因為拉伸模在設(shè)計時要考慮的因素實在是太多，比如拉深系數(shù)，有沒有到達材料的極限，彈簧力的決定，拉伸的方向，是向上拉伸還是向下拉伸，往往不能一次成型，還要經(jīng)過多次試作，才能達到理想的結(jié)果，甚至有時會有模具報廢的可能，因此，在實踐中不斷積累經(jīng)驗，對拉伸模的設(shè)計是有很大幫助的。
另外，開料尺寸的大小，對整個模具的生產(chǎn)試作也起到了不可忽視的作用。所以大多數(shù)時候，當(dāng)我們對一些不規(guī)則的拉深件進行設(shè)計時，往往會在模具設(shè)計階段預(yù)留一個空步。
一、拉伸材料
當(dāng)客戶對材料的要求不是很苛刻、反復(fù)試模達不到要求時，可以換一種拉伸性能好的材料再試，好的材料是成功的一半，對于拉伸，萬萬不可忽視。拉伸用冷軋薄鋼板主要有08Al、08、08F、10、15、20號鋼，其中用量最大的是08號鋼，分為沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼，沸騰鋼價格低，表面質(zhì)量好，但偏析較嚴重，有“應(yīng)變時效”傾向，不適用于對沖壓性能要求高外觀要求較嚴格的零件，鎮(zhèn)靜鋼較好，性能均勻但價格較高，代表牌號為鋁鎮(zhèn)靜鋼08Al。國外鋼材用過日本SPCC-SD深沖壓鋼，其拉伸性能優(yōu)于08Al。
二、模具表面的光潔度
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，嚴重時導(dǎo)致拉伸破裂。
三、毛坯尺寸的確定
多則皺，少則裂是我們的原則，毛坯定位設(shè)計要正確，形狀簡單的旋轉(zhuǎn)體拉伸件的毛坯直徑在不變薄的拉伸中，材料厚度雖有變化，但基本與原始厚度十分接近，可以根據(jù)毛坯面積與拉伸件面積(若有修邊須加上修邊余量)相等的原則計算出。但是，往往拉伸件形狀和過程比較復(fù)雜，有時還要變薄拉伸，雖然現(xiàn)在有許多三維軟件可進行展開料計算，但其精確度不能100%達到要求。
解決辦法:試料。
一個產(chǎn)件要經(jīng)過多道工序，頭道工序一般是落料工序。首先要進行展開料計算，對毛坯的形狀和大小有個大概認識，以便確定落料模的總體尺寸。在模具設(shè)計完成后不要加工落料模的凸凹模尺寸。先用線切割加工毛坯(毛坯較大時可用銑床銑后再鉗修)，經(jīng)過后續(xù)拉伸工序的反復(fù)實驗，最終確定了毛坯尺寸，然后再加工落料模的凸凹模。
經(jīng)驗1
倒排工序，先試拉伸模，后加工毛坯的落料刃口尺寸，事倍功半。
四、拉伸系數(shù)m
拉伸系數(shù)是拉伸工藝計算中的主要工藝參數(shù)之一，通常用它來決定拉伸的順序和次數(shù)。
影響拉伸系數(shù)m的因數(shù)很多，包括材料性能、材料的相對厚度、拉伸方式(指有無壓邊圈)、拉伸次數(shù)、拉伸速度、凸凹模圓角半徑、潤滑等。
有關(guān)拉伸系數(shù)m的計算和選用原則是各種沖壓手冊中介紹的重點，有推算、查表、計算等許多方法，祥之又祥，我也是按書選擇，并無新鮮的東東，請看書。
經(jīng)驗2
材料的相對厚度、拉伸方式(指有無壓邊圈)、拉伸次數(shù)是不好在修模時調(diào)整的，一定要慎重。最好在選擇拉伸系數(shù)m時找同事校一遍。
五、加工油的選擇
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(dāng)將制品從模具內(nèi)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,在凹模上涂潤滑油，或在薄板上套薄膜袋。
經(jīng)驗3
遇到拉伸拉裂時，在凹模上涂潤滑油(不要在凸模涂)，工件靠凹模一面覆0.013–0.018mm的塑料薄膜。
六、工件熱處理
雖然不提倡，但還是要說的，在拉伸過程中，工件由于冷塑性變形，產(chǎn)生冷作硬化，使其塑性降低，變形抗力和硬度增大，再加上模具設(shè)計不合理，就需要進行中間退火，以軟化金屬，恢復(fù)塑性。
注意:在一般工藝中中間退火不是必須的，畢竟要增加成本，要在增加工序和增加退火中進行選擇，慎用!
