如何設(shè)計(jì)一個(gè)好的拉伸模？
拉伸模在整個(gè)沖壓模具行業(yè)中所占的比重很大。我們常見的杯子，電機(jī)上的外殼，幾乎所有的產(chǎn)品都或多或少有一些需要拉絲的產(chǎn)品。對(duì)于拉延模的設(shè)計(jì)，并不是說按照常規(guī)算法就能計(jì)算出來的。充滿變數(shù)的過程太多了，尤其是一些非旋轉(zhuǎn)體的拉伸，讓人望而卻步。
因?yàn)槔幽ＴO(shè)計(jì)要考慮的因素太多，比如拉延系數(shù)，是否達(dá)到材料極限，彈簧力的確定，拉延方向，是向上還是向下，往往不可能一次成型，要經(jīng)過多次試驗(yàn)才能達(dá)到理想的結(jié)果，甚至有時(shí)模具可能報(bào)廢。因此，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)對(duì)拉伸模的設(shè)計(jì)有很大的幫助。
此外，切割尺寸的大小對(duì)整個(gè)模具的試制也起著重要的作用。所以很多時(shí)候，我們?cè)谠O(shè)計(jì)一些不規(guī)則的拉伸零件時(shí)，往往會(huì)在模具設(shè)計(jì)階段預(yù)留一個(gè)空的步驟。
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一.拉伸材料
當(dāng)客戶對(duì)材料的要求不是很苛刻，反復(fù)試模都達(dá)不到要求時(shí)，可以用拉伸性能好的材料再試。好的材料是成功的一半，拉伸永遠(yuǎn)不可忽視。拉拔用冷軋鋼板主要有08Al、08、08F、10、15、20鋼，其中08鋼用量較大，分為沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼價(jià)格低，表面質(zhì)量好，但偏析嚴(yán)重，有“應(yīng)變時(shí)效”傾向，不適合沖壓性能高，外觀要求嚴(yán)格的零件。鎮(zhèn)靜鋼性能更好，但價(jià)格更高。日本SPCC-SD深沖鋼已用于國外鋼材，其拉伸性能優(yōu)于08Al。
第二，模具的表面光潔度
在拉深過程中，模具和壓邊圈兩側(cè)的磨削不充分，特別是在拉深不銹鋼板和鋁板時(shí)，更容易產(chǎn)生拉深傷痕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致拉伸斷裂。
三、毛坯尺寸的確定
多皺少裂是我們的原則?？瞻锥ㄎ辉O(shè)計(jì)要正確。形狀簡單的拉延件，雖然在拉延過程中毛坯直徑發(fā)生變化，沒有減薄，但材料厚度基本上非常接近原始厚度，可以按照毛坯面積等于拉延件面積的原則計(jì)算(有修邊的話要加修邊余量)。但拉伸零件的形狀和工藝往往比較復(fù)雜，有時(shí)還需要細(xì)化拉伸。雖然有很多三維軟件來計(jì)算展開材料，但程度達(dá)不到要求。
解決方法:試試材料。
一個(gè)產(chǎn)品要經(jīng)過多道工序，第一道工序一般是落料工序。首先要對(duì)展開料進(jìn)行計(jì)算，對(duì)毛坯的形狀和尺寸有一個(gè)大致的了解，從而確定沖裁模的整體尺寸。模具設(shè)計(jì)完成后，不要加工沖裁模的凸凹模尺寸。首先用線切割加工毛坯(毛坯大的時(shí)候可以用銑床銑，然后夾緊)。在后續(xù)的拉深過程中經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，最終確定毛坯尺寸，然后加工沖裁模的凸凹模。
倒工序先試?yán)炷?，再加工毛坯的下料邊尺寸，事半功倍?/p>
四、抗拉系數(shù)m
拉伸系數(shù)是拉伸工藝計(jì)算中的主要工藝參數(shù)之一，通常用來確定拉伸的順序和次數(shù)。
影響拉伸系數(shù)m的因素很多，包括材料性能、材料相對(duì)厚度、拉伸方式(有無壓邊圈)、拉伸次數(shù)、拉伸速度、凸模和凹模圓角半徑、潤滑等。
拉伸系數(shù)m的計(jì)算和選擇原則是各種沖壓手冊(cè)中介紹的重點(diǎn)。有計(jì)算、查表、計(jì)算等多種方法，吉祥如意。我也是照著書選，沒啥新意。請(qǐng)讀這本書。
材料的相對(duì)厚度、拉伸方式(有無壓邊圈)、拉伸次數(shù)在修模時(shí)都不容易調(diào)整，一定要慎重。還好在選擇拉伸系數(shù)m的時(shí)候找同事查了一下。
動(dòng)詞 （verb的縮寫）加工油的選擇
加工油的選擇很重要。辨別潤滑油是否合適的方法是，當(dāng)產(chǎn)品從模具中取出時(shí)，如果產(chǎn)品的溫度過高，不能用手觸摸，則必須重新考慮潤滑油和潤滑方式的選擇，在陰模上涂上潤滑油或在薄板上放上薄膜袋。
如果出現(xiàn)拉伸開裂，在凹模上(不要在凸模上)涂潤滑油，并用0.013-0.018毫米的塑料薄膜覆蓋工件靠近凹模的一側(cè)..
