拉伸開裂分析

1、拉伸開裂分析拉伸模的常有缺陷CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome)Q g&g"I*V#A                            壁破裂$M.x-6X*b,m uCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome這種缺陷一般出現(xiàn)在方筒角部

2、附近的側壁，通常，出現(xiàn)在凹模圓角半徑（rcd）附近。在模具設計階段，一般難以預料。即倒W字形，在其上方出現(xiàn)與拉深方向呈45°的交*網(wǎng)格。交*網(wǎng)格象用劃線針劃過一樣，當尋找壁破裂產(chǎn)生原因時，如不注意，往往不會看漏。它是一種原因比較清楚而又少見的疵病。(I5e$2I-v#p-|,a!|方筒拉深，直邊部和角部變形不均勻。隨著拉深的進行，板厚只在角部增加。從而，研磨了的壓邊圈，壓邊力集中于角部，同時，也促進了加工硬化。2P!V;V/R5.b&!%U為此，彎曲和變直中所需要的力就增大，拉深載荷集中于角部，這種拉深的行程載荷曲線載荷峰值出現(xiàn)兩次。 3R5F0l3h:_4a6z a5FCA

3、D/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園第一峰值與拉深破裂相對應，第二峰值與壁破裂相對應。就平均載荷而言，第一峰值最高。就角部來說，在加工后期由于拉深載荷明顯地向角部集中，在第二峰值就往往出現(xiàn)壁破裂。與碳素鋼板（軟鋼板）相比較，188系列不銹鋼由于加工硬化嚴重，容易發(fā)生壁破裂。即使拉深象圓筒那樣的均勻的產(chǎn)品，往往也會發(fā)生諂屏選?8g%b/Q5b"v-原因及消除方法CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome;L7K:h+s#M-h,y （1）制品形狀。1p2$g9U(q'K&c8b

4、 拉深深度過深。3T ?3m/I4Z X5r#N&y;6lCAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園由于該缺陷是在深拉深時產(chǎn)生的，如將拉深深度降低即可解決。但是必須按圖紙尺寸要求進行拉深時，用其他方法解決的例子也很多。3z'b!V:K(z%V,f&CAD/CAM之家論壇 rd、rc過小。CAD/CAM之家論壇:7a(k/s$p由于該缺陷是在方筒角部半徑（rc）過小時發(fā)生的，所以就應增大rc。凹模圓角半徑（rd）小而進行深拉深時，也有產(chǎn)生壁破裂的危險。如果產(chǎn)生破裂，就要好好研磨（rd），將其加大CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLID

5、WORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome7g$!Y.W6k1K"h（2）沖壓條件。www.CAxH.S(z7#l&_-j.?8l:B-k 壓邊力過大。6v!s)i:I8j+d6;h只要不起皺，就可降低壓邊力。如果起皺是引起破裂的原因，則降低壓邊力必須慎重。如果在整個凸緣上發(fā)生薄薄的折皺，又還在破裂地方發(fā)亮，那就可能是由于緩沖銷高度沒有加工好，模具精度差，壓力機精度低，壓邊圈的平行度不好及發(fā)生撞擊等局部原因。必須采取相應措施。是否存在上述因素，可以通過撞擊痕跡來加以判斷，如果撞擊痕跡正常，形狀就整齊，如果不整齊，則表明某處一定有問題。'P0$G4Z9l6

6、A9F 潤滑不良。加工油的選擇非常重要。區(qū)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。在拉深過程中，最重要的因素之一是不能將潤滑油的油膜破裂。凸模側壁溫度上升而使材料軟化，是引起故障的原因。因此，在進行深拉深時，要盡量減少拉深引起的磨擦，另外，還需要同時考慮積極的冷卻方案。7w9#w*F7U)Q"B7q!N$BCAD/CAM之家論壇 毛坯形狀不當。根據(jù)經(jīng)驗，在試拉深階段產(chǎn)生壁破裂時，只要改變毛坯形狀，就可消除缺陷，這種實例非常多。拉深方筒時，首先使用方形毛坯進行拉深，rd部位如果產(chǎn)生破裂，就對毛坯四角進

