因为拉伸模在设计时要考虑的因素实在是太多，比如拉深系数，有没有到达材料的极限，弹簧力的决定，拉伸的方向，是向上拉伸还是向下拉伸，往往不能一次成型，还要经过多次试作，才能达到理想的结果，甚至有时会有模具报废的可能，因此，在实践中不断积累经验，对拉伸模的设计是有很大帮助的。


另外，开料尺寸的大小，对整个模具的生产试作也起到了不可忽视的作用。所以大多数时候，当我们对一些不规则的拉深件进行设计时，往往会在模具设计阶段预留一个空步。

一、拉伸材料


当客户对材料的要求不是很苛刻、反复试模达不到要求时，可以换一种拉伸性能好的材料再试，好的材料是成功的一半，对于拉伸，万万不可忽视。拉伸用冷轧薄钢板主要有08Al、08、08F、10、15、20号钢，其中用量最大的是08号钢，分为沸腾钢和镇静钢，沸腾钢价格低，表面质量好，但偏析较严重，有“应变时效”倾向，不适用于对冲压性能要求高外观要求较严格的零件，镇静钢较好，性能均匀但价格较高，代表牌号为铝镇静钢08Al。国外钢材用过日本SPCC-SD深冲压钢，其拉伸性能优于08Al。


二、模具表面的光洁度


进行深拉深时，凹模与压边圈的两面研磨不充分，特别是拉深不锈钢板与铝板时，更易产生拉深伤痕，严重时导致拉伸破裂。


三、毛坯尺寸的确定


多则皱，少则裂是我们的原则，毛坯定位设计要正确，形状简单的旋转体拉伸件的毛坯直径在不变薄的拉伸中，材料厚度虽有变化，但基本与原始厚度十分接近，可以根据毛坯面积与拉伸件面积(若有修边须加上修边余量)相等的原则计算出。但是，往往拉伸件形状和过程比较复杂，有时还要变薄拉伸，虽然现在有许多三维软件可进行展开料计算，但其精确度不能100%达到要求。


解决办法:试料。


一个产件要经过多道工序，头道工序一般是落料工序。首先要进行展开料计算，对毛坯的形状和大小有个大概认识，以便确定落料模的总体尺寸。在模具设计完成后不要加工落料模的凸凹模尺寸。先用线切割加工毛坯(毛坯较大时可用铣床铣后再钳修)，经过后续拉伸工序的反复实验，最终确定了毛坯尺寸，然后再加工落料模的凸凹模。


经验1


倒排工序，先试拉伸模，后加工毛坯的落料刃口尺寸，事倍功半。

四、拉伸系数m


拉伸系数是拉伸工艺计算中的主要工艺参数之一，通常用它来决定拉伸的顺序和次数。


影响拉伸系数m的因数很多，包括材料性能、材料的相对厚度、拉伸方式(指有无压边圈)、拉伸次数、拉伸速度、凸凹模圆角半径、润滑等。


有关拉伸系数m的计算和选用原则是各种冲压手册中介绍的重点，有推算、查表、计算等许多方法，祥之又祥，我也是按书选择，并无新鲜的东东，请看书。


经验2


材料的相对厚度、拉伸方式(指有无压边圈)、拉伸次数是不好在修模时调整的，一定要慎重。最好在选择拉伸系数m时找同事校一遍。


五、加工油的选择


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,在凹模上涂润滑油，或在薄板上套薄膜袋。


经验3


遇到拉伸拉裂时，在凹模上涂润滑油(不要在凸模涂)，工件靠凹模一面覆0.013–0.018mm的塑料薄膜。


六、工件热处理


虽然不提倡，但还是要说的，在拉伸过程中，工件由于冷塑性变形，产生冷作硬化，使其塑性降低，变形抗力和硬度增大，再加上模具设计不合理，就需要进行中间退火，以软化金属，恢复塑性。


注意:在一般工艺中中间退火不是必须的，毕竟要增加成本，要在增加工序和增加退火中进行选择，慎用!


退火一般采用低温退火，即再结晶退火。退火时要注意的事项有两点:脱炭和氧化。这里主要讲讲氧化。工件氧化后有氧化皮，害处有二:使工件有效厚度变薄，增加模具磨损。


公司条件不具备时，一般采用普通退火，为减少氧化皮产生，退火时要尽可能将炉膛装满，我还用过土办法:


1、工件少时可与其他工件混装(前提:退火工艺参数应基本一致)。


2、将工件装在铁盒中焊封后再装炉。为消出氧化皮，退火后要根据情况进行酸洗处理。


公司条件具备时，可采用氮炉退火，即光亮退火。不细看，几乎和没退火前颜色一样。


经验4


对付冷作硬化强的金属或在试模中出现拉裂又无其它办法时，增加中间退火工序。


七、补充几点


1、产品图上的尺寸应尽可能在一侧标注，让人明确是保证外部尺寸还是内腔尺寸，不能同时标注内外型尺寸。他人提供的图纸有此类问题应与其沟通，能统一则统一，不能统一时要知道该工件的与其它件的装配关系。


2、对最后一道工序，工件尺寸在外，以凹模为主，间隙以减小凸模尺寸取得;工件尺寸在内，以凸模为主，间隙以增大凹模尺寸取得;


