第一篇：拉延件起皺和開裂的分析及控制措施

眾所周知，目前我們使用的轎車外表面覆蓋件是由薄鋼板制造而成，具有材料薄、形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大及表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。車身表面質(zhì)量的好壞取決于覆蓋件拉延的結(jié)果，而拉延模是拉出合格零件的關(guān)鍵。因此，拉延模的設(shè)計(jì)和制造調(diào)試是當(dāng)今各汽車制造廠家和模具制造廠家需要共同攻克的一道難題。由于影響拉延件質(zhì)量的因素主要是起皺、開裂和拉毛，所以從沖壓工藝設(shè)計(jì)到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都必須認(rèn)真考慮。模具制造完成后，在拉延模調(diào)試過程中，若拉延件出現(xiàn)開裂和起皺現(xiàn)象，必須對(duì)此進(jìn)行仔細(xì)分析與研究后采取相應(yīng)的解決措施。

在拉延模調(diào)試過程中，拉延件起皺和開裂的原因很多，主要原因有4個(gè)方面：從設(shè)計(jì)上考慮拉延模工藝性是否合理；從模具本身的制造精度上考慮；從壓力機(jī)選擇是否合理，滑塊平行度、工作臺(tái)的精度以及試模板料牌號(hào)是否符合設(shè)計(jì)要求等方面考慮。

沖壓工藝對(duì)拉延件開裂和起皺的影響

拉延件的工藝性是沖壓工藝首先要考慮的問題，只有設(shè)計(jì)出合理的、工藝性好的拉延件，才能保證在拉延過程中不起皺、不開裂或少起皺、少開裂。在設(shè)計(jì)拉延件時(shí)，不但要考慮沖壓方向、沖壓位置、壓料面形狀、拉延筋的形狀及配置以及工藝補(bǔ)充部分等可變量的設(shè)計(jì)，還要合理地增加工藝補(bǔ)充部分，正確確定壓料面。各可變量設(shè)計(jì)之間又有相輔相成的關(guān)系，如何協(xié)調(diào)各變量的關(guān)系是成形技術(shù)的關(guān)鍵，不但要使之滿足該工序的拉延，還要滿足該工序沖模設(shè)計(jì)和制造工藝的需要，并給下道修邊、整形工序創(chuàng)造有利條件。拉延較復(fù)雜的拉延件成形性分析（CAE分析）是借助計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)的，世界各大汽車制造廠家以及模具制造廠家都要借助于一種或幾種板成形模擬軟件來提高其成功率和確保模具制造周期。國際上常用的軟件主要有美國ETA公司的Dynaform、法國ESI集團(tuán)的PAM系列軟件以及德國AutoForm工程股份有限公司的AutoForm等。成形模擬軟件都有自己的專用軟件包，很大程度上幫助了模具設(shè)計(jì)人員，顯著減少模具開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間及試模周期，不但具有良好的易用性，而且包括大量的智能化自動(dòng)工具，可方便地求解各類板件成形問題，直觀地看到成形過程中板料的裂紋、起皺、變薄、劃痕、回彈分析以及評(píng)估板料的成形性能，從而為板金成形工藝以及模具設(shè)計(jì)提供了很大的幫助。

以AutoForm為例，LG-1頂蓋后橫梁和右后門內(nèi)板CAE分析如圖1所示，其中：紅色為開裂區(qū)；橘黃色為隱裂區(qū)；黃色為危險(xiǎn)區(qū)；綠色為安全區(qū)；灰色為延伸區(qū)；藍(lán)色為波浪區(qū)；粉色為起皺區(qū)。

設(shè)計(jì)拉延件時(shí)需要考慮以下4個(gè)方面： 1．正確確定沖壓方向 零件的沖壓方向是確定拉延工藝首先要遇到的問題，它不但決定能否拉延出滿意的拉延件，而且還影響到工藝補(bǔ)充部分的多少和壓料面的形狀。合理確定沖壓方向應(yīng)滿足以下4方面的要求：

（1）無負(fù)角，設(shè)定沖壓方向時(shí)不允許產(chǎn)生圖2所示的沖壓負(fù)角；

（2）無滑移，保證開始拉延時(shí)凸模接觸毛坯的狀態(tài)良好、平坦、多點(diǎn)、平衡以及材料不竄動(dòng)。接觸面越大，接觸面與水平面的夾角越小，毛坯越不易發(fā)生局部應(yīng)力過載而使零件產(chǎn)生破裂。材料在拉延時(shí)貼模性能提高，容易獲得完整的凸模形狀，有利于提高零件的變形程度。設(shè)定時(shí)成形深度要淺。圖3顯示因?yàn)闆_壓方向PRESS1的成形深度要比PRESS2的淺，所以設(shè)定PRESS1為沖壓方向。

（3）無側(cè)向力，拉延深度要均勻，進(jìn)料阻力要平衡。拉延深度均勻是保證壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻可靠的主要條件，而壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻是確保拉延件不起皺、不開裂的重要保證。為盡可能地減少產(chǎn)品傾斜，當(dāng)出現(xiàn)跟圖4相同傾斜情況時(shí)，受到箭頭方向的側(cè)向力，板件的面壓力不同，導(dǎo)致不能受到均勻的延伸率，所以成為起皺和破裂的原因。必須要傾斜時(shí)，設(shè)計(jì)模具的時(shí)候要考慮硬實(shí)一點(diǎn)能承受側(cè)向壓力的材質(zhì)，并在模具結(jié)構(gòu)上設(shè)置反側(cè)向力裝置，防止箭頭方向的變位。

（4）無沖擊線，轎車外板不得在零件表面留下沖擊線痕跡。

此外，正確的沖壓方向還要考慮到后序工序，修邊刃口強(qiáng)度好，翻邊后零件的形狀不變形，修邊沖孔的定位可靠。

2． 合理增加工藝補(bǔ)充面

為了實(shí)現(xiàn)拉延，往往要在制件的基礎(chǔ)上增加工藝補(bǔ)充部分，從而達(dá)到滿意的拉延效果。工藝補(bǔ)充部分是構(gòu)成完整拉延件的必要組成部分，是指零件本身以外的部分，是拉延件設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵，也是衡量沖壓工藝設(shè)計(jì)水平的標(biāo)志之一。圖5中紅色部分為LG-1左前翼子板拉延模的工藝補(bǔ)充面。

