拉深缺陷及解决措施2Word格式文档下载.docx
《拉深缺陷及解决措施2Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拉深缺陷及解决措施2Word格式文档下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
试将毛坯尺寸增大进行试验，其结果将作为是否需要加强筋和确定加强筋布置的依据。
毛坯形状上带有凸凹也包括在检查之列。
（3）检查模具。
①加强拉伸的结构。
a检查拉深筋的形状和配置。
b检查是否要用多段拉深。
c将压边圈平面作成为反锥度压板。
②增加压边圈刚性。
压边圈刚性不足时，即使增加压边力，也不能防止凸缘折皱和薄壁容器拉深折皱。
重新制作比补强较为有利。
③凸模的倾斜度小时，使模具处于全配合状态。
凸模的倾斜度小时，为了消除薄壁容器拉深折皱，大都使模具处于全配合状态。
然而，拉深时因发热引起制件侧壁膨胀，结果侧壁粘附于凹模内壁上，造成脱模困难。
在这种情况下，如果使用水溶性润滑剂积极冷却模具，便可消除上述缺陷。
（4）材料。
①试增加板料厚度。
②使用屈服点低的材料为好。
③改换成延伸率大的材料。
返
回
壁破裂
这种缺陷一般出现在方筒角部附近的侧壁，通常，出现在凹模圆角半径（rcd）附近。
在模具设计阶段，一般难以预料。
破裂形状如图1所示，即倒W字形，在其上方出现与拉深方向呈45°
的交叉网格。
交叉网格象用划线针划过一样，当寻找壁破裂产生原因时，如不注意，往往不会看漏。
它是一种原因比较清楚而又少见的疵病。
方筒拉深，直边部和角部变形不均匀。
随着拉深的进行，板厚只在角部增加。
从而，研磨了的压边圈，压边力集中于角部，同时，也促进了加工硬化。
为此，弯曲和变直中所需要的力就增大，拉深载荷集中于角部，这种拉深的行程载荷曲线如图2所示，载荷峰值出现两次。
图1
方筒壁破裂
图2
方筒拉深时，凸模行
程与拉深载荷的关系
第一峰值与拉深破裂相对应，第二峰值与壁破裂相对应。
就平均载荷而言，第一峰值最高。
就角部来说，在加工后期由于拉深载荷明显地向角部集中，在第二峰值就往往出现壁破裂。
与碳素钢板（软钢板）相比较，18—8系列不锈钢由于加工硬化严重，容易发生壁破裂。
即使拉深象圆筒那样的均匀的产品，往往也会发生壁破裂。
原因及消除方法
①拉深深度过深。
由于该缺陷是在深拉深时产生的，如将拉深深度降低即可解决。
但是必须按图纸尺寸要求进行拉深时，用其他方法解决的例子也很多。
②rd、rc过小。
由于该缺陷是在方筒角部半径（rc）过小时发生的，所以就应增大rc。
凹模圆角半径（rd）小而进行深拉深时，也有产生壁破裂的危险。
如果产生破裂，就要好好研磨（rd），将其加大。
①压边力过大。
只要不起皱，就可降低压边力。
如果起皱是引起破裂的原因，则降低压边力必须慎重。
如果在整个凸缘上发生薄薄的折皱，又还在破裂地方发亮，那就可能是由于缓冲销高度没有加工好，模具精度差，压力机精度低，压边圈的平行度不好及发生撞击等局部原因。
必须采取相应措施。
是否存在上述因素，可以通过撞击痕迹来加以判断，如果撞击痕迹正常，形状就整齐，如果不整齐，则表明某处一定有问题。
②润滑不良。
加工油的选择非常重要。
区别润滑油是否合适的方法，是当将制品从模具内取出来时，如果制品温度高到不能用手触摸的程度，就必须重新考虑润滑油的选择和润滑方法。
在拉深过程中，最重要的因素之一是不能将润滑油的油膜破裂。
凸模侧壁温度上升而使材料软化，是引起故障的原因。
因此，在进行深拉深时，要尽量减少拉深引起的磨擦，另外，还需要同时考虑积极的冷却方案。
③毛坯形状不当。
根据经验，在试拉深阶段产生壁破裂时，只要改变毛坯形状，就可消除缺陷，这种实例非常多。
