整齐,如果不整齐,则表明某处一定有问题。? 深拉深破裂?2.壁破裂② 润滑不良。 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。 在拉深过程中,最重要的因素之一是不能将润滑油的油膜破裂。凸 模侧壁温度上升而使材料软化,是引起故障的原因。 因此,在进行深拉深时,要尽量减少拉深引起的磨擦,另外,还需 要同时考虑积极的冷却方案。? 深拉深破裂?2.壁破裂③ 毛坯形状不当。 根据经验,在试拉深阶段产生壁破裂时,只要改变毛坯形状,就可 消除缺陷,这种实例非常多。 拉深方筒时,首先使用方形毛坯进行拉深,rd部位如果产生破裂, 就对毛坯四角进行切角。 在此阶段,如果发生倒W字形破裂和网格疵病,则表示四角的切角 量过大。切角的形状,如拉深时凸缘四角产生凹口,只要切角量适当 减小一些,就可消除,同时还可制止破裂。? 深拉深破裂?2.壁破裂④ 定位不良。 切角量即使合适,但如毛坯定位不正确,就会象切角过大那样,仍 要产生破裂。另外,当批量生产时,使用三点定位装置时,定位全凭 操作者的手感,这时往往会产生壁破裂。 ⑤ 缓冲销接触不良。 只要将缓冲销的长度作适当调整,缺陷即可消除。? 深拉深破裂?2.壁破裂(3)模具问题。 ① 模具表面粗糙和接触不良。 在研磨凹模面提高表面光洁度的同时,还要达到不形成集中载荷的 配合状态。 ② 模具的平行度、垂直度误差。 进行深拉深时,由于模具的高度增加,所以凸模或凹模的垂直度、 平行度就差,当接近下死点时,由于配合和间隙方面的变化,就成为 破裂的原因。因此,模具制作完毕之后,必须检查其平行度和垂直度。 ③ 拉深筋的位置和形状不好。 削弱方筒拉深时角部的拉深筋的作用。? 深拉深破裂?2.壁破裂(4)材料 ① 拉伸强度不够。 ② 晶粒过大,容易产生壁部裂纹,故应减小材料之晶粒。 ③ 变形极限不足,因此要换成r值大的材料。 ④ 增加板材厚度,进行试拉深。? 深拉深破裂?3.纵向破裂沿拉深方向的破裂,称之为“纵向 破裂”,由于破裂的原因不同,所 以消除方法也不同。 (1)由材料引起纵裂的实例。 使用不锈薄钢板(SUS304)在 拉深极限附近进行深拉深时,rp, rd部都不破裂,而在侧壁产生纵向 破裂,最典型的例子就象图1所示, 破裂成象一个剥开了皮的香蕉。 图1 纵向破裂? 深拉深破裂?3.纵向破裂这种裂纹的特征是纵向开裂,是从模具内取出制品的最后时刻瞬时裂 开。其原因尚未定论,但可能是下述原因引起的。 ①深容器拉深时,由于在圆周方向受强大的压缩应力的作用,因 此,内部有拉伸残余应力存在,将拉深后的容器从凹模取出时,该残 余应力就急骤起作用,并以容器四周的缺口为起点产生破裂。 ②凸缘部位的压缩变形,使容器侧壁形成时,由于瞬时压曲,侧 壁部产生折弯或弯曲,从而产生破裂和纵向裂纹。? 深拉深破裂?3.纵向破裂消除方法 根据经验,可改变rp,rd的大小;对模具进行充分研磨;增减缓冲 销压力;改变润滑油等。当经过各种实验,都无法控制时,更换材料, 将板厚增加0.1mm,这时破裂就完全消除了。? ? 深拉深破裂?3.纵向破裂(2)胀形过多而产生破裂。 进行方筒深拉深时,会产生回弹凹陷,其措施是,用稍微加大尺寸 的凸模再进行胀形,即可消除回弹凹陷。但是如果胀形过多,由于角 部产生加工硬化,产生纵向裂纹。 目前,为了防止纵向裂纹的危险,采用精整的办法。即:将制品做 成与凸模完全相同的形状,精整时在凸缘上安装拉深筋,完全防止材 料流入,这不是一种一般的再拉深的办法。? 深拉深破裂?3.纵向破裂(3)由于混入异物而引起断裂。 若没有察觉凹模上粘有异物而进行拉深时,异物就以此为起点,可 能沿拉伸方向撕裂制品。这种原因产生的裂纹,开初小,逐渐增大撕 裂范围。? 深拉深破裂?4.自然时效破裂加工硬化性能强的SUS301等材料,当经过剧 烈的成形加工后,一直放置不用,由于残余 应力的作用,往往会发生纵向裂纹。但含镍 量多的奥氏体不锈钢板,即SUS304以上的材 料,即使进行剧裂的冲压加工,也不会产生 自然时效裂纹。 另外,使用黄铜等铜合金板,经剧烈成形 加工后一直放置,也往往会产生纵向裂纹。 其原因与残余应力及周围某些气氛有关。图1 是其示意图。?图1 自然时效裂纹 深拉深破裂?4.自然时效破裂消除方法 最主要是尽量减少残余应力。成形后立即进行退火处理能防止裂纹 产生。 为了尽量减少残余应力,操作时必须注意以下几点: ①使凹模圆角半径(rd)尽量小。 ②用多次拉深增加拉深深度时,尽可能要余留下凸缘部分。 ③设计拉深工艺时,要避免不合理的工艺。 ④压边圈应经常研磨,以增加压边力,防止折皱发生。? ? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹由于材料的强度不够,当拉深载荷达到材料破断载荷时就会发生此缺 陷。? 深拉深破裂??5.凸模肩部相应部位裂纹缺陷部位产生于凸模肩R相应的部位 (rp处),即比冲撞痕线更接近rp的部 分。破裂部分的冲撞痕线,因与其他部 位不同,可以对下面几种情况进行观察 检查:或者被延展;或者在凸缘的上下 面有发亮的部分;或者产生折皱。另外, 在侧壁上有时也有发亮的部分。 初期横向破裂,呈舌状。如图1。图1 rp部破裂 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹原因及消除方法??(1)制品形状。① 拉深深度过大。 目前,圆筒、方筒深拉深的极限是在设计阶段确定的。从而,在极 限附近进行拉深时,要用表面光洁、平整的材料,综合模具配合和研 磨,加工润滑油,缓冲压力,压力机精度等现场条件,进行试验拉深。 ② 凸模半径(rp)过小。 a 将rp修正到适当值。 b 图纸上的rp过小时,首先按适当值进行拉深,然后再增加一道 工序,成形所需尺寸。 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹③ 凹模尺寸(rd)过小。 a 将rd修正到适当值。 b 图纸上的rd过小时,首先用适当rd值进行拉深,然后再增加一 道工序,成形到所需尺寸。 ④ 方筒的角部半径(rc)过小。 a 将拉深深度减小; b 多增加一道拉深工序; c 换成更高级的材料; d 将板料厚度增加。? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹(2)冲压条件。 ① 压边力过大。 压边力过大时,在凸缘面上不会发生起皱。防皱压板面粗糙度,模 具配合,间隙,rp,rd,加工油的种类和涂敷条件,缓冲销造成的压 边力分布等,都影响防皱压力。如果有关拉深的上述这些条件都合适 的话,压边力就会下降,在起皱之前,不会发生破裂。 压边力过大时,由于凸缘面会全面发亮,所以很容易判断。? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹② 润滑不良。 拉深加工与润滑有极为密切的关系,特别是包含有减薄拉深加工时, 必须控制制品温度的升高。如果是条件好的拉深加工,润滑油的选择 不成什么问题;条件不好的拉深加工,如果润滑油选择不当,就会引 起破裂。? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹③ 毛坯形状不良。 在试拉深阶段,决定毛坯形状是重要的工作之一。 必须将毛坯形状限制在最小尺寸。当用方形毛坯进行圆筒拉深时, 极限拉深率为0.58左右。另外,如果拉深率过于严苛,rp部位的伤痕 会产生破裂,如进行切角,就可防止破裂。 拉深方筒时可先用方坯进行,这样可以制造出漂亮的制品,但是如 果达到拉深极限,在rcp附近就会产生破裂。如果已经破裂,可将毛 坯的四角切去一部分。但如果切多了的话,就会产生凸缘起皱,成为 产生壁裂纹的原因。? 深拉深破裂??5.凸模肩部相应部位裂纹④ 毛坯定位不好。 即使毛坯形状良好,但如果调整位置不好,或者放置方位不对,这 时,凸模与毛坯产生错位,也会产生破裂或起皱。 另外,用500吨油压机,对较大尺寸的拉深件成形时(材料是 SUS304),使用粘度低的油就可进行深拉深。当使用粘度高的油进 行深拉深时,拉深到高度的1/4,rp部位就会破裂。 不锈钢与软钢板相比较,容易受到速度的影响,但如进行充分的冷 却和润滑,在实际操作中,其他方面的问题比速度问题更重要。 当进行高速冲裁时,即使使用一般间隙,切口的全部剪切面都是非 常理想的。 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹⑤ 模具安装不良。 该缺陷是由模具安装不良,上下模不对中所造成的。近来,几乎所 有的模具都备有导向装置,由于模具不对中产生的故障已很少见。 ⑥ 缓冲销的长短不齐。 缓冲销在使用过程中,由于出现压弯,冲击伤痕等,往往变得长短 不一,拉深过程中,缓冲销长的部分,由于受到集中载荷而破裂。为 了对缓冲销的长短不一进行检查,在模具调整阶段,用手来回摇销, 长销由于集中承受压边圈的重量,而变得很重,这是很容易理解的。?? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹⑦ 缓冲垫凹凸不平。 当压力机缓冲垫的销子位置出现凹陷,或者废料从销孔落到缓冲垫 上,就无法控制缓冲压力。压力机如有活动工作台,由于能进行简单 的清扫或检修,所以这样的事故是不会发生的,但如果是固定工作台, 长期不检修,一旦使用,往往会发生事故。? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹⑧ 缓冲销配备不良。 