退火一般采用低溫退火，即再結(jié)晶退火。退火時要注意的事項有兩點:脫炭和氧化。這里主要講講氧化。工件氧化后有氧化皮，害處有二:使工件有效厚度變薄，增加模具磨損。
公司條件不具備時，一般采用普通退火，為減少氧化皮產(chǎn)生，退火時要盡可能將爐膛裝滿，我還用過土辦法:
1、工件少時可與其他工件混裝(前提:退火工藝參數(shù)應(yīng)基本一致)。
2、將工件裝在鐵盒中焊封后再裝爐。為消出氧化皮，退火后要根據(jù)情況進行酸洗處理。
公司條件具備時，可采用氮爐退火，即光亮退火。不細看，幾乎和沒退火前顏色一樣。
經(jīng)驗4
對付冷作硬化強的金屬或在試模中出現(xiàn)拉裂又無其它辦法時，增加中間退火工序。
七、補充幾點
1、產(chǎn)品圖上的尺寸應(yīng)盡可能在一側(cè)標(biāo)注，讓人明確是保證外部尺寸還是內(nèi)腔尺寸，不能同時標(biāo)注內(nèi)外型尺寸。他人提供的圖紙有此類問題應(yīng)與其溝通，能統(tǒng)一則統(tǒng)一，不能統(tǒng)一時要知道該工件的與其它件的裝配關(guān)系。
2、對最后一道工序，工件尺寸在外，以凹模為主，間隙以減小凸模尺寸取得;工件尺寸在內(nèi)，以凸模為主，間隙以增大凹模尺寸取得;
3、凸凹模圓角半徑在設(shè)計時盡可能采用小的容許值，給后續(xù)修模帶來方便。
4、判斷工件拉裂的原因時可參考:因材料質(zhì)量差而產(chǎn)生的裂口多為鋸齒狀或不規(guī)則形狀，因工藝、模具而產(chǎn)生的裂口一般比較整齊。
5、”多則皺，少則裂”，按此原則調(diào)節(jié)材料的流動狀況，方法有調(diào)整壓邊圈的壓力、增加拉深筋、修整凸凹模圓角半徑、工件上切工藝口等。
6、為保證耐磨性和防止拉伸劃痕，凸凹模和壓邊圈必須淬火，也可以鍍硬鉻,也可以采用表面TD處理.必要的時候可以用鎢鋼來作凸凹模。
汽車后懸彈簧支座板設(shè)計 模具人速看 掌握最新的模具知識
1、沖壓工藝分析
現(xiàn)在很多學(xué)習(xí)模具設(shè)計的小伙伴越來越多，很多人問我有沒有資料，第一本書看什么比較好，根據(jù)你們的需求，我將一些模具設(shè)計的資料進行了分類管理，希望你們能在模具行業(yè)前途無量。
圖1所示為汽車用后懸彈簧支座加強板，批量生產(chǎn)。材料為SAPH440，料厚t=2mm。SAPH440為汽車結(jié)構(gòu)鋼，含碳量為0.20%左右，該材料的屈服強度為305~395MPa，抗拉強度為390~470MPa，伸長率≥30%，具有良好的成形性能，主要用于對強度要求高的汽車構(gòu)架、車輪等結(jié)構(gòu)件。圖1所示零件外形尺寸為107.5mm×149mm×33mm，表面質(zhì)量和精度要求高，形狀較為復(fù)雜，?7+0.1mm的孔有裝配要求，精度等級為IT9。
根據(jù)零件的外形特點，將模具設(shè)計成1模2件的結(jié)構(gòu)(見圖2)，后懸彈簧支座的成形需落料、沖孔、成形、分離等工序完成，由于零件料厚為2mm，表面形狀為復(fù)雜的曲面形狀，宜采用單工序模和復(fù)合模結(jié)合的方式生產(chǎn)。
2、毛坯尺寸的計算
鈑金件常用的毛坯料計算方法有經(jīng)驗法、中性層法、拼合法，這些方法大多適用于特定形狀的零件，但后懸彈簧支座零件表面形狀復(fù)雜，既不是標(biāo)準的彎曲件，也不是標(biāo)準的拉深件，變形部分包含彎曲、拉深等，用傳統(tǒng)的毛坯料計算方法很難計算出精確的毛坯尺寸，運用UG軟件中的有限元分析法計算得到了毛坯尺寸，如圖3所示。