拉深方筒时，首先使用方形毛坯进行拉深，rd部位如果产生破裂，就对毛坯四角进行切角。
在此阶段，如果发生倒W字形破裂和网格疵病，则表示四角的切角量过大。
切角的形状，如拉深时凸缘四角产生凹口，只要切角量适当减小一些，就可消除，同时还可制止破裂。
④定位不良。
切角量即使合适，但如毛坯定位不正确，就会象切角过大那样，仍要产生破裂。
另外，当批量生产时，使用三点定位装置时，定位全凭操作者的手感，这时往往会产生壁破裂。
⑤缓冲销接触不良。
只要将缓冲销的长度作适当调整，缺陷即可消除。
（3）模具问题。
①模具表面粗糙和接触不良。
在研磨凹模面提高表面光洁度的同时，还要达到不形成集中载荷的配合状态。
②模具的平行度、垂直度误差。
进行深拉深时，由于模具的高度增加，所以凸模或凹模的垂直度、平行度就差，当接近下死点时，由于配合和间隙方面的变化，就成为破裂的原因。
因此，模具制作完毕之后，必须检查其平行度和垂直度。
③拉深筋的位置和形状不好。
削弱方筒拉深时角部的拉深筋的作用。
（4）材料
①拉伸强度不够。
②晶粒过大，容易产生壁部裂纹，故应减小材料之晶粒。
③变形极限不足，因此要换成r值大的材料。
④增加板材厚度，进行试拉深。
纵向破裂
沿拉深方向的破裂，称之为“纵向破裂”，由于破裂的原因不同，所以消除方法也不同。
（1）由材料引起纵裂的实例。
使用不锈薄钢板（SUS304）在拉深极限附近进行深拉深时，rp，rd部都不破裂，而在侧壁产生纵向破裂，最典型的例子就象图1所示，破裂成象一个剥开了皮的香蕉。
纵向破裂
这种裂纹的特征是纵向开裂，是从模具内取出制品的最后时刻瞬时裂开。
其原因尚未定论，但可能是下述原因引起的。
①
深容器拉深时，由于在圆周方向受强大的压缩应力的作用，因此，内部有拉伸残余应力存在，将拉深后的容器从凹模取出时，该残余应力就急骤起作用，并以容器四周的缺口为起点产生破裂。
②
凸缘部位的压缩变形，使容器侧壁形成时，由于瞬时压曲，侧壁部产生折弯或弯曲，从而产生破裂和纵向裂纹。
根据经验，可改变rp，rd的大小；
对模具进行充分研磨；
增减缓冲销压力；
改变润滑油等。
当经过各种实验，都无法控制时，更换材料，将板厚增加0.1mm，这时破裂就完全消除了。
（2）胀形过多而产生破裂。
进行方筒深拉深时，会产生回弹凹陷，其措施是，用稍微加大尺寸的凸模再进行胀形，即可消除回弹凹陷。
但是如果胀形过多，由于角部产生加工硬化，产生纵向裂纹。
目前，为了防止纵向裂纹的危险，采用精整的办法。
即：
将制品做成与凸模完全相同的形状，精整时在凸缘上安装拉深筋，完全防止材料流入，这不是一种一般的再拉深的办法。
（3）由于混入异物而引起断裂。
若没有察觉凹模上粘有异物而进行拉深时，异物就以此为起点，可能沿拉伸方向撕裂制品。
这种原因产生的裂纹，开初小，逐渐增大撕裂范围。
自然时效破裂
加工硬化性能强的SUS301等材料，当经过剧烈的成形加工后，一直放置不用，由于残余应力的作用，往往会发生纵向裂纹。
但含镍量多的奥氏体不锈钢板，即SUS304以上的材料，即使进行剧裂的冲压加工，也不会产生自然时效裂纹。
另外，使用黄铜等铜合金板，经剧烈成形加工后一直放置，也往往会产生纵向裂纹。
其原因与残余应力及周围某些气氛有关。
图1是其示意图。
自然时效裂纹
消除方法
最主要是尽量减少残余应力。
成形后立即进行退火处理能防止裂纹产生。
为了尽量减少残余应力，操作时必须注意以下几点：
①使凹模圆角半径（rd）尽量小。
②用多次拉深增加拉深深度时，尽可能要余留下凸缘部分。
③设计拉深工艺时，要避免不合理的工艺。
④压边圈应经常研磨，以增加压边力，防止折皱发生。
侧壁端面裂纹
如图1所示，从制品端面开裂的现象称为侧壁端面裂纹，与延伸凸缘侧裂纹为同一现象。
侧壁端面裂纹
①避免开式拉深。