7、行切角。在此階段，如果發(fā)生倒W字形破裂和網(wǎng)格疵病，則表示四角的切角量過大。切角的形狀，如拉深時凸緣四角產(chǎn)生凹口，只要切角量適當減小一些，就可消除，同時還可制止破裂。CAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園%*A;6W1H6l*T 定位不良。& y&J02M;n切角量即使合適，但如毛坯定位不正確，就會象切角過大那樣，仍要產(chǎn)生破裂。另外，當批量生產(chǎn)時，使用三點定位裝置時，定位全憑操作者的手感，這時往往會產(chǎn)生壁破裂。;X"W6f*e#n8c7I!v+L:,u%n 緩沖銷接觸不良。+X9y3K8&?CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,

8、SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome只要將緩沖銷的長度作適當調整，缺陷即可消除。+o5H3E8o7Dw （3）模具問題。)X.k&b!Q9l1jCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome 模具表面粗糙和接觸不良。在研磨凹模面提高表面光潔度的同時，還要達到不形成集中載荷的配合狀態(tài)。5M6c Y y7w(l2T37W8B,wCAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園 模具的平行度、垂直度誤差。(H:S3I5C(j:C0n)X進行深拉深時，由于模具的高度增加，所以凸?；虬?/p>

9、模的垂直度、平行度就差，當接近下死點時，由于配合和間隙方面的變化，就成為破裂的原因。因此，模具制作完畢之后，必須檢查其平行度和垂直度。8q+q6I$T'm8Y3f,y1T0X 拉深筋的位置和形狀不好。()*R&t"e8G削弱方筒拉深時角部的拉深筋的作用。6p7-X,v7q7E$A,$i （4）材料CAD/CAM之家論壇2f;v"n%r)G:j 拉伸強度不夠。3"F,A)X1%a1s-b8J 晶粒過大，容易產(chǎn)生壁部裂紋，故應減小材料之晶粒。 變形極限不足，因此要換成r值大的材料。-.V*Y9W'y;,R 增加板材厚度，進行試拉深。1K2W$b

10、+Z/z%tCAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園側壁縱向裂紋9v7P'q%K5?'z3h9L/eCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome如果加工初期受到壓縮變形，加工后期受到拉伸變形，可能產(chǎn)生縱裂紋。 7?85_7b"a6R9I5?CAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園 （1）制品形狀。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome(j'c(K9O6o, 拉深深度過大。#

11、|'B7X)K-g8n3F)U脹形超過極限而引起縱向裂紋；另外，在精整時，縱向或橫向脹形若超過極限，也會引起破裂?？傊屏训闹苯釉?，與脹形超限是一致的。因此，超過變形極限而產(chǎn)生破裂，從形式上講，就是拉深深度過深，如果降低拉深深度，成形條件就會變好。D)K1O0t,z8n$A)ACAD/CAM之家論壇 凹模圓角半徑（rd）過小。CAD/CAM之家論壇#E/q4O&?&g&n.|8x+3U:由于是脹形變形，如果超過材料所具有的變形極限，就會產(chǎn)生破裂。因此，合理的rd既能防止凸緣部裂紋的產(chǎn)生，又能補充材料。作為改善材料流入條件的方法之一，是增大凹模圓角半徑（rd）

12、。增大rd雖然防止了破裂產(chǎn)生，但這時的rd比圖紙尺寸大，為使rd達到圖紙要求，應增加一道精整工序。 （2）沖壓條件。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome8A8&O"f(d*U&E 壓邊力過大。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome9V |:D:m(z!H調整拉深力最基本的方法是調整壓邊力。如果產(chǎn)生破裂，并且凸緣部位發(fā)亮，則是因為壓邊力過大。因此，當有破裂危險時，可稍微降低壓邊力來觀察制品的變化。 凹模面潤滑不

