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對拉深模設(shè)計時要考慮許多因素,更主要的是在試模時往往不能一次成型,還要經(jīng)過多次修模,才能達(dá)到理想的結(jié)果。因此,在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn),對拉深模的設(shè)計是大有裨益的。
1.材料:
好的拉深材料是成功的一半,不是什么材料都可以拉深的。
拉深用冷軋薄鋼板國產(chǎn)的主要有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(zhèn)靜鋼,沸騰鋼價格低,表面質(zhì)量好,但偏析較嚴(yán)重,有“應(yīng)變時效”傾向,不適用于對沖壓性能要求高外觀要求較嚴(yán)格的零件,鎮(zhèn)靜鋼較好,性能均勻但價格較高,代表牌號為鋁鎮(zhèn)靜鋼08Al。國產(chǎn)的拉深用冷軋薄鋼板分普通拉深、深拉深、最深拉深三個級別,分別用P、S、Z字母表示。國外鋼材不會用中國的標(biāo)準(zhǔn),他們是用硬、半硬、軟來表示。
在國內(nèi)會常用到日本牌號的鋼材,因此,我們必須了解它:
1、SPHC ——首位 S 為鋼 Steel 的縮寫, P 為板 Plate 的縮寫, H 為熱 Heat 的縮寫, C 商業(yè) Commercial 的縮寫,整體表示一般用熱軋鋼板及鋼帶。
2、SPHE ——表示深沖用熱軋鋼板及鋼帶。
3、SPCC ——表示一般用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?。其中第三個字母 C 為冷 Cold 的縮寫。需保證抗拉試驗(yàn)時,在牌號末尾加 T 為 SPCCT 。
4、SPCD ——表示沖壓用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸В喈?dāng)于中國 08AL (S深拉深)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。
7、SPCE ——表示最深拉深用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸В?/span>
相當(dāng)于中國 08AL (Z5213 )深沖鋼。需保證非時效性時,在牌號末尾加 N 為 SPCEN 。冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸д{(diào)質(zhì)代號:退火狀態(tài)為 A ,標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)為 S , 1/8 硬為 8 , 1/4 硬為 4 , 1/2 硬為 2 ,硬為 1 。
表面加工代號:無光澤精軋為 D ,光亮精軋為 B 。如 SPCC-SD 表示標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)、無光澤精軋的一般用冷軋?zhí)妓乇“?。再?/span> SPCCT-SB 表示標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)、光亮加工,要求保證機(jī)械性能的冷軋?zhí)妓乇“濉?/span>
當(dāng)客戶對材料的要求不是很苛刻、反復(fù)試模達(dá)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(zhuǎn)體拉伸件的毛坯直徑在書里是在材料不變薄的拉深中進(jìn)行計算的,但實(shí)際上材料的厚度在某些部位是有變薄變化的,但是我們完全可以用書里的公式計算出來,(若有修邊須加上修邊余量)應(yīng)該是重量相等的原則。
但是,對于拉深件形狀比較復(fù)雜和拉深過程比較復(fù)雜的零件,有的局部還是要變薄拉深的,雖然現(xiàn)在有許多三維軟件可進(jìn)行展開料計算,但其精確度不可能100%正確。那么,有沒有解決的辦法呢?
答曰:有的,那么就是:試料(試模)。
我們知道一個產(chǎn)件有時候往往要經(jīng)過多道拉深工序才可以完成的,頭道工序一般是落料單工序或落料拉深復(fù)合工序。但都是先要進(jìn)行展開料計算的,對毛坯的計算的形狀和大小知道大概的尺寸就可以了,主要用以確定落料模的總體尺寸。在模具設(shè)計完成后先不要加工落料模的凸凹模尺寸,后續(xù)的拉深模具可以先做出來。毛坯的尺寸用線切割加工出來(毛坯較大時可用銑床銑后再鉗修),經(jīng)過后續(xù)拉伸工序的反復(fù)實(shí)驗(yàn),最終確定毛坯尺寸,然后再加工落料部分的凸凹模。就是說倒排工序,先做拉伸模(可以全部做出來),最后做毛坯的落料刃口尺寸。
3.關(guān)于拉伸系數(shù)m
拉伸系數(shù)是拉伸工藝計算中的主要工藝參數(shù)之一,通常用它來決定拉伸的順序和次數(shù)。
影響拉伸系數(shù)m的因數(shù)很多,包括材料性能、毛胚材料的相對厚度、拉伸方式(指有無壓邊圈)、拉伸次數(shù)、拉伸速度、凸凹模圓角半徑、潤滑等。
有關(guān)拉伸系數(shù)m的計算和選用原則是各種沖壓書中介紹的重點(diǎn),有推算、查表、計算等許多方法,祥之又祥,就是按書選擇,并無新鮮的東西,請看書確定,不可以亂來的,其中毛胚材料的相對厚度、拉伸方式(指有無壓邊圈)、拉伸次數(shù)一旦假定是不能在修模時調(diào)整的,一定要慎重!再說一遍:請看書確定。
4.關(guān)于潤滑方面:
一般在凹模上涂潤滑油,或在薄板上墊塑料薄膜。 遇到拉伸拉裂時,可在凹模上涂潤滑油或工件靠凹模一面墊0.013--0.018mm的塑料薄膜(有的地方叫拉深膜,沒有拉深膜可以用普通的塑料薄膜)。
5.關(guān)于工件熱處理:(注意是工件,不是模具上的工作零件)
在拉伸過程中,工件由于多次冷拉塑性變形,產(chǎn)生冷作硬化,塑性降低,變形抗力和硬度增大,特別是不銹鋼件,就需要進(jìn)行中間退火,以軟化金屬,恢復(fù)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(jìn)行選擇,慎用! 退火一般采用低溫退火,即再結(jié)晶退火。退火時要注意的事項(xiàng)有兩點(diǎn):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(chǎn)生,退火時要盡可能將爐膛裝滿:
1.工件少時可與其他工件混裝(前提:退火工藝參數(shù)應(yīng)基本一致)
2.將工件裝在鐵盒中焊封后再裝爐。為消除氧化皮, 退火后要根據(jù)情況進(jìn)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(xì)看,幾乎和沒退火前顏色一樣。
對付冷作硬化強(qiáng)的金屬或在試模中出現(xiàn)拉裂又無其它辦法時,增加中間退火工序。
6.補(bǔ)充幾點(diǎn):
1.產(chǎn)品圖上的尺寸應(yīng)盡可能在一側(cè)標(biāo)注,讓人明確是保證外部尺寸還是內(nèi)腔尺寸,不能同時標(biāo)注內(nèi)外型尺寸。他人提供的圖紙有此類問題應(yīng)與其溝通,能統(tǒng)一則統(tǒng)一,不能統(tǒng)一時要知道該工件的與其它件的裝配關(guān)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(nèi),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(shè)計時盡可能采用小的容許值,給后續(xù)修模帶來方便。
4.判斷工件拉裂的原因時可參考:
因材料質(zhì)量差而產(chǎn)生的裂口多為鋸齒狀或不規(guī)則形狀,因工藝、模具而產(chǎn)生的裂口一般比較整齊。
5."多則皺,少則裂”,按此原則調(diào)節(jié)材料的流動狀況,方法有調(diào)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.為保證模具的耐磨性和防止拉伸劃痕,凸凹模和壓邊圈必須淬火或鑲嵌合金,必要時可鍍硬鉻或鈦金屬。