拉深时应有一定的形状精度。
开式拉深时，由于制品的形状，端部会产生裂纹，因此，要象图2那样，必须同时使端部也有一点拉深侧壁。
但是，rp尺寸应做大10～15mm，否则制品就有变形的可能。
②凹模圆角半径（rd）过小
由于必须拉伸成形，因此rd小些较为有利，但超过其极限，就会发生破裂，因而应通过试验选择适当的rd。
如果选择的rd比图纸尺寸大，就需增加一道精整工序。
拉深件端面制止裂纹产生
将压边力稍作减少后进行拉伸，然后检查制品形状变化情况和有无破裂。
②毛坯形状不适宜。
为了避免开式拉伸，当进行带有辅助侧壁的拉深时，应将毛坯形状控制在最小尺寸范围之内。
另外，开式拉伸时，如端面毛刺过大，容易破裂，所以应防止毛刺的出现。
③凹模面润滑不良。
制品如产生刮伤，则是由于润滑不好所致，所以应检查润滑质量和用量。
①拉深筋的位置和形状不好。
开式拉深时，如果拉深筋末端与制品末端一致，则造成材料的流动阻力不均匀，材料流入模腔的量不一致，而容易破裂，所以要改变拉深筋的位置，使其能慢慢把拉深筋引起的凸峰压平，从而减弱拉深筋末端的拉伸力。
②凹模面加工不良。
在试模阶段，由于凹模面的光洁度不好，引伸力不均匀而产生缺陷。
如果发现毛坯面有擦伤，就用砂轮磨光划伤部位，以消除撞击印痕。
①由于凸缘延展性不足而引起缺陷，就需要换成r值大的材料。
②稍微增加板材厚度。
直边壁破裂
拉深方筒时，直边壁中央附近，大范围产生拉深破裂。
见图1。
直边壁破裂
①拉深深度过大。
如果用降低拉深深度来防止破裂的话，首先要检查其他方面原因，当消除了其他方面的因素仍不能制止破裂时，最后采用降低拉深深度，增加一道精整拉深工序的方法。
②凹模圆角半径（rd）过小。
方筒拉深时，防止直边部侧壁发生回弹凹陷的措施，一般用拉深筋拉伸的方法，但该方法有发生拉深筋伤痕的缺陷。
因此，当不使用拉深筋拉深时，作为拉伸成形的措施是让间隙比板厚稍小一点，同时，在rd过小的状态下选择拉深方法。
如果超过拉伸极限发生裂纹，可将rd稍微加大后进行试拉深。
凸缘面全部发亮，说明压边力太大，可将压边力减少到既允许材料流入而又不起皱的程度。
②凹模面润滑不良。
要使材料容易流入，就要检查润滑油的种类及用量。
①凹模面加工与配合不好。
在制品产生破裂的同时，凸缘面上又有擦伤，就要用砂轮很好地磨光，达到材料流入容易的条件。
②间隙太小。
制品的侧壁发亮而破裂时，是由于侧壁减薄量太大，因此需调整间隙。
③拉深筋的位置和形状不良。
由于拉深筋力量过大而产生破裂的情况很多，所以要降低拉深筋的力量。
④模具精度不良。
模具精度不良，有模芯偏移；
凸模和凹模的平行度、垂直度不好等原因。
如果对模具事先检查，在试拉深时就不会发生问题。
⑤压边圈刚性不足。
压边圈刚性不足时，会只在几个缓冲销部位受到剧烈拉伸而产生破裂。
⑥压力机精度不良。
当压力机的精度不好时，就会产生与模具精度不好一样的缺陷，在试拉深前，要使机床保持在高精度状态下，并且必须进行试拉深。
①当缺陷是由于材料拉伸强度不够及晶粒过大而产生时，就需要改变材料。
②当由于板材厚度不够而产生缺陷时，需要增加板材厚度。
侧壁纵向裂纹
如图1所示，如果加工初期受到压缩变形，加工后期受到拉伸变形，可能产生纵裂纹。
胀形超过极限而引起纵向裂纹；
另外，在精整时，纵向或横向胀形若超过极限，也会引起破裂。
总之，破裂的直接原因，与胀形超限是一致的。
因此，超过变形极限而产生破裂，从形式上讲，就是拉深深度过深，如果降低拉深深度，成形条件就会变好。
侧壁纵向裂纹
②凹模圆角半径（rd）过小。
由于是胀形变形，如果超过材料所具有的变形极限，就会产生破裂。
因此，合理的rd既能防止凸缘部裂纹的产生，又能补充材料。
作为改善材料流入条件的方法之一，是增大凹模圆角半径（rd）。