合理地增加工藝補(bǔ)充部分應(yīng)滿足以下4方面的要求：

（1）必須構(gòu)成完整的拉延件，生產(chǎn)一個(gè)完整的殼體，以利于拉延成形。

（2）平衡成形阻力，控制材料的流量，拉延深度要均勻，平衡拉延件各斷面的線段長度，充分利用材料的成形極限，避免開裂和起皺。（3）滿足壓料面的設(shè)計(jì)要求。

（4）滿足拉延后的修邊工序和翻邊工序的要求。

設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)修邊線的位置確定各工藝補(bǔ)充部分的尺寸，特別是凹模R圓角處，因凹模圓角部分對(duì)拉延毛坯進(jìn)料阻力影響很大，直接關(guān)系到拉延件的起皺或開裂，所以取值要合理。工藝補(bǔ)充部分的凹模圓角半徑一般取8～10mm，在能夠拉出滿意的拉延件的條件下，盡可能減少工藝補(bǔ)充部分，但必要時(shí)還要有意增加工藝補(bǔ)充(如凹槽、斜槽和凸筋等)。如果在設(shè)計(jì)拉延件時(shí)，經(jīng)過仔細(xì)分析，已考慮到某一部分(形狀變化急劇的部分)在拉延時(shí)有多余的金屬，可能會(huì)產(chǎn)生起皺，那么工藝人員就要有意在這部分的工藝補(bǔ)充上加凹槽或凸筋等，使多余的金屬在拉延過程中流到凹?；蛲菇钪?，充分吸收多余的材料，使拉延不起皺。同時(shí)加凹槽時(shí)要考慮到修邊容易去掉，這個(gè)方法可有效地解決拉延起皺問題。

3．正確的壓料面形狀

壓料面是工藝補(bǔ)充的一部分，在增加工藝補(bǔ)充時(shí)必須正確確定壓料面的形狀，使壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻可靠。要做到這一點(diǎn)，必須要保證拉延深度均勻，因?yàn)橹挥性趬毫先⒗用鲏壕o在凹模壓料面上，不形成皺紋或折痕，才能保證拉延件不皺不裂。圖6為LG-1左前翼子板拉延模壓料面。

在確定壓料面時(shí)一定要注意以下6點(diǎn)：（1）壓料面盡可能按一個(gè)平面設(shè)置。

（2）壓料面盡可能一個(gè)方向是曲線的話，另一個(gè)方向是直線。（3）壓料面盡量避免急劇彎曲。

（4）壓料面要盡量降低拉延深度，使形面平緩。

（5）壓料面展開長度比凸模展開長度短，材料才能產(chǎn)生拉延。如果壓料面展開長度比凸模長，拉延時(shí)可能會(huì)形成波紋或起皺。

（6）如果壓料面是零件本身的凸緣部分，則凹模圓角半徑只要根據(jù)具體情況確定，因零件圓角半徑一般都比較小，直接作為凹模圓角半徑不易拉延，必須加大才不會(huì)導(dǎo)致拉延時(shí)起皺或破裂。加大后的圓角可通過后工序的整形達(dá)到產(chǎn)品要求。

4．增加工藝切口或沖工藝孔

轎車外覆蓋件在拉延過程中，拉延較深的或有窗口反拉延成形的零件易拉裂，可用增加工藝切口或工藝孔的方法來解決。增加的工藝孔或切口應(yīng)保證不因材料流動(dòng)不好、拉應(yīng)力過小而形成波紋或起皺，故工藝切口或工藝孔必須設(shè)置在拉應(yīng)力大的拐角處，工藝切口或工藝孔的位置、大小、數(shù)量和形狀需要在調(diào)試?yán)幽r(shí)試驗(yàn)確定。

例如：金剛LG-

1、LG-3車型四門外板拉延模、LG-3背門內(nèi)板拉延模就是通過在反成形和拉延深處的廢料區(qū)域沖制工藝切口得到圓滿解決的。既保證了拉延件的表面質(zhì)量，又不影響產(chǎn)品形狀。一般工藝切口或工藝孔、凹槽應(yīng)設(shè)在廢料部分，最后將其修掉。

模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題

由于拉延件在拉延時(shí)受多方面因素的影響，如壓力機(jī)精度以及模具制造誤差等，造成壓料面間隙不均勻，各點(diǎn)的壓力不均勻，導(dǎo)致拉延開裂和起皺。增加平衡塊的作用是調(diào)整壓料面的間隙，穩(wěn)定進(jìn)料阻力，使材料流動(dòng)均勻。平衡塊數(shù)量一般為8個(gè)，可以根據(jù)不同情況相應(yīng)增加或減少，用內(nèi)六角螺釘安裝于壓邊圈上，其間隙調(diào)整為最大不產(chǎn)生皺紋，最小不低于板件料厚。

起皺和開裂現(xiàn)象的解決方法 1．零件起皺

拉延件產(chǎn)生凸緣起皺主要是由于拉延時(shí)板料受壓縮變形而引起的，通常采用提高板料內(nèi)徑向拉應(yīng)力來消除皺紋，其調(diào)整方法如下：

（1）調(diào)整壓邊力的大小

當(dāng)皺紋在制件四周均勻產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)判斷為壓料力不足，逐漸加大壓料力即可消除皺紋。當(dāng)拉延錐形件和半球形件時(shí)，拉延開始時(shí)大部分材料處于懸空狀態(tài)，容易產(chǎn)生側(cè)壁起皺，故除增加壓邊力外，還應(yīng)采用增加拉延筋來增大板內(nèi)徑向拉應(yīng)力，消除皺紋。

（2）調(diào)整凹模圓角半徑

凹模圓角半徑太大，會(huì)增大坯料懸空部位，減弱控制起皺的能力，調(diào)整時(shí)可適當(dāng)減小凹模圓角半徑。

（3）調(diào)整壓料面的間隙

調(diào)整壓料面間隙的方法有以下幾種：

①圖7采用里緊外松的原則，在凹?？谥本€彎曲變形區(qū)和延長變形區(qū)應(yīng)允許壓料面稍有里緊外松現(xiàn)象，即里側(cè)間隙應(yīng)略小于料厚t，外側(cè)間隙應(yīng)略大于料厚t。因?yàn)樵诖藘深悈^(qū)域中，材料變形過程中料厚t或不變或變薄，這樣就造成了壓料間隙的變化。

材料變形過程中不同區(qū)域材料受力情況，延長類變形區(qū)在圓周方向徑部均受拉應(yīng)力作用，料厚變薄。隨著材料的流動(dòng)，料厚變薄，壓料面間隙相對(duì)增大，減少了壓料力。當(dāng)板料流過緊區(qū)時(shí)，壓料面就減弱了壓料作用，而里緊外松的壓料面則可以均衡壓料力。隨著材料的流動(dòng)，壓料面始終保持壓料作用，防止起皺等缺陷產(chǎn)生。

