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拉深过程中如何防止起皱?防止深冲零件起皱的方法?【辉源精密】

日期:2022-10-20    阅读量: 17

  在拉深冲压过程中,冲床将钣金坯料推入模具腔内,形成轮廓零件。如果一个零件的深度至少是其直径的一半,则该零件被称为深拉。否则,就简单地称为通用冲压。

  无褶皱的金属板特写

  拉深冲压是一种广泛使用的工艺,可生产一系列五金件,深拉伸过程可能具有一个或多个绘图操作,具体取决于零件的复杂程度。

  


  起皱和拉深冲压工序

  在深冲操作中发生的主要缺陷之一是钣金材料的起皱,通常在零件的壁或法兰中。冲压过程中,毛坯法兰承受径向拉拔应力和切向压应力,有时会产生褶皱。如果拉深系统和冲压件设计得当,可以防止起皱。

  深冲部件起皱的原因,这个几个因素会导致深冲部件出现皱纹,包括:

  毛坯支架压力

  模腔深度和半径

  毛坯、压边圈、冲头和模腔之间的摩擦

  毛坯、压边圈、冲头和模腔之间的间隙

  毛坯形状和厚度

  最终零件几何形状

  冲床速度

  其他因素,如模具温度和毛坯的金属合金,也会影响拉深过程。这些因素中的任何一个的变化都会影响深拉伸部分起皱或开裂的可能性。

  顾名思义,毛坯支架将钣金件毛坯的边缘固定在模具顶部的适当位置,同时冲头迫使钣金进入模具腔 - 钣金变形成正确的形状,而不是简单地被拉入模腔。

  但是,毛坯支架不会将毛坯的边缘牢固地固定到位,如果是这种情况,杯壁可能会发生撕裂。毛坯支架通过在毛坯支架和毛坯本身之间提供摩擦力,允许毛坯在一定程度上滑动。通过使用空气或氮气垫或数控液压缓冲垫,可以通过压力反馈以液压方式施加毛坯支架力。

  模腔深度越大,必须拉入模腔的毛坯材料就越多,零件壁和法兰起皱的风险就越大。最大模腔深度是起皱和骨折开始之间的平衡,这两者都不是可取的。

  冲头和模腔边缘的半径度控制毛坯材料流入模腔。如果冲头和模腔边缘的半径太大,可能会发生杯壁起皱。如果半径太小,毛坯由于高应力而容易撕裂。

  防止深冲零件起皱的方法:使用毛坯支架

  消除深冲零件起皱的最简单方法是使用毛坯支架。在大多数深冲过程中,在整个拉拔过程中都会施加恒定的毛坯夹持器压力。

  然而,可变坯料夹持器压力的使用取得了一些成功,气动或液压毛坯支架垫可以根据机器的冲程线性改变毛坯支架压力。这为允许的模腔深度提供了一些增加。

  数控(NC)模垫可用于在拉伸操作过程中提供可变的毛坯夹持器压力,在合适的毛坯夹持器压力力曲线中,初始力较大,以提供初始变形。

  缓冲垫脱落以将材料拉入模腔,然后缓慢增加回升以确保拉伸零件中的应变硬化,NC模具垫可以显着增加允许的模腔深度,同时防止起皱和开裂。

  防止深冲零件起皱的方法:模腔设计

  可以优化冲头和模腔的设计,以减少起皱的概率。选择刚好大到足以防止开裂的法兰半径可以最大限度地减少皱纹的可能性。此外,考虑最小化零件复杂性和任何不对称性也会有所帮助。采用多步拉伸工艺在防止深冲零件起皱方面具有多种优势。

  设计毛坯几何形状以尽量减少多余的材料可以减少起皱的可能性。钣金件毛坯具有固有的晶粒结构,因此应力可以根据模具的设计和晶粒的方向而变化。在不对称设计中调整晶粒以最小化晶粒应力的复合和深拉伸过程的一般应力是需要考虑的事项。

  其他需要考虑的因素

  可以定制每个部件的表面条件,以提高整体性能。润滑剂可减少毛坯与冲头和模腔之间的摩擦,可以是液体(湿的)或薄膜(干的)。通常,它们在绘图之前应用于毛坯。

  如今,干膜正在获得认可,因为它们减少了制造后对零件清洗的需求,虽然润滑剂可以促进金属流入模腔,但请考虑增加毛坯夹持力以考虑减少的摩擦。

  以前,反复试验和操作员体验优化的零件和模具设计。如今,计算机辅助设计和有限元建模用于创建零件和模具设计以及模拟深冲过程,从而显着降低了设计过程中的工具和劳动力成本。