缓冲销原则上应装配在凸模的周围,然而,必须有适当的间隔。 如果压边圈很薄,缓冲销配置不当时,产品的凸缘,在某个缓冲销部 位受到强烈拉力而使其断裂。这时,凸缘的末端形状,就会象舌状样 局部延伸,这是很简单明白的道理。 另外,缓冲销配置与凸模周边形状不一致,凸缘面会起皱,也往 往会成为破裂的原因。归根到底,当压边圈很薄,销子的位置就有明 显的影响,因此,使压边圈具有充分的强度,是最基本的问题。? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹⑨ 起皱引起破裂。 a 坯料尺寸大于压边圈。 当坯料尺寸比压边圈大时,拉深开始之后,坯料外露部分就产生起 皱,它同“拉深筋”的功能一样,继续拉深会使其破裂,在试拉深阶 段,为了确定“拉深筋”的位置,有时故意使毛坯露在压边圈外。 一般来说,即使是大坯料局部胀形,其原则仍是毛坯用压边圈压住?后再进行加压。 深拉深破裂??5.凸模肩部相应部位裂纹b 压边力小。 当压边力小时,毛坯表面就会起皱,该折皱通过凹模圆角半径 (rd)时,往往会破裂。因此,这种场合,折皱和破裂就混为一体。 当用加工硬化程度高的不锈钢板进行方筒深拉深时,如图1所示的 角部凸缘部位,有一光亮部分,在靠近rd处产生折皱。 该折皱就是产生破裂的原因,rd部分如果破裂,首先要提高压边 力,消除折皱,这是头等重要的事情。决不要增大rd或者降低压边力。 光亮部分是由于坯料厚度增加,承受集中载荷所致,因此,在提 高压边力的同时,把模具间的接触点到刮目相看平,消除材料增厚的 部分;如呈分布载荷,则可消除凸缘面起皱,而使材料的流入变得容 易。 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂 纹c 凹模半径(rd)过大。 rd过大时,就会在rd部分产生 加工硬化后的折皱,它又作为拉 深筋的功能使拉深件产生破裂。 从而,在进行深拉深时,rd要尽 可能小,这样易于拉深。 d 压边圈侧壁间隙过大(图2)。?图2 凸模与压边圈的间 隙 超过rd而产生破裂? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹d 压边圈侧壁间隙过大(图2)。 例如圆筒凸缘压紧拉深或方筒局部凸缘压紧拉深时,凸模与压边圈 侧壁的间隙,必须比凹模圆角半径(rd)小。 如果间隙过大,拉深时材料不能贴紧rd,而是要向上鼓起,从而产 生折皱,折皱进入间隙后压成一定形状,并成为产生破裂的原因。 因此,加工时压边圈侧壁要有一个合理的间隙,筒形件凸缘压紧部 分和方筒角部凸缘压紧部分,间隙必须设计成小于rd。? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹⑩ 压力机精度不良。 压力机精度不良,对于浅拉深影响不大。当使用曲柄压力机进行深 拉深时,如果精度不良,就要受到明显的影响而产生破裂。所以,保 证机床精度,是拉深加工之基础。? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹(3)模具关系。 ① 凹模表面粗糙。 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。因此,凹模必须进行0.4S以下的 镜面加工,这样可以完全消除撞击伤痕。 当进行面压高的深拉深时,即使消除碰撞也往往会产生破裂,为了?使表面更光滑,可用“刮刀”消除碰撞,防止油膜破碎。 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹② 消除压边圈碰撞。 在拉深过程中,为了不产生集中载荷,应根据板厚变化改变模面接 触状态,使模面间隙呈均布载荷。 拉深时,如不消除压边圈的碰撞,也会形成集中载荷而产生破裂。 ③ 拉延筋的位置和形状不良。 由于拉延筋胀力过大而引起破裂时,可以用改变拉延筋形状,判断 拉延筋的位置与材料的流入过程,即通过综合判断的办法确定拉延筋 与毛坯形状的关系。? 深拉深破裂??5.凸模肩部相应部位裂纹④ 间隙过小。 拉深件角部靠近rd部分的侧壁,有亮点并产生破裂时,这是间隙过 小引起的。因此,只要修正间隙,消除亮点,即可防止破裂。 另外,不是全部角部,而只是某个角部发亮并产生破裂时,其原因 是导向装置不好或者只是某角部的尺寸精度差;另外,是由于凸、凹 模与压边圈之间的垂直度差,在拉深过程中间隙产生变化,引起破裂 等等。找出原因,消除光亮部位,就可防止破裂。 但下述情况例外:对四方形器皿进行浅拉深时,角部凸模的圆角半 径(rcp)和拐角圆角半径r过小时,rcp处肯定会破裂。为了防止破 裂,最好将凸模圆角半径rcp增大到适当值,但这样一来,制品的商 品价值就会下降。为此,只要增加一道变薄拉深,既能达到制品尺寸 要求,又能防止rcp部的破裂。 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹⑤ 凸模与压边圈的间隙过大。 在深拉深过程中,当凸模与压边圈的间隙过大时,压边圈产生水平 移动;rd较小时,与图2的情况一样,材料不紧贴于rd部,而是进入 凸模与压边圈之间形成折皱,此时如果凸凹模之间的间隙控制不好, 就会产生破裂。 为了使压边圈准确地上下移动,通常是使压边圈在凸模上滑动,或?者采用压边圈在上模的导向板上导向的方法。 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹⑥ 由于热胶着而产生破裂。 如果模具制造不当,在拉深过程中就会产生热胶着,材料在拉深时 也往往会破裂。另外,在试拉深时,用不经表面硬化处理的模具拉深, 也往往会发生上述情况。在拉深件和模具之间使用聚乙烯薄膜和聚氯 乙烯薄膜能防止破裂和拉深伤痕的发生,也可以用热处理和表面硬化 处理的办法解决。? 深拉深破裂?5.凸模肩部相应部位裂纹⑦ 压边圈刚性不好。 当压边圈刚性不好时,材料只在缓冲销部位受到强烈拉力,而压边 圈板面的其他部位产生挠曲,由此造成起皱并成为破裂的原因。如果 缓冲销压力降低,凸缘面就会全部起皱,由于起皱是破裂的直接原因, 所以只好重新制造一个刚性好的压边圈。? 深拉深破裂??5.凸模肩部相应部位裂纹(4)材料。 ① 拉深性能不好。 当拉深条件恶劣,又不允许增加工序时,就要提高材料的性能。 a 试换成CCV值小,r值大的材料。 b 研制深拉深性能好的材料。 ② 板材厚度不够。 增加板材厚度再进行试拉深。 ③ 板厚误差大。 测量板厚,如果板厚误差大,可换成误差小的材料进行试拉深。 ④ 研讨时效问题。 试拉深用板材,要首先确定板材的压延日期,由于时效也会引起破 裂。当确认板材压延后存放时间已久,就要换成没有时效危险的材料, 以确定时效是否对材质有影响。 深拉深破裂?6.直边壁破裂拉深方筒时,直边壁中央附近, 大范围产生拉深破裂。见图1。?图1 直边壁破裂 深拉深破裂??6.直边壁破裂(1)制品形状。 ① 拉深深度过大。 如果用降低拉深深度来防止破裂的话,首先要检查其他方面原因, 当消除了其他方面的因素仍不能制止破裂时,最后采用降低拉深深度, 增加一道精整拉深工序的方法。 ② 凹模圆角半径(rd)过小。 方筒拉深时,防止直边部侧壁发生回弹凹陷的措施,一般用拉深筋 拉伸的方法,但该方法有发生拉深筋伤痕的缺陷。 因此,当不使用拉深筋拉深时,作为拉伸成形的措施是让间隙比板 厚稍小一点,同时,在rd过小的状态下选择拉深方法。如果超过拉伸 极限发生裂纹,可将rd稍微加大后进行试拉深。 深拉深破裂?6.直边壁破裂(2)冲压条件。 ① 压边力过大。 凸缘面全部发亮,说明压边力太大,可将压边力减少到既允许材料 流入而又不起皱的程度。 ② 凹模面润滑不良。 要使材料容易流入,就要检查润滑油的种类及用量。? 深拉深破裂?6.直边壁破裂(3)模具问题。 ① 凹模面加工与配合不好。 在制品产生破裂的同时,凸缘面上又有擦伤,就要用砂轮很好地磨 光,达到材料流入容易的条件。 ② 间隙太小。 制品的侧壁发亮而破裂时,是由于侧壁减薄量太大,因此需调整间 隙。 ③ 拉深筋的位置和形状不良。 由于拉深筋力量过大而产生破裂的情况很多,所以要降低拉深筋的 力量。? 深拉深破裂?6.直边壁破裂④ 模具精度不良。 模具精度不良,有模芯偏移;凸模和凹模的平行度、垂直度不好等 原因。如果对模具事先检查,在试拉深时就不会发生问题。 ⑤ 压边圈刚性不足。 压边圈刚性不足时,会只在几个缓冲销部位受到剧烈拉伸而产生破 裂。 ⑥ 压力机精度不良。 当压力机的精度不好时,就会产生与模具精度不好一样的缺陷,在 试拉深前,要使机床保持在高精度状态下,并且必须进行试拉深。? 深拉深破裂?6.直边壁破裂(4)材料。 ① 当缺陷是由于材料拉伸强度不够及晶粒过大而产生时,就需要 改变材料。 ② 当由于板材厚度不够而产生缺陷时,需要增加板材厚度。? 深拉深破裂?6.侧壁端面裂纹如图1所示,从制品端面开裂的 现象称为侧壁端面裂纹,与延 伸凸缘侧裂纹为同一现象。?图1 侧壁端面裂纹 深拉深破裂?? ?6.侧壁端面裂纹消除方法 (1)制品形状。 ① 避免开式拉深。 拉深时应有一定的形状精度。 开式拉深时,由于制品的形状, 端部会产生裂纹,因此,要象 图2那样,必须同时使端部也有 一点拉深侧壁。但是,rp尺寸 应做大10~15mm,否则制品 就有变形的可能。图2 拉深件端面制止裂纹产生 深拉深破裂?7.侧壁端面裂纹② 凹模圆角半径(rd)过小 由于必须拉伸成形,因此rd小些较为有利,但超过其极限,就会发 生破裂,因而应通过试验选择适当的rd。