增大rd虽然防止了破裂产生，但这时的rd比图纸尺寸大，为使rd达到图纸要求，应增加一道精整工序。
调整拉深力最基本的方法是调整压边力。
如果产生破裂，并且凸缘部位发亮，则是因为压边力过大。
因此，当有破裂危险时，可稍微降低压边力来观察制品的变化。
②凹模面润滑不足。
随着压边力的增加，润滑油油膜强度也应相应提高，使其尽量减少摩擦。
③毛坯形状不良。
如果毛坯越大，成形条件就会越来越坏。
因此，需将毛坯减小到最小限度。
即可接近下死点时，毛坯要越过拉深筋，然后进行试拉深。
①拉深筋的形状和位置不对。
使用拉深筋虽然可以防止凸缘产生折皱，但其副作用是阻碍了材料的流入，因此，如果产生破裂的原因是材料流入阻力太大，那末，为了材料容易流入，就需要与毛坯形状一起综合分析拉深筋的位置和形状。
②加工不良。
如果模面加工不良，往往不能提高压边力。
因此，需要用砂轮磨光。
如果超过变形极限，就需要换成更高级的材料，另外，还要增加板材厚度。
凸模肩部相应部位裂纹
由于材料的强度不够，当拉深载荷达到材料破断载荷时就会发生此缺陷。
缺陷部位产生于凸模肩R相应的部位（rp处），即比冲撞痕线更接近rp的部分。
破裂部分的冲撞痕线，因与其他部位不同，可以对下面几种情况进行观察检查：
或者被延展；
或者在凸缘的上下面有发亮的部分；
或者产生折皱。
另外，在侧壁上有时也有发亮的部分。
初期横向破裂，呈舌状。
如图1。
rp部破裂
原因及消除方法
目前，圆筒、方筒深拉深的极限是在设计阶段确定的。
从而，在极限附近进行拉深时，要用表面光洁、平整的材料，综合模具配合和研磨，加工润滑油，缓冲压力，压力机精度等现场条件，进行试验拉深。
②凸模半径（rp）过小。
a将rp修正到适当值。
b图纸上的rp过小时，首先按适当值进行拉深，然后再增加一道工序，成形所需尺寸。
③凹模尺寸（rd）过小。
a将rd修正到适当值。
b图纸上的rd过小时，首先用适当rd值进行拉深，然后再增加一道工序，成形到所需尺寸。
④方筒的角部半径（rc）过小。
a将拉深深度减小；
b多增加一道拉深工序；
c换成更高级的材料；
d将板料厚度增加。
压边力过大时，在凸缘面上不会发生起皱。
防皱压板面粗糙度，模具配合，间隙，rp，rd，加工油的种类和涂敷条件，缓冲销造成的压边力分布等，都影响防皱压力。
如果有关拉深的上述这些条件都合适的话，压边力就会下降，在起皱之前，不会发生破裂。
压边力过大时，由于凸缘面会全面发亮，所以很容易判断。
②润滑不良。
拉深加工与润滑有极为密切的关系，特别是包含有减薄拉深加工时，必须控制制品温度的升高。
如果是条件好的拉深加工，润滑油的选择不成什么问题；
条件不好的拉深加工，如果润滑油选择不当，就会引起破裂。
在试拉深阶段，决定毛坯形状是重要的工作之一。
必须将毛坯形状限制在最小尺寸。
当用方形毛坯进行圆筒拉深时，极限拉深率为0.58左右。
另外，如果拉深率过于严苛，rp部位的伤痕会产生破裂，如进行切角，就可防止破裂。
拉深方筒时可先用方坯进行，这样可以制造出漂亮的制品，但是如果达到拉深极限，在rcp附近就会产生破裂。
如果已经破裂，可将毛坯的四角切去一部分。
但如果切多了的话，就会产生凸缘起皱，成为产生壁裂纹的原因。
④毛坯定位不好。
即使毛坯形状良好，但如果调整位置不好，或者放置方位不对，这时，凸模与毛坯产生错位，也会产生破裂或起皱。
另外，用500吨油压机，对较大尺寸的拉深件成形时（材料是SUS304），使用粘度低的油就可进行深拉深。
当使用粘度高的油进行深拉深时，拉深到高度的1/4，rp部位就会破裂。
不锈钢与软钢板相比较，容易受到速度的影响，但如进行充分的冷却和润滑，在实际操作中，其他方面的问题比速度问题更重要。
当进行高速冲裁时，即使使用一般间隙，切口的全部剪切面都是非常理想的。
