拉伸模具設計的幾點注意事項


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.

在免費部落的網站中,之前介紹的拉伸模具的話題還有:
1.拉深起皺原因解析及處理方法之凸緣折皺
2.拉深破裂原因解析及處理方法之肩部裂紋
3.拉深破裂原因解析及處理方法之壁破裂
1.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。
當客戶對材料的要求不是很苛刻、反復試模達不到要求時，可以換一種材料再試。
2.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.
3.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2：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。
4.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3：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。
4.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4: 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.
5.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5：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。
7.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.如果您對鎢鋼這種材料還不是很熟悉,可以參考鎢鋼牌號對照這篇文章.

特別對于一些不銹鋼產品,由于其表面硬度較高,如果產量大的話,建議用鎢鋼來制做拉深鑲件.