13、足。隨著壓邊力的增加，潤滑油油膜強度也應相應提高，使其盡量減少摩擦。CAD/CAM之家論壇+%(N*'U&x3T(a8M5s/V2A 毛坯形狀不良。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome"s+t4r47m如果毛坯越大，成形條件就會越來越壞。因此，需將毛坯減小到最小限度。即可接近下死點時，毛坯要越過拉深筋，然后進行試拉深。 （3）模具問題。www.CAxH6:V1$J*r3A$R+r 拉深筋的形狀和位置不對。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計

14、,招聘,培訓,汽車,CAxHome6?/f5W3?;|-&y U"M-f使用拉深筋雖然可以防止凸緣產(chǎn)生折皺，但其副作用是阻礙了材料的流入，因此，如果產(chǎn)生破裂的原因是材料流入阻力太大，那末，為了材料容易流入，就需要與毛坯形狀一起綜合分析拉深筋的位置和形狀。 加工不良。CAD/CAM之家論壇2P7_#a4Y$.K;h*x7a如果模面加工不良，往往不能提高壓邊力。因此，需要用砂輪磨光。 （4）材料。CAD/CAM之家論壇-k4M I.Y,m;p如果超過變形極限，就需要換成更高級的材料，另外，還要增加板材厚度. www.CAxH-m2o7l,R3?7Z;PCAD,CAE,CAM,CA

15、TIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome g'|2m(q&l3z)pCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome0z*N:U;R7凸模肩部相應部位裂紋CAD/CAM之家論壇3a,u2x#I6?由于材料的強度不夠，當拉深載荷達到材料破斷載荷時就會發(fā)生此缺陷。 %?;M.w11y+a)?缺陷部位產(chǎn)生于凸模肩R相應的部位（rp處），即比沖撞痕線更接近rp的部分。破裂部分的沖撞痕線，因與其他部位不同，可以對下面幾種情況進行觀察檢查：或者被延展；或者在凸緣的上下面有

16、發(fā)亮的部分；或者產(chǎn)生折皺。另外，在側壁上有時也有發(fā)亮的部分。CAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園.Z!d0|0L3Z%A0s初期橫向破裂，呈舌狀。0D,Z%Y(L8A-T原因及消除方法 7P%K &v9P;g7'iCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHome （1）制品形狀。CAD/CAM之家論壇#E%g;V'T3C*a.k 拉深深度過大。www.CAxH'u%c#|8|%w目前，圓筒、方筒深拉深的極限是在設計階段確定的。從而，在極限附近進行拉深時，要用表面光潔、平整

17、的材料，綜合模具配合和研磨，加工潤滑油，緩沖壓力，壓力機精度等現(xiàn)場條件，進行試驗拉深。Q8e*q7u+q6Q;g-CAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園 凸模半徑（rp）過小。#E-Q.P:!|-m#y4qCAD/CAM之家論壇a 將rp修正到適當值。8Z.3G7G5y'm+o:CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHomeb 圖紙上的rp過小時，首先按適當值進行拉深，然后再增加一道工序，成形所需尺寸。CAD/CAM之家論壇#f!d/0r3i 凹模尺寸（rd）過小。a 將rd修正到適當值。!B6

18、N*T;a/j8oCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHomeb 圖紙上的rd過小時，首先用適當rd值進行拉深，然后再增加一道工序，成形到所需尺寸。www.CAxH%k$c*g+O%Y+*P6W'P"F"O 方筒的角部半徑（rc）過小。a 將拉深深度減??；(d,o:J7F5C$J#P82r2B+fb 多增加一道拉深工序；"i+U3m3%jCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,設計,招聘,培訓,汽車,CAxHomec 換成更高級的材料；d 將板