⑤模具安装不良。
该缺陷是由模具安装不良，上下模不对中所造成的。
近来，几乎所有的模具都备有导向装置，由于模具不对中产生的故障已很少见。
⑥缓冲销的长短不齐。
缓冲销在使用过程中，由于出现压弯，冲击伤痕等，往往变得长短不一，拉深过程中，缓冲销长的部分，由于受到集中载荷而破裂。
为了对缓冲销的长短不一进行检查，在模具调整阶段，用手来回摇销，长销由于集中承受压边圈的重量，而变得很重，这是很容易理解的。
⑦缓冲垫凹凸不平。
当压力机缓冲垫的销子位置出现凹陷，或者废料从销孔落到缓冲垫上，就无法控制缓冲压力。
压力机如有活动工作台，由于能进行简单的清扫或检修，所以这样的事故是不会发生的，但如果是固定工作台，长期不检修，一旦使用，往往会发生事故。
⑧缓冲销配备不良。
缓冲销原则上应装配在凸模的周围，然而，必须有适当的间隔。
如果压边圈很薄，缓冲销配置不当时，产品的凸缘，在某个缓冲销部位受到强烈拉力而使其断裂。
这时，凸缘的末端形状，就会象舌状样局部延伸，这是很简单明白的道理。
另外，缓冲销配置与凸模周边形状不一致，凸缘面会起皱，也往往会成为破裂的原因。
归根到底，当压边圈很薄，销子的位置就有明显的影响，因此，使压边圈具有充分的强度，是最基本的问题。
⑨起皱引起破裂。
a坯料尺寸大于压边圈。
当坯料尺寸比压边圈大时，拉深开始之后，坯料外露部分就产生起皱，它同“拉深筋”的功能一样，继续拉深会使其破裂，在试拉深阶段，为了确定“拉深筋”的位置，有时故意使毛坯露在压边圈外。
一般来说，即使是大坯料局部胀形，其原则仍是毛坯用压边圈压住后再进行加压。
b压边力小。
当压边力小时，毛坯表面就会起皱，该折皱通过凹模圆角半径（rd）时，往往会破裂。
因此，这种场合，折皱和破裂就混为一体。
当用加工硬化程度高的不锈钢板进行方筒深拉深时，如图1所示的角部凸缘部位，有一光亮部分，在靠近rd处产生折皱。
该折皱就是产生破裂的原因，rd部分如果破裂，首先要提高压边力，消除折皱，这是头等重要的事情。
决不要增大rd或者降低压边力。
光亮部分是由于坯料厚度增加，承受集中载荷所致，因此，在提高压边力的同时，把模具间的接触点到刮目相看平，消除材料增厚的部分；
如呈分布载荷，则可消除凸缘面起皱，而使材料的流入变得容易。
c凹模半径（rd）过大。
rd过大时，就会在rd部分产生加工硬化后的折皱，它又作为拉深筋的功能使拉深件产生破裂。
从而，在进行深拉深时，rd要尽可能小，这样易于拉深。
d
压边圈侧壁间隙过大（图2）。
例如圆筒凸缘压紧拉深或方筒局部凸缘压紧拉深时，凸模与压边圈侧壁的间隙，必须比凹模圆角半径（rd）小。
如果间隙过大，拉深时材料不能贴紧rd，而是要向上鼓起，从而产生折皱，折皱进入间隙后压成一定形状，并成为产生破裂的原因。
因此，加工时压边圈侧壁要有一个合理的间隙，筒形件凸缘压紧部分和方筒角部凸缘压紧部分，间隙必须设计成小于rd。
凸模与压边圈的间隙超过rd而产生破裂
⑩压力机精度不良。
压力机精度不良，对于浅拉深影响不大。
当使用曲柄压力机进行深拉深时，如果精度不良，就要受到明显的影响而产生破裂。
所以，保证机床精度，是拉深加工之基础。
（3）模具关系。
①凹模表面粗糙。
进行深拉深时，凹模与压边圈的两面研磨不充分，特别是拉深不锈钢板与铝板时，更易产生拉深伤痕。
因此，凹模必须进行0.4S以下的镜面加工，这样可以完全消除撞击伤痕。
当进行面压高的深拉深时，即使消除碰撞也往往会产生破裂，为了使表面更光滑，可用“刮刀”消除碰撞，防止油膜破碎。
②消除压边圈碰撞。
在拉深过程中，为了不产生集中载荷，应根据板厚变化改变模面接触状态，使模面间隙呈均布载荷。
拉深时，如不消除压边圈的碰撞，也会形成集中载荷而产生破裂。
③拉延筋的位置和形状不良。
由
升级会员 