②圖8為采用里松外緊的原則，在壓縮變形區(qū)中，材料處于徑向受拉，切向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，毛坯在圓周方向上產(chǎn)生壓縮變形。隨著材料的流動(dòng)，料厚有增大的趨勢(shì)，這樣會(huì)使壓料面間隙相對(duì)減小進(jìn)而增大進(jìn)料阻力，材料在拉應(yīng)力的作用下易于破裂。因此在調(diào)模具壓料面間隙時(shí)應(yīng)采用里松外緊的方法，消除材料厚度增加對(duì)材料變形的不利影響。

拉延模的調(diào)整是一項(xiàng)比較復(fù)雜和困難的工作，在壓料力不易控制的情況下，采取調(diào)整拉延間隙的辦法可消除因材料厚度變化而引起的壓料力變化對(duì)材料變形的不利影響，這種方法在調(diào)整拉延模時(shí)是很有效的。上述壓料面間隙調(diào)整原則是實(shí)際調(diào)整拉延模的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，與理論分析相吻合。

2．零件開裂

零件開裂的根本原因在于拉延變形抗力大于簡壁開裂處材料的實(shí)際有效抗拉強(qiáng)度。在實(shí)際的模具調(diào)試中，常見解決拉延件破裂的調(diào)整方法如下：

①調(diào)整壓料力，使壓料力變小；

②調(diào)整拉延間隙，放置一個(gè)0.1mm的間隙墊，并使間隙變得均勻；

③調(diào)整凹模圓角半徑，凹模圓角半徑太小，零件易拉裂，加大凹模圓角半徑可減小拉裂程度； ④調(diào)整凸模圓角半徑；

⑤調(diào)整凸模與凹模的貼合率（研配）；

⑥毛坯尺寸太大或形狀不當(dāng)，板料質(zhì)量及潤滑不好也會(huì)使零件拉裂，故應(yīng)改變毛坯尺寸或形狀，調(diào)整沖壓工藝；

⑦模具表面粗糙度不足，造成板料流動(dòng)阻力過大； ⑧把氣墊調(diào)整低一點(diǎn)； ⑨調(diào)整拉延筋阻力；

⑩在實(shí)際模具調(diào)試過程中，如果以上手段還不能解決開裂問題，與產(chǎn)品協(xié)商對(duì)拉延件開裂部位，進(jìn)行局部工藝造型更改。

造成零件開裂的原因很多，在調(diào)整時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查開裂狀況、產(chǎn)生的部位，確定產(chǎn)生開裂的拉延行程位置，根據(jù)具體情況推斷產(chǎn)生開裂的原因，從而制定出解決開裂的具體方案。

結(jié)語

拉延模在初次試?yán)瓡r(shí)拉延件又皺又裂，這時(shí)必須仔細(xì)觀察壓料面走料的情況，分析各種引起皺裂的原因。如果壓料面有壓痕，凹模圓角半徑處開裂，說明進(jìn)料困難；如果壓料面形成波紋，則開始進(jìn)料容易，以后由于波紋的產(chǎn)生，材料流動(dòng)困難，從而產(chǎn)生起皺開裂在實(shí)際模具調(diào)試中，還可以先對(duì)試模板料進(jìn)行等值網(wǎng)格劃分，待拉延完成后觀察板料的流動(dòng)情況。

進(jìn)料困難一般是由于壓料面的進(jìn)料阻力太大引起的。如果壓料面和凹模圓角表面粗糙度值太大，或有反成形，局部拉延落差太大，就要減小機(jī)床壓邊力，適當(dāng)加大凹模圓角，降低表面粗糙度值和加大拉延筋槽的間隙。如果局部拉延變形太大，有反成形，則要采取增加工藝切口或工藝孔的方法解決。

進(jìn)料容易主要是由于壓料面的進(jìn)料阻力太小，壓料面接觸不好，或設(shè)計(jì)的拉延件工藝性較差所致。如果是壓料面問題則要求研修壓料面，保證全面接觸，另外還要增加機(jī)床壓邊力或增加壓邊面積。如果是拉延件工藝性較差，則要重新設(shè)計(jì)拉延件，以拉延出合格產(chǎn)品。

以上僅是從沖壓工藝和拉延模設(shè)計(jì)以及調(diào)整等方面討論了如何防止零件的拉延起皺開裂的問題。引起拉延件起皺開裂的原因很多，我們應(yīng)該在實(shí)際生產(chǎn)中注意觀察和總結(jié)。

第二篇：汽車覆蓋件拉伸起皺和開裂現(xiàn)象分析及控制措施

汽車覆蓋件拉伸起皺和開裂現(xiàn)象分析及控制措施 引言

汽車車身外形是由許多輪廓尺寸較大且具有空間曲面形狀的覆蓋件焊接而成，因此對(duì)覆蓋件的尺寸精度和表面質(zhì)量有較高要求。車身覆蓋件要求表面平滑、按線清晰，不允許有皺紋、劃傷、拉毛等表面缺陷，此外還要求具有足夠的剛性和尺寸穩(wěn)定性。車身表面質(zhì)量的好壞取決于覆蓋件拉伸的結(jié)果，而拉伸模是拉出合格覆蓋件的關(guān)鍵。由于影響拉伸件質(zhì)量的因索主要是起皺、開裂、拉毛和回彈，所以從編制沖壓工藝到模具設(shè)計(jì)都必須認(rèn)真考慮。模具制造完畢，在拉伸模調(diào)試過程中，還必須對(duì)拉伸件的起皺和開裂現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)分析與研究，并采取相應(yīng)的措施。

拉伸件在拉伸過程中起皺和開裂的原因很多，主要原因有以下幾個(gè)方面：

(1)拉伸模設(shè)計(jì)工藝性是否合理。

(2)模具加工質(zhì)量(表面精度、硬度等)引起的問題。(3)壓力機(jī)精度(滑塊平行度等)。(4)板料質(zhì)量(厚度超差)。

現(xiàn)對(duì)上述造成開裂、起皺的原因分別進(jìn)行討論。2 拉伸件加工工藝的確定

拉伸件的工藝性是編制覆蓋件沖壓工藝首先要考慮的問題，只有設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的、工藝性好的拉伸件，才能保證在拉伸過程中不起皺、不開裂或少起皺、少開裂。在設(shè)計(jì)拉伸件時(shí)不但要考慮沖壓方向、沖壓位置、壓料面形狀、拉伸筋的形狀及配置、工藝補(bǔ)充部分等可變量的設(shè)計(jì)，還要合理地增加工藝補(bǔ)充部分，正確確定壓料面。各可變量設(shè)計(jì)之間又有相輔相成的關(guān)系，如何協(xié)調(diào)各變量的關(guān)系．是成形技術(shù)的關(guān)鍵，要使之不但滿足該工序的拉伸，還要滿足該工序沖模設(shè)計(jì)和制造工藝的需要，并給下道熔邊、翻邊工序創(chuàng)造有利條件，一般應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。2.1 沖壓方向的確定