如果选择的rd比图纸尺寸大, 就需增加一道精整工序。? 深拉深破裂?7.侧壁端面裂纹(2)冲压条件。 ① 压边力过大。 将压边力稍作减少后进行拉伸,然后检查制品形状变化情况和有无 破裂。 ② 毛坯形状不适宜。 为了避免开式拉伸,当进行带有辅助侧壁的拉深时,应将毛坯形状 控制在最小尺寸范围之内。另外,开式拉伸时,如端面毛刺过大,容 易破裂,所以应防止毛刺的出现。 ③ 凹模面润滑不良。 制品如产生刮伤,则是由于润滑不好所致,所以应检查润滑质量和 用量。? 深拉深破裂?7.侧壁端面裂纹(3)模具问题。① 拉深筋的位置和形状不好。 开式拉深时,如果拉深筋末端与制品末端一致,则造成材料的流动 阻力不均匀,材料流入模腔的量不一致,而容易破裂,所以要改变拉 深筋的位置,使其能慢慢把拉深筋引起的凸峰压平,从而减弱拉深筋 末端的拉伸力。 ② 凹模面加工不良。 在试模阶段,由于凹模面的光洁度不好,引伸力不均匀而产生缺陷。 如果发现毛坯面有擦伤,就用砂轮磨光划伤部位,以消除撞击印痕。? 深拉深破裂?7.侧壁端面裂纹?(4)材料。① 由于凸缘延展性不足而引起缺陷,就需要换成r值大的材料。② 稍微增加板材厚度。 深拉深破裂?8.侧壁纵向裂纹如图1所示,如果加工初期受到压 缩变形,加工后期受到拉伸变形,?可能产生纵裂纹。图1 侧壁纵向裂纹 深拉深破裂?8.侧壁纵向裂纹② 凹模圆角半径(rd)过小。 由于是胀形变形,如果超过材料所具有的变形极限,就会产生破裂。 因此,合理的rd既能防止凸缘部裂纹的产生,又能补充材料。作为改 善材料流入条件的方法之一,是增大凹模圆角半径(rd)。 增大rd虽然防止了破裂产生,但这时的rd比图纸尺寸大,为使rd达 到图纸要求,应增加一道精整工序。? 深拉深破裂?8.侧壁纵向裂纹(2)冲压条件。 ① 压边力过大。 调整拉深力最基本的方法是调整压边力。如果产生破裂,并且凸缘 部位发亮,则是因为压边力过大。因此,当有破裂危险时,可稍微降 低压边力来观察制品的变化。 ② 凹模面润滑不足。 随着压边力的增加,润滑油油膜强度也应相应提高,使其尽量减少 摩擦。 ③ 毛坯形状不良。 如果毛坯越大,成形条件就会越来越坏。因此,需将毛坯减小到最 小限度。即可接近下死点时,毛坯要越过拉深筋,然后进行试拉深。? 深拉深破裂?8.侧壁纵向裂纹(3)模具问题。 ① 拉深筋的形状和位置不对。 使用拉深筋虽然可以防止凸缘产生折皱,但其副作用是阻碍了材料 的流入,因此,如果产生破裂的原因是材料流入阻力太大,那末,为 了材料容易流入,就需要与毛坯形状一起综合分析拉深筋的位置和形 状。 ② 加工不良。 如果模面加工不良,往往不能提高压边力。因此,需要用砂轮磨光。? 深拉深破裂?8.侧壁纵向裂纹(4)材料。 如果超过变形极限,就需要换成更高级的材料,另外,还要增加板?材厚度。 拉深件缺陷及消除胀形破裂? ?1.凹模肩部相应部位裂纹 2.胀形时凸模棱线部位产生裂纹 胀形破裂?1.凹模肩部相应部位裂纹虽然是胀形成形,当有少量材料流入时,rd部分由于受到弯曲和变直 而发生裂痕。? 胀形破裂??1.凹模肩部相应部位裂纹(1)凹模圆角半径过小(rd)。 胀形加工为主变形并有少量材料流入时,若rd太小,由于弯曲和变 直而发生加工硬化,这时rd部分附近往往会发生破裂。 首先要认真对rd部进行研磨,如果仍发生破裂,就适当加大rd。 胀形破裂?1.凹模肩部相应部位裂纹(2)压边圈调整不好。 当rd较小,而且压边力过小时,凸缘部分有小的折皱,往往在加工?后期使rd部分发生破裂。一般来说,加大压边力就能解决。 胀形破裂?1.凹模肩部相应部位裂纹(3)凹模圆角半径(rd)加工不良。 若凹模圆角半径加工不良,制品拉深时就会擦伤,同时,加工后期, 在凹模圆角半径处就会发生破裂。消除方法是用砂轮沿材料的移动方 向进行研磨。? 胀形破裂?1.凹模肩部相应部位裂纹(4)拉深筋的功能不好。 如果拉深筋的形状不好而压边力又弱,在工序后期只要有少量材料 流动,就往往会发生破裂。如果不改变拉深筋形状,就需要加大压边 力。? 胀形破裂?2.胀形时凸模棱线部位 产生裂纹这是尖锐的凸模棱线在拉伸时 产生破裂的现象。如图1那样, 在进行开式拉伸时,一边要严 格限制材料的流入,一边又必 须成形,当超过材料拉伸极限 时,就会沿棱线破裂。?图1 胀形引起凸模棱线裂纹 胀形破裂?2.胀形时凸模棱线部位产生裂纹消除方法 ① 如果凸模圆角半径(rp)过小,就将rp增大。 ② 如果凸模圆角半径(rp)加工不良,就用砂轮进行修磨。? ? 胀形破裂?2.胀形时凸模棱线部位产生裂纹③ 当形状明显超过拉伸极限时,可用弯曲和其他工序预先制出凸 峰,这样在胀形时就不会超过极限了。 ④ 当形状接近拉伸极限时,为了有材料补偿,要更换成延伸率好 的,晶粒小的材料,或者增加板材厚度。? 拉深件缺陷及消除三. 凸缘延伸裂纹? ? ?1.凸模肩部相应部位裂纹 2.凸缘延伸边缘裂纹 3.凸缘延伸侧壁裂纹 凸缘延伸裂纹?1.凸模肩部相应部位裂纹该缺陷是使材料完全不流动,或者只使其稍微流动来进行成形时, 凸模圆角半径(rp)附近产生破裂。? 凸缘延伸裂纹?1.凸模肩部相应部位裂纹(1)制品形状。 ① 胀形深度过大。 在精整时,rp部如产生破裂,则是由于胀形超过极限,只要在初 拉深时增加拉深深度就可消除。另外,如图1那样,利用胀形来成形 产品时,即使创造了材料易拉伸的条件,但还发生破裂,这就要考虑 和后续工序的关朕,或者降低拉深深度,或者改变凸模形状。? 凸缘延伸裂纹?1.凸模肩部相应部位裂纹图1 胀形成形实例 凸缘延伸裂纹?1.凸模肩部相应部位裂纹② 凸模圆角半径(rp)和角部圆角半径(rcp)过小。 凸模圆角半径过小,在胀形过程中就阻碍了材料的流动,胀形就 集中于局部,当超过rp部位的拉伸屈服强度时,就会产生破裂。为此, 应降低拉深深度,从rp的顶端促进材料的流入。? 凸缘延伸裂纹?1.凸模肩部相应部位裂纹(2)冲压条件。 ① 润滑不好。 胀形加工与深拉深相反,凸模面加工与润滑极为重要。如果rp部 分发生破裂,在对凸模面进行精加工的同时,要更换成高粘度润滑油。? 凸缘延伸裂纹?1.凸模肩部相应部位裂纹(3)模具问题。 ① 凸模面加工不良。 当凸模面粗糙进行胀形时,由于材料拉伸不均匀而产生破裂。 因此,胀形面的加工非常重要,必须磨光后再进行镜面加工。? 凸缘延伸裂纹?1.凸模肩部相应部位裂纹② 凹模圆角半径(rd)过小。 在进行精整、胀形加工和想使材料流入范围尽可能大时,必须改 变凹模圆角半径。 对于包含有精整、胀形加工工艺来成形拱面形时,rd越小,拉伸 效果越好。这样可使rd部位的撞击伤痕减轻或完全消失。然而,超过 极限就会发生胀形破裂,如图2那样. 因此,在试模时,如果发生破裂, 就要逐渐增大rd。根据经验,第一次试模时,从rd=2t开始比较合适。 后者是想尽可能多地流入材料,所以rd要尽可能大较有利。rd大 时,冲撞痕线宽,利于广泛选择材料。? 凸缘延伸裂纹?1.凸模肩部相应部位裂纹图2 凹模圆角半径附近产生裂纹 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹该缺陷是由于凸缘向四 周延伸而边缘发生裂纹的现 象。其典型性实例如图1所 示。这是由于在成形凹形部 分时,材料向四周延伸而变 薄,边缘发生裂纹。图1 凸缘延伸的边缘裂纹? 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹另外,如图2所示,在进 行“内缘翻边”时,增高后 的凸缘口部因变薄超过极限 而发生裂纹。?图2 凸缘延伸的边缘裂纹 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹原因及消除方法 图2所示缺陷的原因及消除方法为: (1)制品深度太深。 试拉深时,如果边缘产生裂纹,在目前条件下,一般都认为是 由于制品深度太深。也就是说,要检查裂纹发生的时间;裂纹形 状和制品形状的关系;裂纹发生的部位和毛坯形状及工艺孔的关 系,从而采取相应的措施。? ? 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹(2)毛坯形状不良,工艺孔的配置和形状不良。 例如,图1的制品,就毛坯形状而言,L和R的关系是很重要的。 凸缘宽度L虽然超过修整线,但很小,这时,如角部R也比较小, 那么这种加工条件就不好,角部的边缘或毛刺大的地方,大都会产 生裂纹。? 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹由于当角部R小时容易发生裂纹,因此,需将其设计成大的 圆角半径R和曲线。如果裂纹的末端是在修边线之外,虽然对制 品外观没有影响,但由于裂纹的产生造成引深不足,从而使产品 精度下降。换句话说,由于未成为完好而理想的制品,所以需要 在凸缘延伸内裂纹或侧壁裂纹发生之前进行成形。 采用工艺孔的情况。在这种场合,必须综合考虑工艺孔的形 状和位置,以及冲裁工艺孔的时间。在坯料上需冲裁出两个工艺 孔,但是,工艺孔并不一定都是圆形,只要成形到所需要的形状 就可以了。因此,成形到接近下死点时进行切口是可行的。? 凸缘延伸裂纹??2.凸缘延伸边缘裂纹(3)冲工艺孔或者切口的时间不恰当。 当进行凸缘延伸成形时,为了提高成形精度,必须尽量使用拉伸成 形。为此,需增大凸缘宽度(L),但是,超过极限,就有可能引起 内裂纹或侧壁裂纹。 因此,在试验阶段,如果由于引伸超过极限而发生内裂纹,首先要 查清裂纹发生的行程位置。