19、料厚度增加。j.q:s'o#|3CAD/CAM之家論壇（2）沖壓條件。CAD/CAM之家論壇'T%N0X4V1i$G:t&x 壓邊力過大。/w9*P6R8t*CCAD/CAM之家論壇壓邊力過大時，在凸緣面上不會發(fā)生起皺。防皺壓板面粗糙度，模具配合，間隙，rp，rd，加工油的種類和涂敷條件，緩沖銷造成的壓邊力分布等，都影響防皺壓力。如果有關拉深的上述這些條件都合適的話，壓邊力就會下降，在起皺之前，不會發(fā)生破裂。www.CAxH'?/C-P1/T壓邊力過大時，由于凸緣面會全面發(fā)亮，所以很容易判斷。CAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園 L'

20、;s0X3s7"c2i)C 潤滑不良。拉深加工與潤滑有極為密切的關系，特別是包含有減薄拉深加工時，必須控制制品溫度的升高。如果是條件好的拉深加工，潤滑油的選擇不成什么問題；條件不好的拉深加工，如果潤滑油選擇不當，就會引起破裂。  CAD/CAM之家論壇-V"N,Z&H/B5l5I2Pn,B/T-S"b"k4yCAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園 www.CAxH+9o5L5B2U&V:Z$K!W9i$g,A:www.CAxH+s)N)d;Z2I2VCAD/CAM之家論壇'D)v0t9r,h

21、2(5e2Q!h(e't&/S*ACAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園 毛坯形狀不良。在試拉深階段，決定毛坯形狀是重要的工作之一。必須將毛坯形狀限制在最小尺寸。當用方形毛坯進行圓筒拉深時，極限拉深率為0.58左右。另外，如果拉深率過于嚴苛，rp部位的傷痕會產(chǎn)生破裂，如進行切角，就可防止破裂。拉深方筒時可先用方坯進行，這樣可以制造出漂亮的制品，但是如果達到拉深極限，在rcp附近就會產(chǎn)生破裂。如果已經(jīng)破裂，可將毛坯的四角切去一部分。但如果切多了的話，就會產(chǎn)生凸緣起皺，成為產(chǎn)生壁裂紋的原因。 毛坯定位不好。即使毛坯形狀良好，但如果調整位置不好，或者放置方位不對，

22、這時，凸模與毛坯產(chǎn)生錯位，也會產(chǎn)生破裂或起皺。另外，用500噸油壓機，對較大尺寸的拉深件成形時（材料是SUS304），使用粘度低的油就可進行深拉深。當使用粘度高的油進行深拉深時，拉深到高度的1/4，rp部位就會破裂。不銹鋼與軟鋼板相比較，容易受到速度的影響，但如進行充分的冷卻和潤滑，在實際操作中，其他方面的問題比速度問題更重要。當進行高速沖裁時，即使使用一般間隙，切口的全部剪切面都是非常理想的。 模具安裝不良。該缺陷是由模具安裝不良，上下模不對中所造成的。近來，幾乎所有的模具都備有導向裝置，由于模具不對中產(chǎn)生的故障已很少見。 緩沖銷的長短不齊。緩沖銷在使用過程中，由于出現(xiàn)壓彎，沖擊傷痕等，往往

23、變得長短不一，拉深過程中，緩沖銷長的部分，由于受到集中載荷而破裂。為了對緩沖銷的長短不一進行檢查，在模具調整階段，用手來回搖銷，長銷由于集中承受壓邊圈的重量，而變得很重，這是很容易理解的。 緩沖墊凹凸不平。當壓力機緩沖墊的銷子位置出現(xiàn)凹陷，或者廢料從銷孔落到緩沖墊上，就無法控制緩沖壓力。壓力機如有活動工作臺，由于能進行簡單的清掃或檢修，所以這樣的事故是不會發(fā)生的，但如果是固定工作臺，長期不檢修，一旦使用，往往會發(fā)生事故。 緩沖銷配備不良。緩沖銷原則上應裝配在凸模的周圍，然而，必須有適當?shù)拈g隔。如果壓邊圈很薄，緩沖銷配置不當時，產(chǎn)品的凸緣，在某個緩沖銷部位受到強烈拉力而使其斷裂。這時，凸緣的末端