3、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.存放塊2.限位柱3.上模座4.上模墊板5.限位螺桿6.模柄7.頂出器(上模壓料板)8.卸料彈簧9.凹模鑲件10.導(dǎo)套11.導(dǎo)柱12.下模座13.卸料板14.下模墊板15.凸模鑲件16.限位螺桿17.卸料彈簧18.吊棒
毛坯落料模采用滑動導(dǎo)柱倒裝式?jīng)_模、剛性卸料板和鑄鋼導(dǎo)柱模架,其結(jié)構(gòu)如圖4所示。模具工作過程:坯料由擋料銷粗定位、定位銷精定位，保證送料精度，凹模內(nèi)設(shè)計工件頂出器，上、下模合模沖裁后，零件由頂出器頂出，沖裁廢料由卸料板從下模中頂出。
1.存放塊2.限位柱3.導(dǎo)柱4.上模座5.凹模鑲件6.模柄7.定位銷8.導(dǎo)套9.下模座10.吊棒11.矩形彈簧12.卸料板13.下模墊板14.凸模鑲件15.定位銷16.限位螺桿17.定位銷
圖5所示為支座成形模結(jié)構(gòu)，根據(jù)零件的成形特點，為了降低制造成本，凸模和凹模采用鑲件結(jié)構(gòu)，凹模在上模，凸模及頂出器在下模，成形前板料放在頂出器上，工作時凹模下行且頂出器在機床頂桿力的作用下壓緊板料，成形后頂出器把零件頂上來。成形模的定位采用自制定位銷進行精確定位，在下模座零件頂出器上安裝3個定位銷，在上模的凹模板上加工出3個定位銷工藝孔。模具的卸料裝置采用彈簧卸料，由于零件成形后會包在凸模上，采用8個SWM40-100的矩形彈簧作用于卸料板，將包在凸模鑲件外的零件頂出，彈簧底部以彈簧蓋板直接與下工作臺接觸。
1.存放塊2.導(dǎo)柱3.上模座4.卸料板5.沖孔凸模6.模柄7.沖裁凸模8.肩形凸模套9.導(dǎo)套10.下模座11.吊棒12.背托板13.沖孔凹模鑲件14.導(dǎo)向塊15.凸凹模16.螺釘17.限位螺桿18.矩形彈簧19.導(dǎo)料銷
由于零件采用的是1模2件的模具結(jié)構(gòu)，成形后要沖裁分離。圖6所示為零件沖孔分離復(fù)合模結(jié)構(gòu)，該模具主要由上模座、卸料板、沖孔凸模、沖裁凸模、凹模、下模座組成。由于沖孔精度要求較高，將沖孔凸模安裝在肩形凸模套上，并與肩形凸模套一起通過螺釘聯(lián)接安裝在上模座上。
為了保證沖孔精度，在沖孔凹模上設(shè)計一個鑲件，凹模鑲件與凹模采用H7/n6過渡配合安裝在凹模上，結(jié)構(gòu)如圖7所示。分離凹模由2塊凹模鑲件構(gòu)成，為保證在沖裁時的位置精度，在下模座上左右各安裝一塊背托板。
圖8所示為分離凸模及凹模鑲件結(jié)構(gòu)，沖裁時，上模座帶動凸模及壓料板下行壓緊工件，上模座及凸模繼續(xù)下行將工件沖孔及分離，廢料直接從壓力機臺面下滑落，零件由卸料板推出。
對汽車后懸彈簧支座加強板進行了沖壓工藝分析，制定了合理的工藝方案，明確了3個工序的工作內(nèi)容。以傳統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗為基礎(chǔ)，結(jié)合了計算機輔助設(shè)計軟件UG，設(shè)計了汽車后懸彈簧支座加強板的落料、成形、沖孔分離3副模具。經(jīng)過模具調(diào)試和批量生產(chǎn)證明，模具結(jié)構(gòu)合理，運行情況正常，零件質(zhì)量穩(wěn)定可靠，滿足了零件精度和大批量的生產(chǎn)要求。
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