然后,在调整后的行程位置进行正常拉深, 取出制品后或者冲工艺孔或切口,最后用全行程进行试拉深。 冲裁(在行程高度上)工艺孔的时机,同工艺孔(或切口)的形状 和位置是否配合得当有关,因此必须找出最佳配合条件。 如果有加工过类似产品的经验,在进行模具结构设计时,只要冲工 艺孔或切口的时间调整恰当,就可减少试验次数。 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹(4)凸缘边缘加工不良。 凸缘延伸成形时,如果凸缘边缘的毛刺大,或者剪切得不好,这 时往往会发生裂纹,因此必须充分注意。 图2表示通过内缘翻边成形环形沟槽时产生裂纹的情况。原因及 消除方法如下: ① 超过内缘翻边的加工极限。 当接近内缘翻边的加工极限时,首先发生缩颈,然后发生龟裂。 由于目前已能相当准确地预先确定加工极限,所以,在模具设计阶段, 就能对加工极限等进行检验。 但是,如在安全范围内或在接近极限的条件下进行苛刻的内缘翻 边加工,一旦发生龟裂,就必须改变条件,重新进行试拉深。? 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹② 凸模形状。 在进行条件苛刻的内缘翻边 加工时,还需要考虑凸模的形 状。图3是具有代表性的内缘翻 边凸模。与图中a所示平头凸模 相比,图中b所示的圆锥形凸模 更为理想。?图3 内缘翻边凸模 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹③ 切口形状的影响。 内缘翻边加工的扩孔极限,受到冲孔时所产生的加工硬化层的强烈 影响,因此,消除加工硬化层,就不易产生龟裂现象,根据现场实践 经验,可以采取下述几种方法。 a 将剪切面退火。不过这样一来会使晶粒粗大,其性能就会降低。 b 通过修整加工除去冲裁加工硬化面。修整量为板厚的10~15%。 该方法也能除去加工硬化层,使扩孔极限提高。? 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹c 冲孔间隙增大,扩孔极限就会下降,同时,它也成为产生 毛刺的原因,因此,要控制毛刺的产生。 d 将冲裁单向间隙增加一倍以上冲孔时,由于不产生加工硬 化层,因此,就可能进行深内缘翻边加工。但是,必须进行与冲 孔方向相反的内缘翻边时,由于凹模的切刃线保留在内缘翻边的 内侧,就需要把凹模的刃口上制成圆角。 e 进行精密冲裁时由于也会产生加工硬化层,因此不要提高 扩孔极限。? 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹④ 冲孔凹模刃口圆角的影响。 切刃由于磨损和损伤,随着圆角的增加,加工极限就会降低,?切口某处如有损坏,则从该部分开始发生裂纹。 凸缘延伸裂纹?2.凸缘延伸边缘裂纹⑤ 扩孔方向的影响。 虽然薄板的差别比较小,但板材越厚,如将毛刺侧作为凸模入 口进行加工后,则不易开裂。因此,进行条件不好的内缘翻边加 工时,象跳步模那样冲压方向受到限制时,或者把毛刺部分压成 45°的锥面,或冲裁加工前进行45°的压印加工,然后再冲裁时, 就很少发生裂纹。 ⑥成形速度的影响。 除了象不锈钢那样受到速度的影响之外,在一般冲压范围内, 很少受到速度的影响。? 凸缘延伸裂纹?3.凸缘延伸侧壁裂纹凸缘延伸时,若材料流动受到阻碍,就会因侧壁的变形超过极 限而发生裂纹。? 凸缘延伸裂纹?3.凸缘延伸侧壁裂纹原因及消除方法 (1)制品形状。 ① 凸模圆角半径(rp)偏小。 增大凸缘圆角半径(rp),造成材料能从rp部分流入的条件。 为了达到图纸要求,可以增加一道精整工序。 ② 拐角圆角半径(rc)偏小。 与拉深深度相比较,当拐角圆角半径(rc)过小时,由于也会 发生上述缺陷,所以,改变rc应作为措施之一予以考虑。当然,rc 过大会改变制品形状,但不变rc无法成形时,就必须改变rc。? ? 凸缘延伸裂纹?3.凸缘延伸侧壁裂纹(2)冲压条件。 ① 压边力偏大。 压边力太大会过多地限制材料的流入,就会发生上述缺陷。 因此,需要降低压边力,只要达到凸缘不起皱即可。 ② 凹模面润滑不良。 为了促进材料的流入,要薄薄地涂一层高粘度润滑油。? 凸缘延伸裂纹?3.凸缘延伸侧壁裂纹③ 毛坯形状不好。 毛坯形状以及工艺孔形状和位置都是非常重要的。当凸缘面积 缩小时,会产生边缘裂纹,当凸缘面积太大时,会发生侧壁裂纹。 因此,必须找出介于两者之间的最佳值。 根据经验,将凸缘做大一些,能成形的范围宽,适合于批量生 产。我们最初将凸缘的形状做成凹形,但由于成形精度不稳定, 最后我们采用方形毛坯,用拉深筋引伸成形。 ④ 切口时机。 如切口时机太迟,也会发生上述缺陷。消除方法是降低凸模高 度,并迅速进行切口。? 凸缘延伸裂纹?3.凸缘延伸侧壁裂纹(3)模具方面的问题。 ① 间隙太小。 如间隙太小或者局部靠得太近,会发生上述缺陷。如果破裂的部 位发亮,则是由于模具配合太紧所造成的,应予修正。 ② 拉深筋的形状、配置不当。 如拉深筋的力量太强,往往会发生上述缺陷,所以应降低拉深筋 的力量,在破裂之前,使毛坯通过拉深筋。 ③ 压边圈表面及凹模(rd)部位加工不良。 如果模具的精加工不好,就会产生缺陷,所以应用砂轮认真进行 修整。? 拉深件缺陷及消除四. 纵弯曲折皱?1. 壁折皱??? ? ?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深 筒体皱折 3.不均匀拉伸折皱 4. 发生于凸模底部的纵向弯曲 5. 剪切折皱 6.凸缘折皱 纵弯曲折皱?1. 壁折皱在圆筒件或方筒件角部的直壁 上,在拉深时出现如图1所示的 细折皱,称之为壁折皱。其原 因大致可分为下述三点。?图1 壁折皱 纵弯曲折皱?1.壁折皱(1)当凹模圆角半径(rd)不能抑制凸缘上产生折皱,尽管凸缘 折皱宽度变窄,但是由于模具间隙大,材料流入垂直壁而形成侧 壁时,就会发生壁折皱。 (2)在批量生产时,凹模圆角半径产生波状磨损,rd部位无法 控制产生折皱,而转移到侧壁上,这时也会发生壁折皱。 (3)凹模圆角半径rd偏大时,rd部位产生的折皱,一面宽度变 窄,一面向垂直壁转移,这时也会发生壁折皱。??? 纵弯曲折皱?1.壁折皱消除方法 (1)制品形状。 ① 将制品深度降低。 ② 对方筒件拉深时,将角部圆角半径rc增大。 如果方筒件的角部圆角半径rc小,在进行深拉深时,角部就产生 凸缘折皱,它又同时作为壁折皱原封不动地转移到垂直壁上。此时的 折皱同加强筋的功能一样,当拉应力超过极限时就会破裂。 ③ 将凹模圆角半径rd减小。 如果rd偏大,在拉深过程中,会引起rd部位发生折皱,并且原封 不动地成为壁折皱。如果观察到制品凸缘上没有折皱,我们就立即能 断定,这是由于rd部位产生的折皱变成了壁折皱。? ? 纵弯曲折皱??1.壁折皱(2)冲压条件。 ① 提高压边力。 凸缘折皱或者rd部位的小折皱,是由凸缘压缩产生,如果还有壁 折皱与凸缘折皱相连,可以提高压边力来防止凸缘折皱的产生,结果 也就能消除壁折皱。 ② 调整压边力的均衡度。 局部产生壁折皱,而该折皱又与凸缘折皱或rd部位的折皱相连接 时,虽然原因是多方面的,但多半是由于压边力不均衡所造成的(如 缓冲销的配置不当,销的长度不一致等),应予调整。 ③ 既要提高压边力,又要使毛坯能滑动自如。 一方面要防止折皱的产生,另一方面又必须使材料能顺利流入凹 模,因此,在提高压边力的同时,要进行很好的研磨,或者改换成滑 动性好的加工油。 纵弯曲折皱?1.壁折皱(3)模具结构。 ① 由于凹模平面发生磨损而造成凸凹状时,需要进行研磨。 经过批量生产后所产生的壁折皱,大部分原因是由于凹模平面、压 边圈板面磨损造成的。最严重时,折皱的形状可成凹凸状。研磨并改 变接触状态,就可解决。 ② 由于凹模圆角半径rd发生磨损,需进行修整。 与上述情况相同,当经过批量生产之后,由于rd部的磨损,壁折皱 就成为为主要缺陷。根据实际经验,rd虽然不平均增大,但在材料流 入方向发生波状磨损的情况很多。? 纵弯曲折皱?1.壁折皱当发生上述磨损时应采取下列措施: 如果磨损仍处于允许范围之内,只需对rd的波状磨损进行研磨,壁 折皱就可消除了。如果磨损严重,则必须对rd部位进行堆焊,硬化并 加工到所需rd。 ③ 修整压边圈的接触状态。 当模具的配合不好,压边圈周围就会产生强烈的碰撞,rd附近就有 可能产生折皱,这也是产生壁折的原因。为了改善边压圈的接触状态, 一定要刮研到距凸模周边10mm处,这样就能防止折皱的产生。? 纵弯曲折皱?1.壁折皱④ 内壁受磨损时需增大间隙。 批量生产时,不仅rd部位产生波状磨损,凹模内壁也不断 地产生波状磨损。因此,在修整rd时,还必须同时修整侧壁。 如果rd部位的磨损在允许范围内,又没有产生折皱,可将 间隙稍微增大,也不会导致侧壁产生折皱。如果间隙偏大,尺 寸精度、形状精度都会降低。? 纵弯曲折皱?1.壁折皱⑤ 如果压边圈刚性不足,则需要要重新制造。 如果压边圈刚性不足,在拉深过程中,压边圈在局部地方产生挠 曲,继而造成折皱。该折皱越过凹模圆角半径(rd)成为壁折皱。 如果为了提高刚性可增加压边圈厚度,但如没有明显效果的话, 一般采用重新制作的办法。 ⑥ 压边圈距凸模周边距离(间隙)太宽,需对压边圈进行堆焊。? 纵弯曲折皱??1.壁折皱如图2所示,当压边圈距凸 模周边太宽时,在拉深过 程中,材料不顺着流动而 形成折皱进入侧壁,成为 壁折皱产生的原因,如不 能进一步得到控制,它又 作为加强筋的功能使拉深 件产生破裂。 