拉伸模具中材料如何流動

成功深拉伸模依賴很多因素，在模具設(shè)計和制造中忽略其中任何一個因素都會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。 盡管在深拉伸工藝中有很多因素要考慮, 然而決定成功的最重要的因素源于金屬的流動。以下列出一些影響金屬流動的關(guān)鍵因素, 這其中任何一種在深拉伸沖壓模具的設(shè)計, 制造或者在故障診斷中都應(yīng)當(dāng)考慮。

1. 材料類型

2. 材料厚度

3. "N" 和"R" 值

4. 展開平板的尺寸和外形

5.零件的幾何尺寸

6.沖床速度 

7.拉伸圓角

8.拉伸率

9.模具表面的光潔度

10.模具的溫度

11. 潤滑

12.拉延阻筋的高度和形狀

13. 壓邊圈的壓力

14. 壓邊圈的變形

15. 平衡墊片 (上下壓邊圈之間) 厚度

為了說明金屬流動的原理, 本文從分析兩種基本的拉伸形狀圓形和正方形入手。任何給定形狀的零件的所有變形模式都可用這兩種基本形狀之一的變形來描述。

為了說明不正確的拉伸率(L), 太小的型芯凸模將導(dǎo)致金屬變薄直到開裂, 反之, 正確的拉伸率(R)會得到成功的深拉伸零件。

拉伸圓杯件時, 在眾多最重要因素當(dāng)中首先要考慮的是拉伸率. 拉伸率體現(xiàn)型芯凸模尺寸和零件展開尺寸之間的關(guān)系. 關(guān)注微信公眾號，沖壓幫 拉伸率必須在允許金屬流動的可接受的極限內(nèi)。

在控制金屬的流動時, 應(yīng)施加足夠大的壓邊力. 如果壓邊力不足, 金屬當(dāng)壓縮時就會起褶. 這個皺褶會進(jìn)一步分離壓邊圈和凸凹模拉伸圈表面, 導(dǎo)致失去對材料的控制. 當(dāng)材料在凸凹模間被擠壓時, 皺褶會被強(qiáng)制展平, 從而拉伸杯子頂部金屬, 最終開裂.太大的壓邊圈壓力問題可通過使用平衡墊片(上下壓邊圈之間)來克服. 平衡墊片在壓邊圈和拉伸圈表面間維持一定的間隙, 平衡墊片的厚度應(yīng)設(shè)置為110% 的金屬板厚, 這樣才能容許金屬當(dāng)壓縮時板厚的增加. 如果平衡墊片厚度太大, 當(dāng)材料四周受擠壓時, 它就會起皺。

圓形杯拉伸時推薦的壓邊圈壓力: 對低碳鋼來將,在凸模芯棒四周(凸模芯棒直徑X3.141) 600 Pound/每英寸。

對高碳鋼, 低合金以及不銹鋼來將, 在凸模芯棒四周(凸模芯棒直徑X3.141) 1800 Pound/每英寸，當(dāng)分階段拉伸時, 其他應(yīng)當(dāng)記住的指導(dǎo)原則:拉伸型腔底部設(shè)計為開放性的,這樣便于調(diào)節(jié)拉伸深度.關(guān)注微信公眾號，沖壓幫 當(dāng)合適的拉伸率確定后, 金屬就會部分的或全部的穿過壓邊圈。

方形拉伸類似圓形拉伸, 因為它們都有四個90度的圓角. 因為有90度的圓角, 金屬流向圓角時, 材料被擠壓. 在方形的直邊處, 就是簡單的彎曲和校直. 在方形件拉伸直邊處存在的流動阻力比起圓角處來說要遠(yuǎn)小的多。

在單步拉伸中, 增加圓角半徑就會較大地提高拉伸能力, 因為大半徑圓角減小了材料的壓縮. 在圓角處太多的壓縮會限制金屬的流動, 最終導(dǎo)致開裂.增加圓角半徑及減小展開尺寸就會減少成型的剛度. 因為大半徑圓角減小了材料的壓縮. 展開平板的鈍角也能夠減小材料的壓縮。

方形件拉伸時伴隨著大量金屬流動, 為了幫助平衡金屬的流動, 在壓邊圈和拉伸圈表面間圓角處, 容許材料變厚. 當(dāng)材料在壓邊圈和拉伸圈之間沒有過分的擠壓下通過時, 該工藝容許材料在圓角處變厚。