零件的沖壓方向是確定拉伸工藝首先要遇到的問題，它不但決定能否拉伸出滿意的拉伸件，而且還影響到工藝補(bǔ)充部分的多少和壓料面的形狀。合理確定沖壓方向應(yīng)滿足以下3方面的要求。

(1)保證凸模能夠進(jìn)入凹模。如圖1a所示，凹模右方下邊的形狀向外凸出，最凸出點(diǎn)超過凹?？诔叽?，使凸模不能進(jìn)入凹模，這個(gè)拉伸方向是不能進(jìn)行拉伸的，必須改變拉伸方向，使凸模能夠進(jìn)入凹模。如圖1b所示，將圖1a沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度．使凸棋能夠進(jìn)入凹模。

(2)使凸模接觸毛坯的面積大。接觸面越大，接觸面與水平面的夾角越?。髟讲灰装l(fā)生局部應(yīng)力過載而使零件產(chǎn)生破裂。材料在拉伸時(shí)貼模性能提高，容易獲得完整的凸模形狀，有利于提高零件的變形程度。

(3)壓料面各部分進(jìn)料阻力要均勻可靠。拉伸深度均勻是保證壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻可靠的主要條件。而壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻是確保拉伸件不起皺、不開裂的重要保證。

例如，東風(fēng)3t車前圍上蓋板的拉伸深度較淺，考慮到各方位深度大致相同，為改善凸模拉伸毛坯的條件，有利于金屬內(nèi)應(yīng)力分布更均勻，保證沖壓件有更高的表面質(zhì)量，確定沖壓方向?yàn)閳D2所示的沿y軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)25°30'的方向，這樣選取有以下2個(gè)原因：①使得凸模接觸毛坯的面積大；②前圍上蓋板零件經(jīng)過汽車位置旋轉(zhuǎn)一定角度后，壓料面是乎的，拉伸深度比較均勻，兩面進(jìn)料阻力基本上一樣，增加壓料力可提高零件變形的均勻度，零件整體剛性提高。同時(shí)殘留應(yīng)力分布均勻，減少殘留應(yīng)力回復(fù)時(shí)帶來的回彈程度。

2.2 合理增加工藝補(bǔ)充圈分

為了實(shí)現(xiàn)拉伸，往往要在制件的基礎(chǔ)上增加工藝補(bǔ)充部分，從而達(dá)到滿意的拉伸效果。工藝補(bǔ)充的好壞是拉伸件設(shè)計(jì)水平的重要標(biāo)志，合理的增加工藝補(bǔ)充部分應(yīng)滿足以下3方面的要求：(1)該工序拉伸的要求。(2)壓料面的要求。

(3)拉伸后的修邊和翻邊工序的要求。

設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)修邊線的位置確定各工藝補(bǔ)充部分的尺寸，特別是凹模R圓角處，因凹模圓角部分對(duì)抗伸毛坯進(jìn)料阻力影響很大，直接關(guān)系到拉伸件的起皺或開裂，所以取值要合理。工藝補(bǔ)充部分的凹模圓角半徑一般取8-10mm，在能夠拉出滿意的拉伸件的條件下，盡可能減少工藝補(bǔ)充部分，但必要時(shí)還要有意增加工藝補(bǔ)充(如凹槽、斜槽、凸筋等)。如果在設(shè)計(jì)拉伸件時(shí)，經(jīng)過仔細(xì)分析，已考慮到某一部分(形狀變化急劇的部分)在拉伸時(shí)有多余的金屬，材料易流動(dòng)，可能會(huì)產(chǎn)生起皺，那么工藝人員就要有意在這部分的工藝補(bǔ)充上加凹槽或凸筋等，使多余的金屬在拉伸過程中流到凹?；蛲菇钪?，充分吸收多余的材料，使拉伸不易起皺。同時(shí)加凹攢時(shí)要考慮到修邊容易去掉，這個(gè)方法可有效地耀決拉伸起皺問題。2.3 正確配定壓料面的形狀

壓料面是工藝補(bǔ)充的一部分，在增加工藝補(bǔ)充時(shí)必須正確確定壓料面的形狀，使壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻可靠。要做到這一點(diǎn)，必須要保證拉伸深度均勻，因?yàn)橹挥性趬毫先⒗烀鲏壕o在凹模壓料面上，不形成皺紋或折痕，才能保證拉伸件不皺不裂。在確定壓料面時(shí)要盡量降低拉伸深度，使形面乎綏，還一定要保證壓料面展開長度比凸模展開長度短，材料才能產(chǎn)生拉伸。如果壓料面展開長度比凸模長，拉伸時(shí)可能會(huì)形成波紋或起皺。如果壓料面是覆蓋件本身的凸緣部分，則凹模圓角半徑只要根據(jù)具體情況確定，因覆蓋件圓角半徑一般都比較小，直接作為凹模圓角半徑不易拉伸，必須加大才不會(huì)導(dǎo)致拉伸時(shí)起皺或破裂。加大后的圓角，可通過后工序的整形達(dá)到產(chǎn)品要求。2.4 增加工藝切口或沖工藝孔

覆蓋件在拉伸過程中，拉伸較深的或有窗口反拉伸成形的零件易拉裂，可用增加工藝切口或工藝孔的方法來解決。增加的工藝孔或切口應(yīng)保證不因材料流動(dòng)不好，拉應(yīng)力過小而形成波紋或起皺，故工藝切口或工藝孔必須放在拉應(yīng)力員大的拐角處，工藝切口或工藝孔的位置、大小、數(shù)量和形狀需要在調(diào)試?yán)炷r(shí)試驗(yàn)確定。如東風(fēng)8t平頭柴油車?yán)龂獍謇炷！|風(fēng)EQ2102軍用車的中支按外板拉伸模就是通過在反成形和拉伸深處的拐角處沖制工藝切口得到圓滿解決的，保證了拉伸件的表面質(zhì)量。工藝切口或工藝孔、凹槽應(yīng)故在廢料部分，最后將其修掉。側(cè)圍板和中支柱零件如圖3、4所示。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 3.1 緩沖裝置