虽然压边圈和凸模周边 有一定间隙对模具制造是 合理的,但间隙必须小于 rd。图2 压边圈距凸模周边太宽 是产生折皱、壁折皱的原因 纵弯曲折皱?1.壁折皱(4)材料。 如果是材料问题,则需增加板材厚度。? 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深 皱纹、拉深筒体皱折图1表示薄壁容器筒体拉深皱纹, 是发生在圆锥台或者球面拉深 那样的拱形件侧壁上的折皱,?图1 薄壁容器筒体拉深皱纹 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深 皱纹、拉深筒体皱折图2中,如果rp大时,折皱离开 凹模模壁,产生于rp部位,虽 然它们都属于同一类型,但为 了加以区别,将其称之为拉深 筒体皱折。图2 拉深筒体皱折? 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深筒体皱折该缺陷是由于流入凹模的材料在压缩应力作用下失稳引起的。 消除方法 (1)制品形状。 凸模侧壁由于呈锥形或曲面形,所以在拉深时,材料存在无约束 部分,即处于悬空状态。由于切向压应力的作用,材料发生纵向弯曲 折皱。 为了制造没有折皱的制品,材料在拉伸时,必须防止多余材料的 流入。如果拉伸过度,就会发生破裂,如果成形条件苛刻,破裂和折 皱会一起发生,在这种情况下,或者分几道工序成形,或者稍微改变 制品形状。? ?? 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深筒体皱折① 将制品深度降低。 提高压边力,采用拉伸的方法对防止薄壁容器筒体拉深皱纹是 有效的。 逐渐提高压边力,虽然可减少薄壁容器拉深折皱,但如果超过 极限,rp部会产生缩颈现象。这时,如果制品深度与要求深度有 一些差别的话,只须改变压延条件,就可控制在图纸要求的范围 之内。? 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深筒体皱折② 将侧壁制成垂直壁。 凸模稍有倾斜而不能消除薄壁容器拉深折皱时,可将制品高度的 1/3~1/4改制成垂直壁。垂直壁对防止折皱是有效的。如果制品不允 许有垂直壁,可用精整达到图纸要求。 ③ 减少侧壁的倾斜度。 将凸模倾斜度设计成接近于垂直,薄壁容器拉深的折皱就不易产 生。 ④ 将角部R增大。 为了消除异形凸形曲面制品角部R处产生折皱,可将角部R增大, 其成形条件就会好起来。? 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深筒体皱折(2)冲压条件。 ① 提高压边力。 为了抑制材料的流入,压边圈板面应认真进行研磨。rd应尽 可能小些,试验时,rd可从2t开始试起。而拉伸应在增加压边力 后进行,反复几次,直到不产生折皱。 ② 压边力须均衡。 薄壁容器拉深折皱分布不均时,大都是由缓冲销的长度不一 所致。另外,还有接触状态不好,凹模平面的研磨不良、加工油 的涂敷不均等,可根据上述情况逐一进行检查。? 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深筒体皱折③ 检查加工油的种类及涂敷量。 为了提高拉伸力,一般是全面涂上一层薄薄的低粘度加工 油,基本上在无润滑状态下进行拉深。 ④ 检查毛坯形状。 试将毛坯尺寸增大进行试验,其结果将作为是否需要加强 筋和确定加强筋布置的依据。毛坯形状上带有凸凹也包括在检?查之列。 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深筒体皱折(3)检查模具。 ① 加强拉伸的结构。 a 检查拉深筋的形状和配置。 b 检查是否要用多段拉深。 c 将压边圈平面作成为反锥度压板。 ② 增加压边圈刚性。 压边圈刚性不足时,即使增加压边力,也不能防止凸缘折皱和 薄壁容器拉深折皱。重新制作比补强较为有利。? 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深筒体皱折③ 凸模的倾斜度小时,使模具处于全配合状态。 凸模的倾斜度小时,为了消除薄壁容器拉深折皱,大都使模具 处于全配合状态。然而,拉深时因发热引起制件侧壁膨胀,结果侧 壁粘附于凹模内壁上,造成脱模困难。在这种情况下,如果使用水 溶性润滑剂积极冷却模具,便可消除上述缺陷。? 纵弯曲折皱?2. 薄壁容器筒体拉深皱纹、拉深筒体皱折(4)材料。 ① 试增加板料厚度。 ② 使用屈服点低的材料为好。 ③ 改换成延伸率大的材料。? 纵弯曲折皱?3.不均匀拉伸折皱象图1方锥台的棱线部位, 由于形状急骤变化,不均 匀拉伸力及其正交的压缩 应力产生剪切应力,从而 引起折皱。角部R越小,折 皱越大。薄板方锥台的棱 线下部发生折皱的状况。 棱线下部发生的“凸起” 缺陷。?图1 由不均引伸力引起纵向折皱 纵弯曲折皱?3.不均匀拉伸折皱消除方法 (1)制品形状。 ① 避免形状急骤变化。 ② 将角部R增大。 ③ 将棱线R增大。 ④ 将制品深度降低。 ⑤ 设计成垂直壁。? ? 纵弯曲折皱?3.不均匀拉伸折皱(2)冲压作业。 ① 调整压边圈压力的均衡度。 靠近棱线的材料,必须尽可能限制其流入,为此,主要应很好地研 磨压紧面,以加强角部周围的接触。同时,还应当用提高压边力的方 法进行拉伸。 ② 寻求最佳期毛坯形状。 如果压边力太强,rp部下部会发生破裂;如果压边力太弱,凸缘面 和角部则会发生折皱。因此,能形成的范围很小。在这种情况下,应 根据压边力,拉深筋,接触状态,毛坯形状等多方面因素进行综合判 断。? 纵弯曲折皱?3.不均匀拉伸折皱(3)模具结构。 在成形薄板方锥台时,除四周用封闭的拉深槛外,角部还加 深筋成形的实例。极薄板材,如果安装拉深筋,就会完全开裂, 因此,必须通过调整压边力和接触状态来成形。 用拉深筋防止不均匀拉伸折皱是一个重要方法,所以必须检 查其配置和形状。? 纵弯曲折皱?3.不均匀拉伸折皱(4) 加工艺余料。 当异形件制品的某一部分,产生不均匀拉伸时,要检查凸模形 状,使其改变成容易抑制材料流入的形状,同时,材料用缓冲垫 胀形并拉深,在后续工序中把修整线外的余料除去。 另外,改变凸模轮廓的同时,拉深方向也必须检查,使其适合 拉深。? 纵弯曲折皱?3.不均匀拉伸折皱(5)材料。 如果不能制止折皱,就需要将板材增厚,并改换成n值,r值大的?材料。 纵弯曲折皱?4. 发生于凸模底部 的纵向弯曲如图1所示,凸模底面有 压纹或突起时,即使用压 边圈压住外周进行拉深, 材料在压边圈内周和突起 部之间变成为悬空状态, 在冲程末端由上模缓冲垫 和凸模突起部成形。?图1 凸模台阶部分形成的折皱 纵弯曲折皱?4. 发生于凸模底部 的纵向弯曲也就是说,成形凸模突起 部的形状时,虽然材料被延 展,但拐角处材料受到小的 压缩应力作用,产生薄折皱。 另外,如图2所示,凸模 横断面凹状部位的底部材料, 在形成侧壁时被拉伸。结果, 凸模底部产生弱压缩力,发 生凸起折皱。?图2 侧壁变化太大产生凸起折皱 纵弯曲折皱?4. 发生于凸模底部的纵向弯曲消除方法 (1)制品形状。 将制品角部R增大,凹凸差变小。 应尽量分散应力使其减小,通过局部延伸成形,或者需要改变形 状,使其减少成形时发生的横向应力。因此,有效的措施是:尽量增 大角部R,使制品的凹凸差变小。 如果形状允许,一方面通过切口使材料流入,另一方面,控制应 力向凸缘部分分散,与此同时,用压边圈强压,就能消除薄折皱。? ? 纵弯曲折皱?4. 发生于凸模底部的纵向弯曲(2)冲压条件。 ① 压边力调均衡。 在调整压边力的同时,还应对缓冲销进行适当的配置。缓冲销 不一致往往也是缺陷产生的原因,因此,要认真观察试制品并得 出结论。由于这类折皱与所谓的凸缘折皱不一样,如果只是调整 压边力,往往不能解决问题。 ② 进行精整。 如因拉伸产生折皱,在后续工序中要增加精整工序,例如,对 R部位施以高压,往往能同时消除折皱和变形。? 纵弯曲折皱?4. 发生于凸模底部的纵向弯曲3)模具结构。 ① 找出最好的坯料尺寸和形状。 图1的制品应尽量增大坯料尺寸以限制材料的移动,其成形条件 就会好起来,如果可能,也可考虑胀形。 ② 检查切口。 切口对某些形状的成形是有效的。然而,由于必须在下死点附近 切口,所以需要在试验阶段决定切口的时间和形状。? 纵弯曲折皱?4. 发生于凸模底部的纵向弯曲③ 用两极压边。 如果将下模内外同时加缓冲垫,或者将压边圈加缓冲垫,虽然模 具结构复杂,但对防止折皱产生是非常重要的。因此,对折皱产生有 严格限制时,在结构设计阶段就应积极采取上述措施。 ④ 调整拉深筋的位置和形状。 从破裂、折皱、形状精度方面加以综合分析,看是否需要拉深筋 以及拉深筋的位置、形状如何,从而得出正确结论。? 纵弯曲折皱?4. 发生于凸模底部的纵向弯曲⑤ 检查压边圈高度。 形成异形制品时,需分析凹模平面和中央凸部的关系。在压边圈 与凹模接触前,凸模凸部的毛坯已经接触,往往难以控制多余材料流 入。因此,在试制阶段,要上、下移动压边圈,以找到最佳高度。 ⑥ 加工艺余料。 成形异形制品时,可改变凸模的轮廓形状,可以在接近下死点时, 对有折皱的地方进行轻微胀形,在后续工序中把修整线外的工艺余料 去掉。? 纵弯曲折皱?4. 发生于凸模底部的纵向弯曲(4)材料。 ① 试增加板料厚度。?② 改换成延伸率大,r值大的材料。 纵弯曲折皱?5. 剪切折皱拉深象图1那样的制 品时,材料从凸缘部 流向侧壁,在流入差 大的部位,由于剪切 力的原因会产生纵向 折皱,折皱与拉深方 向成某一角度。?