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制造冷作冲压拉伸模具的注意事项

时间:2018-05-27 17:09来源:德松官网 作者:德松模具钢
拉伸模往往要经过多次试作才能达到理想的效果,模具失效报废的情况也时常发生,因此我们需要在实践中不断总结经验,丰富的经验积累对设计制造拉伸模模具具有决定性意义。
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在冲压模具行业里,拉伸模所占的比例是非常大的,例如常见的杯子、马达等产品的外壳大都有一部分需要拉伸完成的部件,而拉伸模的设计并不是按照常规的方法可以计算的,因为其中有比较多不确定性的程序,尤其是一些非旋转体的拉伸,非常复杂棘手。因为拉伸模在设计时要考虑很多因素,比如拉深系数有没有到达材料的极限、弹簧力度的确定、拉伸方向是向上还是向下等等。拉伸模往往要经过多次试作才能达到理想的效果,模具失效报废的情况也时常发生,因此我们需要在实践中不断总结经验,丰富的经验积累对设计制造拉伸模模具具有决定性意义。
  
۞ 拉伸材料
产品对材料没有很严格的要求、反复试模又无法达到要求时,可以试着换一种拉伸性能好的特殊钢料,好的材料是成功的一半,对于拉伸加工,这一点不可小视。拉伸用模具钢冷轧薄板主要有:08Al钢、08#钢、08F钢、10#钢、15#钢、20#钢等等,其中用量最大的是08号钢。冷轧钢分为沸腾钢和镇静钢,沸腾钢价格低表面质量好,但偏析较严重,而且有应变时效倾向,不适用于对冲压性能要求高、外观要求较严格的工件。镇静钢各项性能比较不错但性价格偏高,08Al钢就是铝镇静钢的主要代表牌号,由日本进口的SPCC-SD冲压模具钢的拉伸性能要比国产08Al好很多,由于价格问题,只适合制造高端产品。开料尺寸的大小,对整个拉伸模具的生产试作也起到了不可忽视的作用。所以很多数时候我们对一些不规则的拉伸件进行设计制造时,应该在模具设计阶段预留一个空步。
  
۞ 表面的光洁度
在进行深度拉伸生产时,由于凹模与压边圈的两面研磨不够充分,特别是拉深不锈钢板与铝板操作时,很易产生拉伸伤痕,严重时则会导致拉伸破裂的现象发生。
   
۞ 确定毛坯的尺寸
毛坯定位设计一定要正确,多则皱,少则裂是我们的原则,形状简单的旋转体拉伸件的毛坯直径在不变薄的拉伸中,材料厚度虽有变化,但基本与原始厚度十分接近,可以根据毛坯面积与拉伸件面积相等的原则计算出(若有修边须加上修边余量)。拉伸件的形状和操作过程比较复杂时,可能还要继续变薄拉伸,虽然现在有许多三维软件可进行展开料计算,但其精确度不还是不能达到100%的完美,这时比较好的解决办法就是试料。
一个工件要经过多道工序才能完成,头道工序一般是落料,首先要进行展开料计算,对毛坯的形状和大小有个大概认识,以便确定落料模的总体尺寸。在模具设计完成后不要加工落料模的凸凹模尺寸。先用线切割加工毛坯(毛坯较大时可用铣床铣后再钳修),经过后续拉伸工序的反复实验,最终确定毛坯尺寸后再加工落料模的凸凹模。
 
۞ 拉伸系数(M)
拉伸系数(M)是拉伸工艺计算中的主要工艺参数之一,通常用它来决定拉伸的顺序和次数。
影响拉伸系数(M)的因素有很多,包括材料性能、材料的相对厚度、拉伸方式(指有无压边圈)、拉伸次数、拉伸速度、凸凹模圆角半径、润滑等。有关拉伸系数(M)的计算和选用原则是各种冲压手册中介绍的重点,有推算、查表、计算等许多方法,非常详细,可以多参照技术文档与书籍。材料的相对厚度、拉伸方式(指有无压边圈)、拉伸次数是不容易在修模时调整的,所以一定要慎重,最好在选择拉伸系数(M)时找有经验的师傅校对一下。
   
۞ 选择润滑油
加工润滑油的选择非常重要,区别润滑油是否合适的方法是:当将工件从模具内取出来时,如果制品温度高到不能用手触摸的程度,就必须要重新考虑是否更换润滑油和润滑方法,是在凹模上涂润滑油还是在薄板上套薄膜袋。当遇到拉伸开裂时,在凹模上涂润滑油(不要在凸模上涂),工件靠凹模一面覆0.013毫米~0.018毫米的塑料薄膜。
 
۞ 热处理加工
虽然不提倡工件热处理,但还是要说一下,在拉伸过程中,工件由于冷塑性变形而产生冷作硬化、使其塑性降低、变形抗力和硬度增大,再加上模具设计不合理就需要进行中间退火加工,达到软化金属、恢复塑性的目的。值得注意的是:在一般工艺中,中间退火不是必须的,毕竟要增加成本,所以要在增加工序和增加退火中进行选择。
退火一般采用低温退火,也就是再结晶退火,退火时要注意脱炭和氧化,尤其是氧化,因为工件氧化后会有氧化皮,氧化皮会使产品的厚度变薄,增加模具磨损。工厂条件不具备条件时可采用普通退火,为减少氧化皮产生,退火时要尽可能将热处理炉装满,具体办法有:
● 工件少时可与其他工件混装(前提是退火工艺参数应基本一致)。
● 将工件装在铁盒中焊封后再装炉。退火后要根据情况进行酸洗,以便减少氧化皮。
● 有条件光亮退火加工时,可采用氮炉进行光亮退火。这样退火方式几乎和没退火前颜色一样。
●冷作硬化强的金属或在试模中出现开裂又无其它办法时,可增加中间退火加工。
   
۞ 注意事项
● 产品图上的尺寸应尽可能在一侧标注,让人明确是保证外部尺寸还是内腔尺寸,不能同时标注内外型尺寸。他人提供的图纸有此类问题应与其沟通,能统一则统一,不能统一时要知道该工件的与其它件的装配关系。
● 最后一道工序工件尺寸在外,以凹模为主,间隙以减小凸模尺寸取得。工件尺寸在内,以凸模为主,间隙以增大凹模尺寸取得。
● 凸凹模的圆角半径在设计时应尽可能采用小的容许值,这样会给后续修模带来方便。
● 判断工件拉裂的原因时可参考:因材料质量差而产生的裂口多为锯齿状或不规则形状,因工艺和模具设计不合理而产生的裂口一般比较整齐。
● 多则皱、少则裂,按此原则调节材料的流动状况,方法有调整压边圈的压力、增加拉深筋、修整凸凹模圆角半径、在工件上切工艺口等。
● 为保证耐磨性和防止拉伸划痕,凸凹模和压边圈必须进行淬火加工,或者镀硬铬,也可以进行表面TD加工处理,必要的时候还可以使用钨钢来制造凸凹模,不过这样会使成本升高很多。

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