拉深缺陷及解决措施2(DOC)
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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。
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,r p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。
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。
(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。r d应尽可能小些,试验时,r d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。
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。
(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。
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。
(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。
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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(r cd)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。
② r d、r c过小。
由于该缺陷是在方筒角部半径(r c)过小时发生的,所以就应增大r c。凹模圆角半径(r d)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(r d),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,r d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