图1 由剪切力引起的折皱 纵弯曲折皱?5. 剪切折皱消除方法 (1)制品形状。 ① 将拉深深度降低。 ② 避免形状发生急骤变化。 ③ 增大角部R。 ④ 尽量将锥度设计成接近垂直。 (2)冲压作业。 调整压边圈压力的均衡度。 由于必须在局部区域抑制材料流入,主要办法是通过增加压边力, 调整配合状态和润滑进行拉深。? ?? 纵弯曲折皱?5. 剪切折皱(3)模具结构。 ① 找出最佳坯料尺寸和形状。 要尽量减少材料的流入差,流入多的部位要安装拉深筋,流 入少的地方要消除碰撞,并将坯料尺寸减少,以便材料容易流入。 在试验阶段,可以局部垫上纸、熔丝等,使其增加阻力,然 后进行局部拉伸;同时,对材料流入少的地方要研磨,使材料流 入条件变好。? 纵弯曲折皱?5. 剪切折皱② 拉深筋的位置和形状。 为了使材料的流入量均衡,可考虑使用拉深筋。由于拉深筋的位 置、形状不同,其拉伸力也不同,因此必须找出最佳条件。 ③ 加工艺余料。 在制造异形制品时,为了使发生剪切折皱的部位的拉深量均衡化, 改变凸模外形,使制品有工艺余料,在工艺余料和拉深筋共同作用下, 达到材料流入的均衡。? 纵弯曲折皱?5. 剪切折皱(4)材料。 以延伸率大,屈服点低的材料为好。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱凸缘折皱是产生于制品凸缘上的折皱,主要是由凸缘切向应力引起 的压缩变形,造成材料纵向弯曲。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱图1表示在进行方筒拉深时, 凸缘折皱和破裂与防皱压边力 的关系。图中(a)表示压边力 低,凸缘会产生较多的折皱。 拉深深度偏深时,角部的侧壁 会发生壁折皱。当rd小时,角 部圆角半径(rcp)不能控制材 料,折皱就作为拉深筋的功能, 在rcp部位发生破裂。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱图中(b)与(a)相反, 压边力偏大,虽然不会产 生凸缘面折皱,但rcp部 或rcd部总有一处会发生 破裂。虽然浅拉深时不明 显,但在深拉深时,在角 部凸缘部位,会明显地出 现光亮部位。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱图中(c)表示在深拉深时,由于压边圈平面接触不良而引起破 裂。当进行深拉深时,由于压缩凸缘的原因,使角部的板厚增加。如 果把压边圈板研磨后进行拉深,在发亮的部位往往会抑制材料的流动, 压缩应力就向直边部移动,同时,板厚增加,直边部位的凸缘也会发 生折皱。 拐角处产生的折皱由于出现加工硬化,在rcd部不能控制材料流入,?rcd部位就产生破裂。 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱图中(d)表示接触状态和压边力都好的状态。凸缘部完全没有折 皱,也没有破裂。为了能拉深出这类精良制品,其标准是拐角部位凸 缘面只是单侧个别地方发亮,如果两面都发亮,就有破裂的危险。 为了成形没有折皱和破裂的制品,观察冲撞痕线的形状也可以作为 分析缺陷原因的重要手段。特别是局部产生折皱时,冲撞痕线都是混 乱的。 在调查折皱发生的原因时,要仔细观察折皱发生的部位,形状和方 向。同时,还不能忽略与制品的接触状态、冲撞痕线等等这些在制品 上可能出现的变化,并根据这些因素,进行综合分析,找出其原因。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱原因及消除方法 (1)制品形状。 ① 将制品深度降低。 制品深度太深,压缩凸缘部位的板厚会增厚,当达到某种极限,就 会发生折皱,而折皱又会引起rcp部位破裂。消除碰撞印痕和改变制 品形状,一般都可解决上述缺陷。 ② 将角部R设计正确。 深制品用小角R拉深时,角部会发生折皱并引起破裂。如果角部R 设计不合理,而拉深深度又要满足图纸要求,那么这种拉深就无法实 现。? ? 纵弯曲折皱??6.凸缘折皱(2)冲压条件。 ① 提高压边力。 折皱在凸缘四周均匀产生时,应判断为压边力不足。另外,也有折皱 和破裂混同发生的情况。方筒深拉深的要点,是首先绝对控制折皱的发 生,然后再防止其破裂。 压边力偏低时(如图1(a)所示),折皱会在四周增高。逐渐提高压 边力,就可消除折皱;其次,在角部的凸缘上找出光亮部分,变换一下 折皱的形状和位置,即转变到图1(c)的状态。 如果达到这种状态,我们一方面消除碰撞印痕,另一方面,换成容易 滑动的低粘度润滑油,这时再进行拉深,就不会产生破裂。这种情况下, 应当用尽量小的rcp,rcd进行深拉深,如果这时发生破裂,最简单的办 法就是增大rcd。但必须注意,rcd太大,往往会产生相反的效果。 纵弯曲折皱??6.凸缘折皱② 调整缓冲销。 缓冲销的配置和销长相一致是非常重要的。发生于凸缘部的折 皱集中于局部时,或者折皱与破裂同时发生时,需要对缓冲销进 行检查。 但是,如果折皱的位置和形状随压力机行程变化时,与其说是 缓冲销的原因,不如说是压边圈的刚性不足或导向不良等原因所 造成。 缓冲销的配置,应尽量平均安装在凸模一侧。如果与冲垫销的 位置配合不好,必须考虑采用两端缓冲或者将压边圈增厚以减小 销的影响等措施。这个问题,对不锈钢板,厚钢板等进行冲压加 工时非常重要。 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱③ 压边圈平面处于良好配合状态。 拉深加工是通过凹模平面和压边圈来控制材料均匀流动,而且, 板厚随冲压行程作相应变化,因此,必须通过研磨使其适应这种 变化。 浅拉深时,由于板厚的变化量小,对圆筒和方筒的拉深凹模面 和压边圈平面只要磨平就行,所以研磨并没有问题。然而,当进?行深拉深时,板厚的变化很大,所以必须与模具进行很好地配合。 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱④ 修正上、下模的平行度。 进行试拉深时,在凹模面涂上红丹粉进行空拉深,我们就可立刻看 到红丹粉偏压在那一方,然后根据下列情况,考虑发生的原因。 a 缓冲销调整不良; b 模具加工不良; c 装配不好; d 模具刚性不足; e 导向板安装不良; f 压力机精度不好。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱根据经验,如果能对压力机进行定期检查并能保证其精度的话, 那么,很多场合是由于模具的刚性不足所造成的。即使采用试模机进 行调整,由于加压力小,模具刚性不足的问题不会明显暴露出来,试 拉深时,试模压力机加上实际载荷后,模具就会出现模具挠曲,完全 改变其接触状态。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱⑤ 保证压力机的精度。 如果压力机的精度差,就会引起折皱并出现破裂。尤其在进行深拉 深时,这种现象就更容易出现。因此,试模压力机需进行定期检查, 以保证其精度。 ⑥ 检查加工油。 加工油的好坏,与折皱和破裂的产生有直接关系。将压力机条件固 定下来,只改变加工油,如果产生折皱和破裂,就又变更加工油,这 是一条成功的经验。 尤其在深拉深时,检查折皱和破裂以及压边力与加工油的关系,应 能找到最佳的加工条件。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱⑦ 毛坯形状的选择。 毛坯形状,特别修边线外的形状,对于控制材料的移动是非常重要 的。方形筒件拉深时,其成形性能受角部毛坯形状的影响,变化非常 之大;异形制品拉深时,为了达到制品的表面精度和形状精度,采用 将拉深成形转化成胀形的方法,这时,多半要求改变凸模曲线,并与 毛坯形状互相配合,共同控制材料的流动。因此,在试模阶段,毛坯?形状与模具的配合,是一项非常重要的工作。 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱3)模具结构。 ① 压边圈刚性不足。 如果压边圈刚性不足,在拉深过程中,压边圈会产生局部挠曲而造 成凸缘折皱。消除由于压边圈刚性不足而引起的折皱是一项非常困难 的工作,即使提高压边力,一般情况下也无法消除折皱,用加衬套的 缓冲销(便于修磨),虽然可以消除一个地方的折皱,但另一个地方 又会发生折皱。 即使用好材料来提高压边圈的刚性,也基本上没有效果,因此,如 果确定为刚性不足,只有重新制作模具。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱② 提高模具的耐磨损性能。 虽然模具在试验阶段没有问题,但在批量生产阶段就会开始磨损, 先是在压边圈或者凹模面出现折皱状的凹凸,在制品凸缘上也会出现 这类痕迹,并逐渐加深。 作为应急措施,是立即进行研磨,去除折皱状凹凸;另外,为了延 长一次修磨后的使用周期,应针对磨损采取相应的措施。 a 将拉深模凹模平面作成镶环形式。 b 对镶环、压边圈进行镀硬铬,或其他表面硬化处理(如丰田扩 散法即TD法)等等。 c 使用铸钢铸件时,通过火焰淬火进行表面硬化处理。? 纵弯曲折皱?6.凸缘折皱(4)拉深材料。 ① 增加板材厚度。 ② 选择板厚误差小的材料。 ③ 更换成屈服点低的材料。? 拉深件缺陷及消除五. 壁增厚折皱? ? ? ?1.反弯曲形、鞍形、葫芦形的壁减薄折皱 2.复杂形状的壁折皱 3.由于拉深深度变化而引起的折皱 4.