覆蓋件的拉伸是在雙動(dòng)壓力機(jī)上進(jìn)行的，液壓機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，導(dǎo)致模具韌始工作階段材料變形不均勻，局部起皺，因而模具設(shè)計(jì)了圖5所示的緩沖裝置，在壓料面以外加4—6塊聚氨團(tuán)橡膠，消除拉伸開始時(shí)產(chǎn)生的過大沖擊力，以滿足工作時(shí)的韌始拉伸變形，使拉伸件不出現(xiàn)皺裂。

3.2 增加平衡塊

由于覆蓋件在拉伸時(shí)受多方面因素的影響，如壓力機(jī)精度、模具制造誤差等，造成壓料面間隙不均勻，各點(diǎn)的壓力不均勻，導(dǎo)致拉伸開裂、起皺。增加平衡塊的作用是調(diào)整壓料面的間隙，穩(wěn)定進(jìn)料阻力，使材料流動(dòng)均勻。平衡塊數(shù)量一般為6個(gè)，用內(nèi)六角螺釘分別安裝于壓料困與凹模上，其間隙調(diào)整為最大不產(chǎn)生皺紋，最小不低于制件料厚。4 起皺和開裂現(xiàn)象的解決方法 4.1 零件起皺

拉伸件產(chǎn)生凸緣起皺和簡壁起皺主要是由于拉伸時(shí)板料受壓縮變形而引起的，通常采用提高板內(nèi)徑向拉應(yīng)力來消除皺紋，其調(diào)整方法如下： 4.1.1 調(diào)整壓邊力的大小

當(dāng)皺紋在制件四周均勻產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)判斷為壓料力不足，逐漸加大壓料力即可消除皺紋。當(dāng)拉伸錐形件和半球形件時(shí)，拉伸開始時(shí)大部分材料處于懸空狀態(tài)．容易產(chǎn)生側(cè)壁起皺，故除增加壓邊力外，還應(yīng)采用增加撿伸筋來增大板內(nèi)徑向拉應(yīng)力，消除皺紋。4.1.2 調(diào)整凹模圓角半徑

凹模圓角半徑太大，會(huì)增大坯料懸空部位，減弱控制起皺的能力，調(diào)整時(shí)可適當(dāng)減小凹模圓角半徑。4.1.3 調(diào)整壓料面的間隙

調(diào)整壓料面間隙的方法有以下幾種：

(1)采用里緊外松的原則。在凹?？谥本€彎曲變形區(qū)和伸長變形區(qū)應(yīng)允許壓料面稍有里緊外松現(xiàn)象，如圖6所示，即里側(cè)間隙應(yīng)賂小于料厚t，外側(cè)間隙應(yīng)略大于料厚t。因?yàn)樵诖藘深悈^(qū)域中，材料變形過程中料厚t或不變或變薄，這樣就造成了壓料間隙的變化。

圖7所示為材料變形過程中不同區(qū)域材料受力情況，從圖7可知，伸長類變形區(qū)在圓周方向徑部均受拉應(yīng)力作用，料厚變薄。隨著材料的流動(dòng)，料厚變薄，壓料面間隙相對(duì)增大，減少了壓料力。當(dāng)板料流過緊區(qū)時(shí)，壓料困就減弱了壓料作用，而里緊外松的壓料面則可以均衡壓料力。隨著材料的矗動(dòng)，壓料困始終保持壓料作用，防止起皺等缺陷產(chǎn)生。

(2)采用里松外緊的原則，即內(nèi)側(cè)間隙大于料厚，外側(cè)間隙小于料厚，如圖8所示。在壓縮變形區(qū)中材料處于徑向受拉，切向受壓的應(yīng)力狀態(tài)．毛坯在圓周方向上產(chǎn)生壓縮變形。隨著材料的溫動(dòng)，料厚有增大的趨勢(shì)，且這種趨勢(shì)明顯增加，這祥會(huì)使壓料面間隙相對(duì)減小進(jìn)而增大進(jìn)料阻力，材料在拉力作用下易于破裂。因此在調(diào)整模具壓料面間隙時(shí)，宜在此處采用里松外緊的原則，消除材料厚度增加對(duì)材料變形的不利影響。

覆蓋件拉伸棋的調(diào)整是一項(xiàng)比較復(fù)雜和困難的工作，在壓料力不易控制的情況下，采取調(diào)整拉伸間隙的辦法可消除因材料厚度變化而引起的壓料力變化對(duì)材料變形的不利影響，這種方法在調(diào)整拉伸棋時(shí)是很有效的。上述壓料面間隙調(diào)整原則是實(shí)際調(diào)整拉伸模的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，它與理論分析相吻合。

4.2 零件開裂

零件開裂的根本原因在于拉伸變形抗力大于簡壁開裂處材料的實(shí)際有效抗拉強(qiáng)度。解決拉伸件破裂的調(diào)整方法如下：(1)調(diào)整壓料力，使壓料力變小。

(2)調(diào)整拉伸間隱，使間隙變大，并使間隙變得均勻。

(3)調(diào)整凹模圓角半徑。凹模圓角半徑太小，零件易拉裂，加大凹模圓角半徑可減小拉裂程度。(4)調(diào)整凸模圓角半徑。

(5)調(diào)整凸模與凹模的相對(duì)位置。

(6)毛坯尺寸太大或形狀不當(dāng)，板料質(zhì)量及潤滑不好也會(huì)使零件拉裂，故應(yīng)改變毛坯尺寸或形狀，調(diào)整沖壓工藝。

造成零件開裂的原因很多，在調(diào)整時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查開裂狀況、產(chǎn)生的部位，確定產(chǎn)生開裂的拉伸行程位置，根據(jù)具體情況推斷產(chǎn)生開裂的原因，從而制定出解決開裂的具體方案。5 模具調(diào)試中解決起皺開裂的幾點(diǎn)體會(huì)

拉伸模一般在第1次試?yán)瓡r(shí)拉伸件又皺又裂，這時(shí)必須仔細(xì)觀察分?jǐn)貕毫厦娴那闆r，分析各種引起皺裂的原因。如果壓料面有壓痕，凹模圓角半徑處開裂，說明進(jìn)料困難；如果壓料面形成波紋，則開始進(jìn)料容易，以后由于波紋的產(chǎn)生，材料流動(dòng)困難，從而產(chǎn)生起皺開裂，也就是說在拉伸過程中，材料流動(dòng)的難易，都會(huì)引起拉伸件的起皺和開裂，那么不同的情況就要用不同方法去解決。