六、工件熱處理
雖然不提倡，但還是要說一下，在拉拔過程中，工件由于冷塑性變形而冷加工硬化，降低了其塑性，增加了其變形抗力和硬度，不合理的模具設(shè)計(jì)需要中間退火來軟化金屬，恢復(fù)其塑性。
注:一般工藝不需要中間退火。畢竟要增加成本，就要在增加工序和增加退火之間選擇。慎用！
退火一般采用低溫退火，即再結(jié)晶退火。退火時(shí)有兩點(diǎn)需要注意:脫碳和氧化。這里主要講氧化。氧化后工件上有氧化皮，有兩個(gè)缺點(diǎn):減薄工件有效厚度，增加模具磨損。
當(dāng)公司條件不具備時(shí)，一般采用普通退火。為了減少氧化皮的產(chǎn)生，在退火過程中應(yīng)盡可能將爐填滿。我也使用過地球方法:
1.工件少的時(shí)候可以和其他工件混合(前提:退火工藝參數(shù)要基本相同)。
2.把工件放在鐵箱里，封好再裝爐。為了去除氧化皮，應(yīng)根據(jù)退火后的情況進(jìn)行酸洗處理。
當(dāng)公司有條件時(shí)，可以采用氮?dú)鉅t退火，即光亮退火。如果不仔細(xì)看，和退火前幾乎是一個(gè)顏色。
當(dāng)試模中有強(qiáng)冷加工硬化或拉伸裂紋的金屬?zèng)]有其他辦法處理時(shí)，增加中間退火工藝。
七、補(bǔ)充幾點(diǎn)
1.產(chǎn)品圖紙上的尺寸盡量標(biāo)注在一邊，以便明確是保證外形尺寸還是內(nèi)腔尺寸，不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外尺寸。如果別人提供的圖紙有這樣的問題，要和他們溝通。能統(tǒng)一就統(tǒng)一。如果不能統(tǒng)一，就要知道工件和其他零件的裝配關(guān)系。
2.對(duì)于后一道工序，工件的尺寸在外面，主要是凹模，通過縮小凸模的尺寸來獲得間隙；包括工件的尺寸，主要使用沖頭，通過增加模具的尺寸來獲得間隙；
3.凸凹模的圓角半徑在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能小，這樣會(huì)給后續(xù)的模具修復(fù)帶來方便。
4.在判斷工件拉伸裂紋的原因時(shí)，可以參考:材質(zhì)不良導(dǎo)致的裂紋多呈鋸齒狀或不規(guī)則狀，工藝和模具導(dǎo)致的裂紋一般比較整齊。
5.“多點(diǎn)皺紋，少點(diǎn)裂痕”。根據(jù)這個(gè)原理，調(diào)整物料流量。方法包括調(diào)整壓邊圈壓力、增加拉延筋、修整凸凹模圓角半徑、在工件上切割工藝開口。
6.為了保證耐磨性和防止拉伸劃傷，沖頭和壓邊圈必須淬火，鍍硬鉻或表面TD處理。必要時(shí)，可使用鎢鋼作為沖頭和壓邊圈。