3、凸凹模圆角半径在设计时尽可能采用小的容许值，给后续修模带来方便。


4、判断工件拉裂的原因时可参考:因材料质量差而产生的裂口多为锯齿状或不规则形状，因工艺、模具而产生的裂口一般比较整齐。


5、”多则皱，少则裂”，按此原则调节材料的流动状况，方法有调整压边圈的压力、增加拉深筋、修整凸凹模圆角半径、工件上切工艺口等。


6、为保证耐磨性和防止拉伸划痕，凸凹模和压边圈必须淬火，也可以镀硬铬,也可以采用表面TD处理.必要的时候可以用钨钢来作凸凹模。


汽车后悬弹簧支座板设计 模具人速看 掌握最新的模具知识


1、冲压工艺分析


现在很多学习模具设计的小伙伴越来越多，很多人问我有没有资料，第一本书看什么比较好，根据你们的需求，我将一些模具设计的资料进行了分类管理，希望你们能在模具行业前途无量。


图1所示为汽车用后悬弹簧支座加强板，批量生产。材料为SAPH440，料厚t=2mm。SAPH440为汽车结构钢，含碳量为0.20%左右，该材料的屈服强度为305~395MPa，抗拉强度为390~470MPa，伸长率≥30%，具有良好的成形性能，主要用于对强度要求高的汽车构架、车轮等结构件。图1所示零件外形尺寸为107.5mm×149mm×33mm，表面质量和精度要求高，形状较为复杂，ϕ7+0.1mm的孔有装配要求，精度等级为IT9。


根据零件的外形特点，将模具设计成1模2件的结构(见图2)，后悬弹簧支座的成形需落料、冲孔、成形、分离等工序完成，由于零件料厚为2mm，表面形状为复杂的曲面形状，宜采用单工序模和复合模结合的方式生产。


2、毛坯尺寸的计算


钣金件常用的毛坯料计算方法有经验法、中性层法、拼合法，这些方法大多适用于特定形状的零件，但后悬弹簧支座零件表面形状复杂，既不是标准的弯曲件，也不是标准的拉深件，变形部分包含弯曲、拉深等，用传统的毛坯料计算方法很难计算出精确的毛坯尺寸，运用UG软件中的有限元分析法计算得到了毛坯尺寸，如图3所示。


3、模具结构设计


1.存放块2.限位柱3.上模座4.上模垫板5.限位螺杆6.模柄7.顶出器(上模压料板)8.卸料弹簧9.凹模镶件10.导套11.导柱12.下模座13.卸料板14.下模垫板15.凸模镶件16.限位螺杆17.卸料弹簧18.吊棒


毛坯落料模采用滑动导柱倒装式冲模、刚性卸料板和铸钢导柱模架,其结构如图4所示。模具工作过程:坯料由挡料销粗定位、定位销精定位，保证送料精度，凹模内设计工件顶出器，上、下模合模冲裁后，零件由顶出器顶出，冲裁废料由卸料板从下模中顶出。


1.存放块2.限位柱3.导柱4.上模座5.凹模镶件6.模柄7.定位销8.导套9.下模座10.吊棒11.矩形弹簧12.卸料板13.下模垫板14.凸模镶件15.定位销16.限位螺杆17.定位销


图5所示为支座成形模结构，根据零件的成形特点，为了降低制造成本，凸模和凹模采用镶件结构，凹模在上模，凸模及顶出器在下模，成形前板料放在顶出器上，工作时凹模下行且顶出器在机床顶杆力的作用下压紧板料，成形后顶出器把零件顶上来。成形模的定位采用自制定位销进行精确定位，在下模座零件顶出器上安装3个定位销，在上模的凹模板上加工出3个定位销工艺孔。模具的卸料装置采用弹簧卸料，由于零件成形后会包在凸模上，采用8个SWM40-100的矩形弹簧作用于卸料板，将包在凸模镶件外的零件顶出，弹簧底部以弹簧盖板直接与下工作台接触。


1.存放块2.导柱3.上模座4.卸料板5.冲孔凸模6.模柄7.冲裁凸模8.肩形凸模套9.导套10.下模座11.吊棒12.背托板13.冲孔凹模镶件14.导向块15.凸凹模16.螺钉17.限位螺杆18.矩形弹簧19.导料销


由于零件采用的是1模2件的模具结构，成形后要冲裁分离。图6所示为零件冲孔分离复合模结构，该模具主要由上模座、卸料板、冲孔凸模、冲裁凸模、凹模、下模座组成。由于冲孔精度要求较高，将冲孔凸模安装在肩形凸模套上，并与肩形凸模套一起通过螺钉联接安装在上模座上。


为了保证冲孔精度，在冲孔凹模上设计一个镶件，凹模镶件与凹模采用H7/n6过渡配合安装在凹模上，结构如图7所示。分离凹模由2块凹模镶件构成，为保证在冲裁时的位置精度，在下模座上左右各安装一块背托板。


图8所示为分离凸模及凹模镶件结构，冲裁时，上模座带动凸模及压料板下行压紧工件，上模座及凸模继续下行将工件冲孔及分离，废料直接从压力机台面下滑落，零件由卸料板推出。


对汽车后悬弹簧支座加强板进行了冲压工艺分析，制定了合理的工艺方案，明确了3个工序的工作内容。以传统的设计经验为基础，结合了计算机辅助设计软件UG，设计了汽车后悬弹簧支座加强板的落料、成形、冲孔分离3副模具。经过模具调试和批量生产证明，模具结构合理，运行情况正常，零件质量稳定可靠，满足了零件精度和大批量的生产要求。


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