拉伸模具設計中的七大注意事項

拉伸模在整個沖壓模具行業所占的比重是非常大的，我們常見的杯子，馬達上面的外殼，幾乎大多數的產品上面都或多或少有一些需要拉伸的產品，而對于拉伸模的設計，也不是說按常規的算法可以計算的，這其中有太多的過程充滿變數，特別是一些非旋轉體的拉伸，讓人望而卻步。

因為拉伸模在設計時要考慮的因素實在是太多，比如拉深系數，有沒有到達材料的極限，彈簧力的決定，拉伸的方向，是向上拉伸還是向下拉伸，往往不能一次成型，還要經過多次試作，才能達到理想的結果，甚至有時會有模具報廢的可能，因此，在實踐中不斷積累經驗，對拉伸模的設計是有很大幫助的。

另外，開料尺寸的大小，對整個模具的生產試作也起到了不可忽視的作用。所以大多數時候，當我們對一些不規則的拉深件進行設計時，往往會在模具設計階段預留一個空步。


一、拉伸材料
當客戶對材料的要求不是很苛刻、反復試模達不到要求時，可以換一種拉伸性能好的材料再試，好的材料是成功的一半，對于拉伸，萬萬不可忽視。拉伸用冷軋薄鋼板主要有08Al、08、08F、10、15、20號鋼，其中用量最大的是08號鋼，分為沸騰鋼和鎮靜鋼，沸騰鋼價格低，表面質量好，但偏析較嚴重，有“應變時效”傾向，不適用于對沖壓性能要求高外觀要求較嚴格的零件，鎮靜鋼較好，性能均勻但價格較高，代表牌號為鋁鎮靜鋼08Al。國外鋼材用過日本SPCC-SD深沖壓鋼，其拉伸性能優于08Al。

二、模具表面的光潔度
進行深拉深時，凹模與壓邊圈的兩面研磨不充分，特別是拉深不銹鋼板與鋁板時，更易產生拉深傷痕，嚴重時導致拉伸破裂。

三、毛坯尺寸的確定
多則皺，少則裂是我們的原則，毛坯定位設計要正確，形狀簡單的旋轉體拉伸件的毛坯直徑在不變薄的拉伸中，材料厚度雖有變化，但基本與原始厚度十分接近，可以根據毛坯面積與拉伸件面積（若有修邊須加上修邊余量）相等的原則計算出。但是，往往拉伸件形狀和過程比較復雜，有時還要變薄拉伸，雖然現在有許多三維軟件可進行展開料計算，但其精確度不能100%達到要求。

解決辦法：試料。

一個產件要經過多道工序，頭道工序一般是落料工序。首先要進行展開料計算，對毛坯的形狀和大小有個大概認識，以便確定落料模的總體尺寸。在模具設計完成后不要加工落料模的凸凹模尺寸。先用線切割加工毛坯(毛坯較大時可用銑床銑后再鉗修)，經過后續拉伸工序的反復實驗，最終確定了毛坯尺寸，然后再加工落料模的凸凹模。
經驗1
倒排工序，先試拉伸模，后加工毛坯的落料刃口尺寸，事倍功半。
四、拉伸系數m
拉伸系數是拉伸工藝計算中的主要工藝參數之一，通常用它來決定拉伸的順序和次數。

影響拉伸系數m的因數很多，包括材料性能、材料的相對厚度、拉伸方式（指有無壓邊圈）、拉伸次數、拉伸速度、凸凹模圓角半徑、潤滑等。

有關拉伸系數m的計算和選用原則是各種沖壓手冊中介紹的重點，有推算、查表、計算等許多方法，祥之又祥，我也是按書選擇，并無新鮮的東東，請看書。
經驗2
材料的相對厚度、拉伸方式（指有無壓邊圈）、拉伸次數是不好在修模時調整的，一定要慎重。最好在選擇拉伸系數m時找同事校一遍。

五、加工油的選擇
加工油的選擇非常重要。區別潤滑油是否合適的方法，是當將制品從模具內取出來時，如果制品溫度高到不能用手觸摸的程度，就必須重新考慮潤滑油的選擇和潤滑方法,在凹模上涂潤滑油，或在薄板上套薄膜袋。
經驗3
遇到拉伸拉裂時，在凹模上涂潤滑油(不要在凸模涂)，工件靠凹模一面覆0.013–0.018mm的塑料薄膜。
六、工件熱處理
雖然不提倡，但還是要說的，在拉伸過程中，工件由于冷塑性變形，產生冷作硬化，使其塑性降低，變形抗力和硬度增大，再加上模具設計不合理，就需要進行中間退火，以軟化金屬，恢復塑性。

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行選擇，慎用！

退火一般采用低溫退火，即再結晶退火。退火時要注意的事項有兩點：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，為減少氧化皮產生，退火時要盡可能將爐膛裝滿，我還用過土辦法：

1、工件少時可與其他工件混裝（前提：退火工藝參數應基本一致）。
2、將工件裝在鐵盒中焊封后再裝爐。為消出氧化皮，退火后要根據情況進行酸洗處理。

公司條件具備時，可采用氮爐退火，即光亮退火。不細看，幾乎和沒退火前顏色一樣。
經驗4
對付冷作硬化強的金屬或在試模中出現拉裂又無其它辦法時，增加中間退火工序。
七、補充幾點
1、產品圖上的尺寸應盡可能在一側標注，讓人明確是保證外部尺寸還是內腔尺寸，不能同時標注內外型尺寸。他人提供的圖紙有此類問題應與其溝通，能統一則統一，不能統一時要知道該工件的與其它件的裝配關系。

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，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計時盡可能采用小的容許值，給后續修模帶來方便。

4、判斷工件拉裂的原因時可參考：因材料質量差而產生的裂口多為鋸齒狀或不規則形狀，因工藝、模具而產生的裂口一般比較整齊。

5、”多則皺，少則裂”，按此原則調節材料的流動狀況，方法有調整壓邊圈的壓力、增加拉深筋、修整凸凹模圓角半徑、工件上切工藝口等。

6、為保證耐磨性和防止拉伸劃痕，凸凹模和壓邊圈必須淬火，也可以鍍硬鉻,也可以采用表面TD處理.必要的時候可以用鎢鋼來作凸凹模。