在凸模纵断面形状急骤变化部位产生的 壁增厚折皱 壁增厚折皱?1.反弯曲形、鞍形、葫 芦形的壁减薄折皱象图1那样的反弯曲形,由于 在凸模中央部拉深深度变浅; 图2那样的鞍形,以及图3那样 的葫芦形由于拉深宽度在中央 部变狭,都会造成凸模中央部 的拉深断面变小而发生折皱。?图1 反弯曲形产生折皱 壁增厚折皱?1.反弯曲形、鞍形、葫芦形的壁减薄折皱图2 鞍形产生折皱 壁增厚折皱?1.反弯曲形、鞍形、葫芦形的壁减薄折皱图3 葫芦形产生折皱 壁增厚折皱?1.反弯曲形、鞍形、葫芦形的壁减薄折皱消除方法 (1)制品形状。 ① 避免形状急骤变化。 尽量避免拉深深度、拉深宽度急骤变化。 ② 安装装饰性拉深筋。 为了吸收折皱,局部安装装饰性拉深筋。? ? 壁增厚折皱?1.反弯曲形、鞍形、葫芦形的壁减薄折皱(2)工序、模具结构。 ① 分几道工序进行。 鞍形分工序拉深,对防止折皱有效。 ② 通过缓冲垫压紧成形。 成形葫芦形时,最好用缓冲垫压紧,并将rp增大。然而,深的葫芦 形拉深有凹模增高的缺点。 ③ 拉深筋的形状、位置。 如果拉深筋的形状、位置合适,对消除折皱有效。? 壁增厚折皱??1.反弯曲形、鞍形、葫芦形的壁减薄折皱(3)冲压条件。 ① 在反弯曲形的场合,全部用拉深的办法成形反弯曲形时,就会同时发 生破裂和折皱,因此,四周都拉深对反弯曲形成形有问题。从而,通过施加 压边力,适当配置拉延筋和调整接触状态后,进行开式拉深可成形出满意的 制品。 鞍形和葫芦形上的折皱,可通过拉深筋和毛坯形状的适当配合予以消除, 使深拉深成为可能。 ② 提高压边力。 将压边力提高到不产生破裂的程度即可。 ③ 良好的接触状态。 压边力如要充分作用于折皱部分,就需要良好的接触状态。在浅拉深时, 如果rp很大,不用拉深筋就能消除折皱。 壁增厚折皱?1.反弯曲形、鞍形、葫芦形的壁减薄折皱(4)材料。 ① 检查板材厚度。?② 使用延伸率大,屈服点低的材料。 壁增厚折皱?2.复杂形状的壁折皱成形复杂形状时,模具表面 如压边圈成曲面或者下模的一 部分高出压边圈板面,压住材 料瞬时发生的板折皱以及成形 初期发生的大折皱,到最后不 能消除,就会出现如图1那样, 成为壁折皱或者折皱而残留下 来。?图1 复杂形状的折皱 壁增厚折皱?2.复杂形状的壁折皱消除方法 (1)制品形状 避免形状急骤变化,尽量减少板折皱和成形初期的折皱,同时,还 要考虑工艺余料,改变凸模轮廓形状,以便在行程结束时,能用胀形 消除折皱。? ? 壁增厚折皱?2.复杂形状的壁折皱(2)模具结构。 ① 拉深深度一致。 为了使拉深深度一致,要对压边圈板面形状,压延方向,左右对称件同时 成形等进行检查。 ② 检查材料的支承方法。 凹模与压边圈接触时,材料的移动困难。就要对材料的支承方法和预弯曲 的必要性进行检查。 ③ 拉深筋的形状和配置。 要对拉深筋的形状和配置、毛坯形状、压边力,接触状态等进行综合考虑, 使之互相适应。如想用拉伸成形,要配置四方形拉深筋或者阶梯形拉深筋。 ④ 多次拉深作为增加附加张力,是有效的。? 壁增厚折皱?2.复杂形状的壁折皱(3)冲压条件。 ① 提高压边力。 提高压边力,增加附加张力。 ② 改善接触状态。 受拉伸部位要加强接触。 (4)材料。 使用屈服点低的材料。?? 壁增厚折皱?3.由于拉深深度变化而引起的折皱图1(a)表示拉深深度变化的情况;(b)表示凸模宽度变化的情 况;(c)表示拉深深度局部变浅的情况,但无论那种情况,都难以 与凸模贴合,从而产生折皱。?(a)拉深深度变化(b)凸模宽度变化(c)拉深深度局部变浅 壁增厚折皱?3.由于拉深深度变化而引起的折皱消除方法 (1)制品形状。 ① 避免形状急骤变化。 无论那类情况,如果形状缓慢变化,只要有能使材料充分拉伸 的凸模圆角半径rp和使用拉深筋,就能消除皱纹。 ② 装拉深筋。 为了消除折皱,可安装拉深筋。? ? 壁增厚折皱?3.由于拉深深度变化而引起的折皱(2)工序,模具结构。 ① 增加工序。 图1(a)的形状,如果不增加工序,往往都不能成形。象图2那样, 拉深深度在两侧加深的场合,首先,将中央部的U形弯曲部分进行预 成形,然后,在整体U形弯曲之后,必须进行精整。 另外,图3是表示两侧深、中间浅、并在前后端有壁的拉深件。首 先,为了使拉深时的深度一致,将两侧进行预成形;接着,使凸缘各 部分的角度一致,最后,拉深全周。? 壁增厚折皱?3.由于拉深深度变化而引起的折皱图2 拉深深度的两侧加深时的工序图3 两侧深、中间浅并在两端 有壁的制品的加工顺序 壁增厚折皱?3.由于拉深深度变化而引起的折皱② 通过缓冲垫压紧。 如果条件好,将材料压紧进行拉深,不会发生皱纹。但缺点是:如 果侧壁深,凹模高度增高。 ③ 用拉深筋拉伸。 条件如果好,通过拉深筋和适当的rp来拉伸材料,能避免折皱的发 生。 ④ 采用多次拉伸。 拉深深度有变化时,如果凸缘小,可用多次拉伸成形。? 壁增厚折皱?3.由于拉深深度变化而引起的折皱(3)冲压条件。 ① 提高压边力。 提高压边力,用拉伸成形。 ② 改善接触状态。 折皱发生的部位,要改善接触状态。 (4)材料。 ① 检查板材厚度。 ② 考虑使用延伸率大,屈服点低的材料。?? 壁增厚折皱?4. 在凸模纵断面形状 急骤变化部位产生的 壁增厚折皱在凸模纵断面形状急骤变化 部位,例如,象图1那样拉深深 度急骤变化部位的侧壁,在凸 模底面发生折皱。该折皱受邻 接的深拉深部位的影响,拉深 开始时,材料被带入,但当拉 深接近结束时,材料出现过剩, 从而发生折皱。?图1 拉深深度急骤变化部位壁增厚折皱 壁增厚折皱?4. 在凸模纵断面形状急骤变化部位产生的壁增厚折皱消除方法 (1)制品形状。 ① 使倾斜度变缓和一些,对于防止折皱发生是最有效的办法。为了防止 由于形状急骤变化而产生的折皱,将方形的角部制成锥度形,以避免形状的 急变。当形状变化太大时,材料流入不均匀,容易发生壁增厚折皱。 ② 降低制品深度。 如用拉深筋进行拉伸和浅拉深时,一道工序就能进行不产生壁增厚折皱的 拉深成形。如制品深度加深,由于拉深筋抑制多余材料的流入,在拉深结束 时,就会发生破裂。作为改善措施,必须将制品深度变浅,或分几道工序进 行。? ? 壁增厚折皱?4. 在凸模纵断面形状急骤变化部位产生的壁增厚折皱?③ 将平坦部位减少。 凸模面的平坦部位,在成形之际进行的拉伸,由于拉伸力难于起作用,张 力刚性就变小。从而,容易受到邻接部的影响而发生折皱。 作为对策,或者使平坦部具有大曲面,或者设计有装饰性加强筋或者压印。 这些方法,对吸收折皱,提高刚性都是有效的。 ④ 合适的拐角R。 拐角部材料受不均匀拉伸,而且,拐角R越小,这种倾向越强。因此,在 试制的时候,要观看折皱状态,并且综合判断毛坯形状,加强筋同拐角R之 间的关系,以修整到合适的R值。 壁增厚折皱?4. 在凸模纵断面形状急骤变化部位产生的壁增厚折皱(2)工序、模具结构。 ① 分成几道工序。 对于象图1那样的制品,由于拉深时台阶差较大,所以应首先拉深深的 部位,下一道工序在折皱部位加拉深筋的模具上全部拉深成形。 若把斜面的倾斜度做缓和一些,并进行浅拉深,这样就能一次成形没有 折皱的产品,但如果倾斜度大,则须用拉深筋拉伸,或者分成两道工序进 行。? 壁增厚折皱?4. 在凸模纵断面形状急骤变化部位产生的壁增厚折皱② 拉深筋的形状,位置要合适。 拉深初期,材料受到邻接部分影响,而过多的流入,为了防止这种缺陷, 有效方法是使用拉深筋。但当拉深临近结束时,由于拉深筋的作用会引起产 品破裂,因此,要认真检查并决定拉深筋的配置和毛坯形状之间的关系。 ③ 工艺余料。 设有工艺余料拉深的实例。为了进行有效拉伸,将拉深深度加深即可达到 形状不变。 ④ 采用多次拉深法。 通过多次拉深法去除壁增厚折皱的实例。当使用拉深筋拉伸时,会同时发 生折皱和破裂,如果去掉拉深筋,就会发生壁增厚折皱,在这种情况下,采 用多次拉深为好。? 壁增厚折皱?4. 在凸模纵断面形状急骤变化部位产生的壁增厚折皱⑤ 凹模圆角半径(rd)要适当。 当rd小于板厚时,材料的流动受到限制,rd部发生破裂。如果rd大于板 厚,由于对材料流动的限制小,会发生壁增厚折皱。因此,在试制阶段, 先要从小rd开始,逐渐加大,以找出最佳rd值。 ⑥ 不用开式拉深。 制品形状需要开式拉深时,为了防止过多材料的流入,即使端面拉入的?材料很少,也必须限制材料的流入。 壁增厚折皱?4. 在凸模纵断面形状急骤变化部位产生的壁增厚折皱(3)冲压条件。 ① 增加压边力。 如果发生壁增厚折皱,首先试提高压边力。但如果达到极限,就会同时发 生折皱和破裂。根据经验,防止折皱比制止破裂更为困难,因此,应首先消 除折皱。 ② 改善接触状态。 虽然要求四周接触基本均衡,但在折皱易发生的部位接触要加强。通过拉 伸的方法,往往也能解决。? 壁增厚折皱?4. 在凸模纵断面形状急骤变化部位产生的壁增厚折皱③ 坯料形状。 为了防止折皱,必须对压边力,拉深筋,毛坯形状,接触状态等几方面的 因素综合分析后作出决定。尤其是拉深筋和毛坯形状有密切的关系,拉深初 期,必须通过拉深筋拉伸材料,在拉深中途,材料又必须越过拉深筋使材料 流入凹模。? 拉深件缺陷及消除六. 表面精度不良.1. 凹陷 7. 模子印痕 2. 冲撞痕线 8. 扭曲 3. 弓背形 9. 收缩、垂驰 4. 臌凸 10. 线偏移 5. 麻点 11. 折线 6. 模具碰撞伤痕 12. 真空变形和排气伤痕 表面精度不良?1. 凹陷如图1所示,当对大曲面制品的顶 部施加正压力时,会产生部分瘪陷, 但去掉该正压力后又回复到原来形 状;或者去掉压力后不回复而照样 瘪陷,但从里面施加压力后又回复 成原样。