進(jìn)料困難一般是由于壓料面的進(jìn)料阻力太大引起的。如果壓料面和凹模圓角表面粗糙度值太商，或有反成形，局部拉伸太大，就要調(diào)節(jié)外滑塊，減小壓邊力，適當(dāng)加大凹模圓角，降低表面蛆幢度值和加大拉伸筋槽的間隙。如果局部拉伸變形太大，有反成形，則要采取增加工藝切口或工藝孔的方法解決。

進(jìn)料容易主要是由于壓料面的進(jìn)料阻力太小，壓料面接觸不好，或設(shè)計(jì)的拉伸件工藝性較差所致。如果是壓料面問題則要求研修壓料面，保證全面接觸，另外還要調(diào)節(jié)外滑塊增加壓邊力或增加壓邊面積。如果是拉伸件工藝性較差，則要重新設(shè)計(jì)拉伸件，以拉伸出合格產(chǎn)品。

以上僅是從工藝和拉伸模設(shè)計(jì)以及調(diào)整幾個(gè)方面討論了如何防止或解決覆蓋件的拉伸皺裂問題，引起拉伸件皺裂的原因很多，但只要對(duì)發(fā)生的現(xiàn)象仔細(xì)研究和分?jǐn)兀煌闆r用不同的方法去解決，就會(huì)拉出表面質(zhì)量好的覆蓋件。

第三篇：汽車覆蓋件拉伸起皺和開裂現(xiàn)象分析及控制措施

摘要] 對(duì)汽車覆益件在拉伸過程中的起皺和開裂現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并從工藝、設(shè)計(jì)、調(diào)整等幾個(gè)方面較詳細(xì)地說明了解決零件拉伸起皺、開裂的方法和控調(diào)措拖。

關(guān)鍵詞 汽車覆蓋件 拉伸 起皺開裂 控制措拖 1 引言

汽車車身外形是由許多輪廓尺寸較大且具有空間曲面形狀的覆蓋件焊接而成，因此對(duì)覆蓋件的尺寸精度和表面質(zhì)量有較高要求。車身覆蓋件要求表面平滑、按線清晰，不允許有皺紋、劃傷、拉毛等表面缺陷，此外還要求具有足夠的剛性和尺寸穩(wěn)定性。車身表面質(zhì)量的好壞取決于覆蓋件拉伸的結(jié)果，而拉伸模是拉出合格覆蓋件的關(guān)鍵。由于影響拉伸件質(zhì)量的因索主要是起皺、開裂、拉毛和回彈，所以從編制沖壓工藝到模具設(shè)計(jì)都必須認(rèn)真考慮。模具制造完畢，在拉伸模調(diào)試過程中，還必須對(duì)拉伸件的起皺和開裂現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)分析與研究，并采取相應(yīng)的措施。

拉伸件在拉伸過程中起皺和開裂的原因很多，主要原因有以下幾個(gè)方面：(1)拉伸模設(shè)計(jì)工藝性是否合理。

(2)模具加工質(zhì)量(表面精度、硬度等)引起的問題。(3)壓力機(jī)精度(滑塊平行度等)。(4)板料質(zhì)量(厚度超差)。

現(xiàn)對(duì)上述造成開裂、起皺的原因分別進(jìn)行討論。2 拉伸件加工工藝的確定

拉伸件的工藝性是編制覆蓋件沖壓工藝首先要考慮的問題，只有設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的、工藝性好的拉伸件，才能保證在拉伸過程中不起皺、不開裂或少起皺、少開裂。在設(shè)計(jì)拉伸件時(shí)不但要考慮沖壓方向、沖壓位置、壓料面形狀、拉伸筋的形狀及配置、工藝補(bǔ)充部分等可變量的設(shè)計(jì)，還要合理地增加工藝補(bǔ)充部分，正確確定壓料面。各可變量設(shè)計(jì)之間又有相輔相成的關(guān)系，如何協(xié)調(diào)各變量的關(guān)系．是成形技術(shù)的關(guān)鍵，要使之不但滿足該工序的拉伸，還要滿足該工序沖模設(shè)計(jì)和制造工藝的需要，并給下道熔邊、翻邊工序創(chuàng)造有利條件，一般應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。2.1 沖壓方向的確定

零件的沖壓方向是確定拉伸工藝首先要遇到的問題，它不但決定能否拉伸出滿意的拉伸件，而且還影響到工藝補(bǔ)充部分的多少和壓料面的形狀。合理確定沖壓方向應(yīng)滿足以下3方面的要求。

(1)保證凸模能夠進(jìn)入凹模。如圖1a所示，凹模右方下邊的形狀向外凸出，最凸出點(diǎn)超過凹?？诔叽?，使凸模不能進(jìn)入凹模，這個(gè)拉伸方向是不能進(jìn)行拉伸的，必須改變拉伸方向，使凸模能夠進(jìn)入凹模。沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度．使凸棋能夠進(jìn)入凹模。

(2)使凸模接觸毛坯的面積大。接觸面越大，接觸面與水平面的夾角越小．毛坯越不易發(fā)生局部應(yīng)力過載而使零件產(chǎn)生破裂。材料在拉伸時(shí)貼模性能提高，容易獲得完整的凸模形狀，有利于提高零件的變形程度。

(3)壓料面各部分進(jìn)料阻力要均勻可靠。拉伸深度均勻是保證壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻可靠的主要條件。而壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻是確保拉伸件不起皺、不開裂的重要保證。

例如，東風(fēng)3t車前圍上蓋板的拉伸深度較淺，考慮到各方位深度大致相同，為改善凸模拉伸毛坯的條件，有利于金屬內(nèi)應(yīng)力分布更均勻，保證沖壓件有更高的表面質(zhì)量，確定沖壓方向?yàn)閳D2所示的沿y軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)25°30'的方向，這樣選取有以下2個(gè)原因：①使得凸模接觸毛坯的面積大；②前圍上蓋板零件經(jīng)過汽車位置旋轉(zhuǎn)一定角度后，壓料面是乎的，拉伸深度比較均勻，兩面進(jìn)料阻力基本上一樣，增加壓料力可提高零件變形的均勻度，零件整體剛性提高。同時(shí)殘留應(yīng)力分布均勻，減少殘留應(yīng)力回復(fù)時(shí)帶來的回彈程度。