24、形狀，就會象舌狀樣局部延伸，這是很簡單明白的道理。另外，緩沖銷配置與凸模周邊形狀不一致，凸緣面會起皺，也往往會成為破裂的原因。歸根到底，當壓邊圈很薄，銷子的位置就有明顯的影響，因此，使壓邊圈具有充分的強度，是最基本的問題。 起皺引起破裂。a 坯料尺寸大于壓邊圈。當坯料尺寸比壓邊圈大時，拉深開始之后，坯料外露部分就產(chǎn)生起皺，它同“拉深筋”的功能一樣，繼續(xù)拉深會使其破裂，在試拉深階段，為了確定“拉深筋”的位置，有時故意使毛坯露在壓邊圈外。一般來說，即使是大坯料局部脹形，其原則仍是毛坯用壓邊圈壓住后再進行加壓。b 壓邊力小。當壓邊力小時，毛坯表面就會起皺，該折皺通過凹模圓角半徑（rd）時，往往會破裂

25、。因此，這種場合，折皺和破裂就混為一體。當用加工硬化程度高的不銹鋼板進行方筒深拉深時，有一光亮部分，在*近rd處產(chǎn)生折皺。該折皺就是產(chǎn)生破裂的原因，rd部分如果破裂，首先要提高壓邊力，消除折皺，這是頭等重要的事情。決不要增大rd或者降低壓邊力。光亮部分是由于坯料厚度增加，承受集中載荷所致，因此，在提高壓邊力的同時，把模具間的接觸點到刮目相看平，消除材料增厚的部分；如呈分布載荷，則可消除凸緣面起皺，而使材料的流入變得容易。c 凹模半徑（rd）過大。rd過大時，就會在rd部分產(chǎn)生加工硬化后的折皺，它又作為拉深筋的功能使拉深件產(chǎn)生破裂。從而，在進行深拉深時，rd要盡可能小，這樣易于拉深。d 壓邊圈側

26、壁間隙過大（圖2）。例如圓筒凸緣壓緊拉深或方筒局部凸緣壓緊拉深時，凸模與壓邊圈側壁的間隙，必須比凹模圓角半徑（rd）小。如果間隙過大，拉深時材料不能貼緊rd，而是要向上鼓起，從而產(chǎn)生折皺，折皺進入間隙后壓成一定形狀，并成為產(chǎn)生破裂的原因。因此，加工時壓邊圈側壁要有一個合理的間隙，筒形件凸緣壓緊部分和方筒角部凸緣壓緊部分，間隙必須設計成小于rd。 壓力機精度不良。壓力機精度不良，對于淺拉深影響不大。當使用曲柄壓力機進行深拉深時，如果精度不良，就要受到明顯的影響而產(chǎn)生破裂。所以，保證機床精度，是拉深加工之基礎。 CAD/CAM/CAE/汽車設計/模具設計用戶技術交流家園$E&C!V3Y/V

27、5l&L3G（3）模具關系。 凹模表面粗糙。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(chǎn)生拉深傷痕。因此，凹模必須進行0.4S以下的鏡面加工，這樣可以完全消除撞擊傷痕。當進行面壓高的深拉深時，即使消除碰撞也往往會產(chǎn)生破裂，為了使表面更光滑，可用“刮刀”消除碰撞，防止油膜破碎。 消除壓邊圈碰撞。在拉深過程中，為了不產(chǎn)生集中載荷，應根據(jù)板厚變化改變模面接觸狀態(tài)，使模面間隙呈均布載荷。拉深時，如不消除壓邊圈的碰撞，也會形成集中載荷而產(chǎn)生破裂。 拉延筋的位置和形狀不良。由于拉延筋脹力過大而引起破裂時，可以用改變拉延筋形狀，判斷拉延筋的位置與材料的流入過程，即通過綜合判斷的辦法確定拉延筋與毛坯形狀的關系。 間隙過小。拉深件角部*近rd部分的側壁，有亮點并產(chǎn)生破裂時，這是間隙過小引起的。因此，只要修正間隙，消除亮