象这类对顶部施加小正压 力产生的缺陷,称之为凹陷。 其原因是:用刚性低的材料成形 曲率半径大的形状时,由于材料张 力刚性不足产生凹陷。因此,这是 材料性能不好引起的表面精度不良。?图1 凹陷 表面精度不良?1. 凹陷消除凹陷方法从下面几方面考虑。 ① 凹陷是被成形件的弹性回复问题。 ② 凹陷的大小由板厚和形状决定。 ③ 成形性好,屈服点低,屈强比低的材料比较好,而与钢种关系 不大。然而,如果制品形状复杂,则张力刚性和钢种之间关系密切。 ④ 当有“收缩”和“垂驰”时,表示这一部分的张力刚性很低。? 表面精度不良?1. 凹陷作为定量表示张力刚性有关 问题的方法,是对曲面施加法 向力(W),并测量对应的变 形量(δ),求出图2所示的 W―δ曲线。 张力刚性用该曲线的斜度 (θ)、跳移点负荷、跳移变形 量及某个特定负荷(例如3kg时) 的变形量等定量表示。图2 表示张力刚性的 W―δ曲线的一般形状? 表面精度不良?1. 凹陷消除方法 (1)制品形状。 ① 将曲率半径减小。 大曲面制品,或多或少都会发生凹陷。一般而言,这与张力刚性和 形状有关。主要措施是减小曲率半径,这时,跳移负荷增大,刚性增 高;但如果形状复杂,周围支承条件也不是简单支承时,这时只从形 状上就难以判断。 然而,即使用拉深和胀形加工成形形状,由于整体弹性回复变形, 曲率半径变大,多数情况张力刚性会下降;如果将“收缩”和“垂驰” 的问题也包括在内,想要提高张力刚性时,必须预先估计弹性回复变 形量,使曲率半径减小。? ? 表面精度不良?1. 凹陷② 增加板材厚度。 张力刚性一般为板厚的三次方。如果将法向力和曲率半径固 定,增加板厚,变形量就会渐渐减少。因此,当不允许形状变 化时,增加板厚,凹陷就一定会减少。? 表面精度不良?1. 凹陷(2)冲压条件。 ① 采用拉深胀形法。 凹陷由于是张力刚性不足引起的弹性回复问题,就加工方法而言, 拉伸要均衡,有必要将拉深加工改在修整线外。 从前,是将毛坯尺寸增大来进行拉伸成形的,近来,为了提高材料 利用率,改为采用拉深筋或多次拉深法。 ② 提高模具刚性。 在成形过程中,模具刚性不足,特别是压边圈刚性不足时,即使增 加压边力,由于压边圈产生翘曲,使引伸力不够。因此,设计时必须 充分注意模具的刚性。? 表面精度不良?1. 凹陷③ 模面配合状态好。 模面的配合状态好非常重要,将其分为压边圈板面的配合状态和凸 模表面的配合状态,其中,凸模表面的配合状态尤其重要。 用200号砂纸轻轻打磨成形后的制品,这时高的地方有砂纸擦伤的 痕迹,而低的地方却没有,这样,配合状态也就一目了然了。要创造 全面而均衡的配合状态,就要花时间用砂轮对压边圈板面或凸模面进 行认真打磨,将表面打磨成象镜面那样,拉伸条件就会变好,同时, 还要达到全面而均衡的胀形。配合状态好,弹性回复变形也就会减少, 张力刚性提高。? 表面精度不良?2. 冲撞痕线所谓冲撞痕线,是在进行拉深或者胀形加工时,在成形初期,凸模圆角半 径(rp)部位、凹模圆角半径(rd)部位、或与拉深筋相接部分的材料发生 弯曲,而到成形结束时,成形件的侧壁上形成与成形方向垂直的带状线条。 这种带状线条,在单弯曲的情况下,往往随着板厚的减少而减少。 上模下降,使材料与压边圈保持接触状态。接着,当材料开始流入时,模 具与材料的摩擦状态从静摩擦转移。材料刚刚开始流入之前的静摩擦力很大, 材料弯曲部分引起加工硬化和使料厚减薄,但这一部分,随着材料的流动由 静摩擦转变为动摩擦状态,摩擦阻力大幅度减小,因此,原来的弯曲形状没 有被拉直,而作为冲撞痕线而遗留下来。? 表面精度不良???2. 冲撞痕线消除方法 (1)由于凹模圆角半径产生的冲撞痕线。 ① 进行阶梯形拉深时,rd要尽可能大。 如图1所示,为了成形圆锥形,用阶梯形拉深作预成形,这是rd应 尽可能大。如果rd小,精整时会大量发生冲撞痕线。用研磨来消除它 们是很费工时的。 另外,为了防止冲撞痕线和拉深伤痕,rd要认真进行研磨,能同时 进行镀硬铬,TD处理(丰田扩散法)等表面硬化处理,效果更佳。 要求:rd/t≥8~20 表面精度不良?2. 冲撞痕线图1 为成形圆锥形,用尽可能 大的rd进行阶梯拉深 表面精度不良?2. 冲撞痕线② 进行胀形加工时,rd要尽可能小。 如图2所示,进行拱面形胀形加工,或进行10~15%以上的拉伸加 工时,rd要尽可能小,冲撞痕线就会减少。 rd小,从静摩擦向动摩擦转变的时刻,冲撞痕线窄而深,在拉伸时 就会消失。如果rd大,由于发亮的部分(即加工硬化部分)的表面积 大,拉伸时,冲撞痕线只能变宽而不能消除。? 表面精度不良?2. 冲撞痕线图2 拱面形的rd要尽量小 表面精度不良?2. 冲撞痕线③ 如果要把修边后的凸缘去 掉,凹模内壁应制成锥形。 图3(a)是为了减少冲撞痕 线而改进的方法。凹模内壁带 有5°―7°的锥度,并将rd增 大进行拉深,通过修缘后精整, 冲撞痕线减少。这种方法现场 很少出现问题。图3 (a)将冲撞痕线减少的拉深? 表面精度不良?2. 冲撞痕线图3(b),是去除修 整后凸缘的一般方法。 这个方法的特点是截面 的侧壁垂直,而且非常 光滑,但是由于rd的原 因,带有明显的冲撞痕 线,往往使制品发生质 量问题。图3 (b)产生冲撞痕线的拉深? 表面精度不良?2. 冲撞痕线④ 凸缘上产生的冲撞痕线,进行胀形加工使其变薄。 图4(a),表示进行再拉深时,最后留一部分不拉深,在精整加 工中,将拐角处进行胀形加工,即将其延展10~15%以上,冲撞痕线 就非常浅薄,当然,rd越大,条件越好。 图4(b),是一般的带凸缘再拉深法。用这种方法拉深时,凸缘 再拉深的地方很明显地发生冲撞痕线,在精整阶段,即使挤压冲撞痕 线也不会变薄。?? 表面精度不良?2. 冲撞痕线(a)使冲撞痕线减少的再拉深(b)大量产生冲撞痕线 图4 凸缘部产生的冲撞痕线 表面精度不良?2. 冲撞痕线⑤ 由弯曲延展引起的冲撞痕 线,需要改变工艺条件。 如图5所示,用弯曲延展 的方法制造制品时,产生严 重的冲撞痕线,往往使制品 质量下降。将rd增大,如有 某种程度好转,基本上可判 断是因工艺设计有问题。图5 弯曲延展出现的冲撞痕线? 表面精度不良?2. 冲撞痕线⑥ 将冲撞痕线从制品重要表面避开。 上述几种方法,是将冲撞痕线变浅的方法。另外还可考虑将冲? ?撞痕线从制品表面重要部位避开的办法。 表面精度不良?2. 冲撞痕线图6 将冲撞痕线从制品重要面避开 表面精度不良?2. 冲撞痕线图6的右图,是凹模与压边圈接触时发生的冲撞痕线,由于L比制 品重要面l短,所以冲撞痕线残留在制品面上;然而,如左图所示, 如改变成L&l,由于冲撞痕线从制品表面上避开了,所以冲撞痕线就 不出现在制品表面。 然而,与前例同样,冲撞痕线即使包含在制品内,如将凹模圆角半 径(rd)尽可能增大,例如能使其成为板厚的20倍以上,也能使情况 有所好转,这种方法实际中用得较多。 另外,如要使冲撞痕线不进入重要的制品部位,必须在设计工艺余 料,改变成形方向上下功夫。? 表面精度不良?2. 冲撞痕线(2)由于凸模圆角半径(rp)而引起的冲撞痕线(图7)。 例如,进行凸缘延伸加工时,凸模圆角半径(rp)部位受拉伸弯曲 加工的材料,在成形过程中,移动到侧壁后,就会使冲撞痕线残留下 来。 ① 将凸模圆角半径(rp)增大。 将凸模圆角半径尽可能增大,冲撞痕线就会变浅。要求rp/t≥20。 ② 不使凸模底部材料流动。 使材料流入均衡,不使凸模下面材料流动。 ③ 消除由于侧壁减薄而发生的冲撞痕线。 通过反拉深、精整等消除侧壁减薄而发生的冲撞痕线。? 表面精度不良?2. 冲撞痕线图7 由rp引起的冲撞痕线图8 由拉深筋引起的冲撞痕线 表面精度不良?2. 冲撞痕线(3)由拉深筋引起的冲撞痕线。 当用凹模和压边圈夹紧材料时,上模下降,接触材料的瞬间,拉深 筋部分的材料在静摩擦状态下被拉伸弯曲加工,引起加工硬化和板厚 减少,成形后也会产生冲撞痕线而残留下来。 例如,象图8所示的方形筒拉深,为了增加直边部的拉伸力而安装 了拉深筋,它虽然能防止回弹瘪陷,但拉深筋引起的冲撞痕线,却会 在加工会遗留下来,造成精度不良。一般来说,消除拉深筋引起的冲 撞痕线是非常困难的。? 表面精度不良?? ?2. 冲撞痕线消除方法 从制品上完全消除冲撞痕线的方法: ① 成形异形制品时,需要改变凹模平面形状,凸模轮廓、凸模形 状而进行引伸,以达到与使用拉深筋同样的效果。 ② 如果允许反面有冲撞痕线,可用拉深筋控制材料只从反面流 入。 ③ 要使冲撞痕线在制品形状之外,可将拉深筋的位置向外移。 ④ 增加工序。例如,对方形筒拉深时,首先不用拉深筋进行拉深, 在下一道工序时,在制品形状外安装拉深筋,能完全控制材料的流入, 并增加拉深深度,去除回弹瘪陷。 ⑤ 拉深拱面形时,将压边圈作成反锥形以代替拉深筋。反锥的角 度为6~8度。 表面精度不良?2. 冲撞痕线将产生的冲撞痕线尽可能变浅。 ① 将拉深筋半径(R)尽可能增大。(R/t≥3~5) ② 对拉深筋进行精加工。 ③ 给拉深筋镀硬铬。 ④ 用精整,反拉深等工艺,进行变薄拉深。 (4)成形过程中发生的冲撞痕线。 成形过程中,由于侧壁部拉力的急骤变化会产生这种冲撞痕线。 例如,坯料越过拉深筋顶部后拉力急骤下降,或者,凸缘延伸加工时, 成形过程中由于切口或工艺孔、拉力急骤减少,都可能产生冲撞痕线。?? 表面精度不良?2. 冲撞痕线消除方法 ① 由于毛坯尺寸小,在成形结束前毛坯就脱离拉深筋,造成上述 缺陷时,或者将拉深筋的位置移向内侧,或者增大毛坯尺寸。 ②

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