2.2 合理增加工藝補(bǔ)充圈分

為了實(shí)現(xiàn)拉伸，往往要在制件的基礎(chǔ)上增加工藝補(bǔ)充部分，從而達(dá)到滿意的拉伸效果。工藝補(bǔ)充的好壞是拉伸件設(shè)計(jì)水平的重要標(biāo)志，合理的增加工藝補(bǔ)充部分應(yīng)滿足以下3方面的要求：(1)該工序拉伸的要求。(2)壓料面的要求。

(3)拉伸后的修邊和翻邊工序的要求。

設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)修邊線的位置確定各工藝補(bǔ)充部分的尺寸，特別是凹模R圓角處，因凹模圓角部分對(duì)抗伸毛坯進(jìn)料阻力影響很大，直接關(guān)系到拉伸件的起皺或開裂，所以取值要合理。工藝補(bǔ)充部分的凹模圓角半徑一般取8-10mm，在能夠拉出滿意的拉伸件的條件下，盡可能減少工藝補(bǔ)充部分，但必要時(shí)還要有意增加工藝補(bǔ)充(如凹槽、斜槽、凸筋等)。如果在設(shè)計(jì)拉伸件時(shí)，經(jīng)過仔細(xì)分析，已考慮到某一部分(形狀變化急劇的部分)在拉伸時(shí)有多余的金屬，材料易流動(dòng)，可能會(huì)產(chǎn)生起皺，那么工藝人員就要有意在這部分的工藝補(bǔ)充上加凹槽或凸筋等，使多余的金屬在拉伸過程中流到凹?；蛲菇钪?，充分吸收多余的材料，使拉伸不易起皺。同時(shí)加凹攢時(shí)要考慮到修邊容易去掉，這個(gè)方法可有效地耀決拉伸起皺問題。2.3 正確配定壓料面的形狀

壓料面是工藝補(bǔ)充的一部分，在增加工藝補(bǔ)充時(shí)必須正確確定壓料面的形狀，使壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻可靠。要做到這一點(diǎn)，必須要保證拉伸深度均勻，因?yàn)橹挥性趬毫先⒗烀鲏壕o在凹模壓料面上，不形成皺紋或折痕，才能保證拉伸件不皺不裂。在確定壓料面時(shí)要盡量降低拉伸深度，使形面乎綏，還一定要保證壓料面展開長度比凸模展開長度短，材料才能產(chǎn)生拉伸。如果壓料面展開長度比凸模長，拉伸時(shí)可能會(huì)形成波紋或起皺。如果壓料面是覆蓋件本身的凸緣部分，則凹模圓角半徑只要根據(jù)具體情況確定，因覆蓋件圓角半徑一般都比較小，直接作為凹模圓角半徑不易拉伸，必須加大才不會(huì)導(dǎo)致拉伸時(shí)起皺或破裂。加大后的圓角，可通過后工序的整形達(dá)到產(chǎn)品要求。2.4 增加工藝切口或沖工藝孔

覆蓋件在拉伸過程中，拉伸較深的或有窗口反拉伸成形的零件易拉裂，可用增加工藝切口或工藝孔的方法來解決。增加的工藝孔或切口應(yīng)保證不因材料流動(dòng)不好，拉應(yīng)力過小而形成波紋或起皺，故工藝切口或工藝孔必須放在拉應(yīng)力員大的拐角處，工藝切口或工藝孔的位置、大小、數(shù)量和形狀需要在調(diào)試?yán)炷r(shí)試驗(yàn)確定。如東風(fēng)8t平頭柴油車?yán)龂獍謇炷?、東風(fēng)EQ2102軍用車的中支按外板拉伸模就是通過在反成形和拉伸深處的拐角處沖制工藝切口得到圓滿解決的，保證了拉伸件的表面質(zhì)量。工藝切口或工藝孔、凹槽應(yīng)故在廢料部分，最后將其修掉。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 3.1 緩沖裝置

覆蓋件的拉伸是在雙動(dòng)壓力機(jī)上進(jìn)行的，液壓機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，導(dǎo)致模具韌始工作階段材料變形不均勻，局部起皺，因而模具設(shè)計(jì)了圖5所示的緩沖裝置，在壓料面以外加4—6塊聚氨團(tuán)橡膠，消除拉伸開始時(shí)產(chǎn)生的過大沖擊力，以滿足工作時(shí)的韌始拉伸變形，使拉伸件不出現(xiàn)皺裂。

3.2 增加平衡塊

由于覆蓋件在拉伸時(shí)受多方面因素的影響，如壓力機(jī)精度、模具制造誤差等，造成壓料面間隙不均勻，各點(diǎn)的壓力不均勻，導(dǎo)致拉伸開裂、起皺。增加平衡塊的作用是調(diào)整壓料面的間隙，穩(wěn)定進(jìn)料阻力，使材料流動(dòng)均勻。平衡塊數(shù)量一般為6個(gè)，用內(nèi)六角螺釘分別安裝于壓料困與凹模上，其間隙調(diào)整為最大不產(chǎn)生皺紋，最小不低于制件料厚。4 起皺和開裂現(xiàn)象的解決方法 4.1 零件起皺

拉伸件產(chǎn)生凸緣起皺和簡壁起皺主要是由于拉伸時(shí)板料受壓縮變形而引起的，通常采用提高板內(nèi)徑向拉應(yīng)力來消除皺紋，其調(diào)整方法如下： 4.1.1 調(diào)整壓邊力的大小

當(dāng)皺紋在制件四周均勻產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)判斷為壓料力不足，逐漸加大壓料力即可消除皺紋。當(dāng)拉伸錐形件和半球形件時(shí)，拉伸開始時(shí)大部分材料處于懸空狀態(tài)．容易產(chǎn)生側(cè)壁起皺，故除增加壓邊力外，還應(yīng)采用增加撿伸筋來增大板內(nèi)徑向拉應(yīng)力，消除皺紋。4.1.2 調(diào)整凹模圓角半徑 凹模圓角半徑太大，會(huì)增大坯料懸空部位，減弱控制起皺的能力，調(diào)整時(shí)可適當(dāng)減小凹模圓角半徑。4.1.3 調(diào)整壓料面的間隙

調(diào)整壓料面間隙的方法有以下幾種：

(1)采用里緊外松的原則。在凹?？谥本€彎曲變形區(qū)和伸長變形區(qū)應(yīng)允許壓料面稍有里緊外松現(xiàn)象，即里側(cè)間隙應(yīng)賂小于料厚t，外側(cè)間隙應(yīng)略大于料厚t。因?yàn)樵诖藘深悈^(qū)域中，材料變形過程中料厚t或不變或變薄，這樣就造成了壓料間隙的變化。

