拉深件缺陷与消除

拉深件缺陷及消除拉深件缺陷及消除一.深拉深破裂二.胀形破裂三.凸缘延伸裂纹四.纵弯曲折皱五.壁增厚折皱六.表面精度不良七.表面形状不良一.深拉深破裂1.凹模肩部相应部位裂纹2.壁破裂3.纵向破裂4.自然时效破裂5.凸模肩部相应部位裂纹6.直边壁破裂7.侧壁端面裂纹8.侧壁纵向裂纹拉深件缺陷及消除深拉深破裂1.凹模肩部相应部位裂纹如图1所示，这种破裂现象产生于非常靠近rd的部位。（1）凹模圆角半径rd过小。由于这种缺陷产生于rd过小的场合，因此需将rd增大到适当值。如果rd是图纸要求的尺寸，可以首先用标准的rd值进行拉深，然后再增加一道整形工序。图1rd部破裂一.深拉深破裂1.凹模肩部相应部位裂纹（2）由起皱引起破裂。如果压边力太小，在凸缘部就会起皱，在rd部分如不能控制住起皱，rp或rd部分就产生破裂。尤其是rd偏小，当压边力小时，破裂就集中发生于rd部位。其措施是必须首先很好地研磨rd部位并提高压边力，如仍发生破裂，就要再增大压边力。一.深拉深破裂1.凹模肩部相应部位裂纹（3）材料的加工硬化。对方筒进行深拉深，当拉深到下死点时，完全没有起皱，但在rd部位却发生破裂。原因是，进行剧裂的拉深加工时，由于材料的硬化按比例增加，因此，rd部位不能承受剧烈的弯曲，在变形功极低的情况下，rd附近就会破裂。深拉深破裂1.凹模肩部相应部位裂纹消除方法（1）改变毛坯形状；（2）更换润滑油；（3）稍微变换缓冲销压力；（4）经常进行研磨，消除破裂部位的凸缘部撞击；（5）产生局部破裂的原因及消除方法。①定位不好或毛坯形状不合适；②缓冲销的位置或长度不合适；③润滑油不合适；④凹模面的接触不良；⑤垂直度不好；⑥根据rd的破裂部位再研磨凸缘部位。深拉深破裂2.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。深拉深破裂2.壁破裂图2方筒拉深时，凸模行程与拉深载荷的关系图1方筒壁破裂深拉深破裂2.壁破裂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。深拉深破裂2.壁破裂原因及消除方法（1）制品形状。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。深拉深破裂2.壁破裂（2）冲压条件。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。深拉深破裂2.壁破裂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。深拉深破裂2.壁破裂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。深拉深破裂2.壁破裂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。深拉深破裂2.壁破裂（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。深拉深破裂2.壁破裂（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。深拉深破裂3.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。图1纵向破裂深拉深破裂3.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。深拉深破裂3.纵向破裂消除方法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。深拉深破裂3.纵向破裂（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。深拉深破裂3.纵向破裂（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。深拉深破裂4.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。图1自然时效裂纹深拉深破裂4.自然时效破裂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。深拉深破裂5.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。深拉深破裂5.凸模肩部相应部位裂纹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。图1rp部破裂深拉深破裂5.凸模肩部相应部位裂纹原因及消除方法（1）制品形状。①拉深深度过大。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。深拉深破裂5.凸模肩部相应部位裂纹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。深拉深破裂5.凸模肩部相应部位裂纹（2）冲压条件。①压边力过大。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。深拉深破裂5.凸模肩部相应部位裂纹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。深拉深破裂5.凸模肩部相应部位裂纹③毛坯形状不良。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。深拉深破裂5.凸模肩部相应部位裂纹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。深拉深破裂5.凸模肩部相应部位裂纹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