材料變形過程中不同區(qū)域材料受力情況，伸長類變形區(qū)在圓周方向徑部均受拉應(yīng)力作用，料厚變薄。隨著材料的流動(dòng)，料厚變薄，壓料面間隙相對(duì)增大，減少了壓料力。當(dāng)板料流過緊區(qū)時(shí)，壓料困就減弱了壓料作用，而里緊外松的壓料面則可以均衡壓料力。隨著材料的矗動(dòng)，壓料困始終保持壓料作用，防止起皺等缺陷產(chǎn)生。

(2)采用里松外緊的原則，即內(nèi)側(cè)間隙大于料厚，外側(cè)間隙小于料厚，如圖8所示。在壓縮變形區(qū)中材料處于徑向受拉，切向受壓的應(yīng)力狀態(tài)．毛坯在圓周方向上產(chǎn)生壓縮變形。隨著材料的溫動(dòng)，料厚有增大的趨勢(shì)，且這種趨勢(shì)明顯增加，這祥會(huì)使壓料面間隙相對(duì)減小進(jìn)而增大進(jìn)料阻力，材料在拉力作用下易于破裂。因此在調(diào)整模具壓料面間隙時(shí)，宜在此處采用里松外緊的原則，消除材料厚度增加對(duì)材料變形的不利影響。

覆蓋件拉伸棋的調(diào)整是一項(xiàng)比較復(fù)雜和困難的工作，在壓料力不易控制的情況下，采取調(diào)整拉伸間隙的辦法可消除因材料厚度變化而引起的壓料力變化對(duì)材料變形的不利影響，這種方法在調(diào)整拉伸棋時(shí)是很有效的。上述壓料面間隙調(diào)整原則是實(shí)際調(diào)整拉伸模的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，它與理論分析相吻合。

4.2 零件開裂

零件開裂的根本原因在于拉伸變形抗力大于簡壁開裂處材料的實(shí)際有效抗拉強(qiáng)度。解決拉伸件破裂的調(diào)整方法如下：(1)調(diào)整壓料力，使壓料力變小。

(2)調(diào)整拉伸間隱，使間隙變大，并使間隱變得均勻。

(3)調(diào)整凹模圓角半徑。凹模圓角半徑太小，零件易拉裂，加大凹模圓角半徑可減小拉裂程度。(4)調(diào)整凸模圓角半徑。

(5)調(diào)整凸模與凹模的相對(duì)位置。

(6)毛坯尺寸太大或形狀不當(dāng)，板料質(zhì)量及潤滑不好也會(huì)使零件拉裂，故應(yīng)改變毛坯尺寸或形狀，調(diào)整沖壓工藝。

造成零件開裂的原因很多，在調(diào)整時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查開裂狀況、產(chǎn)生的部位，確定產(chǎn)生開裂的拉伸行程位置，根據(jù)具體情況推斷產(chǎn)生開裂的原因，從而制定出解決開裂的具體方案。模具調(diào)試中解決起皺開裂的幾點(diǎn)體會(huì)

拉伸模一般在第1次試?yán)瓡r(shí)拉伸件又皺又裂，這時(shí)必須仔細(xì)觀察分?jǐn)貕毫厦娴那闆r，分析各種引起皺裂的原因。如果壓料面有壓痕，凹模圓角半徑處開裂，說明進(jìn)料困難；如果壓料面形成波紋，則開始進(jìn)料容易，以后由于波紋的產(chǎn)生，材料流動(dòng)困難，從而產(chǎn)生起皺開裂，也就是說在拉伸過程中，材料流動(dòng)的難易，都會(huì)引起拉伸件的起皺和開裂，那么不同的情況就要用不同方法去解決。

進(jìn)料困難一般是由于壓料面的進(jìn)料阻力太大引起的。如果壓料面和凹模圓角表面粗糙度值太商，或有反成形，局部拉伸太大，就要調(diào)節(jié)外滑塊，減小壓邊力，適當(dāng)加大凹模圓角，降低表面蛆幢度值和加大拉伸筋槽的間隙。如果局部拉伸變形太大，有反成形，則要采取增加工藝切口或工藝孔的方法解決。

進(jìn)料容易主要是由于壓料面的進(jìn)料阻力太小，壓料面接觸不好，或設(shè)計(jì)的拉伸件工藝性較差所致。如果是壓料面問題則要求研修壓料面，保證全面接觸，另外還要調(diào)節(jié)外滑塊增加壓邊力或增加壓邊面積。如果是拉伸件工藝性較差，則要重新設(shè)計(jì)拉伸件，以拉伸出合格產(chǎn)品。

以上僅是從工藝和拉伸模設(shè)計(jì)以及調(diào)整幾個(gè)方面討論了如何防止或解決覆蓋件的拉伸皺裂問題，引起拉伸件皺裂的原因很多，但只要對(duì)發(fā)生的現(xiàn)象仔細(xì)研究和分?jǐn)?，不同情況用不同的方法去解決，就會(huì)拉出表面質(zhì)量好的覆蓋件。

第四篇：工具鉗工技師論文-關(guān)于拉延件開裂的研究

關(guān)于拉延件開裂的研究

摘要：對(duì)于薄板料拉延件來說，在調(diào)試和正常生產(chǎn)過程中都有可能發(fā)生開裂的情況。本文通過對(duì)拉延件經(jīng)常出現(xiàn)的問題加以分析總結(jié),并提出解決辦法。旨在通過本文,能對(duì)我們以后的拉延模具制造及調(diào)試過程有所啟發(fā)及幫助。關(guān)鍵詞：拉延件 開裂

研究

１．引言

在汽車工業(yè)日益發(fā)達(dá)的今天，拉延件被廣泛地應(yīng)用在汽車車身上。如汽車頂蓋、前圍、地板、后圍和車門等，都是通過拉延，再加上其他工序制作完成的。但是對(duì)于薄板料拉延件來說，在調(diào)試和正常生產(chǎn)過程中都有可能發(fā)生開裂的情況。怎樣解決拉延件的開裂，是我們經(jīng)常都要面對(duì)的問題。2．問題反應(yīng)

通過多次對(duì)拉延模具的調(diào)試，不斷總結(jié)和研究，通過多次請(qǐng)教和其他師傅的指導(dǎo)，總結(jié)出拉延件開裂的問題，主要是由于以下六個(gè)方面的原因引起的： 2.1壓邊力過大； 2.2拉延模具圓角過??； 2.3拉延模具表面光潔度較差； 2.4材料拉延系數(shù)及潤滑差； 2.5壓機(jī)工作速度快； 2.6坯料尺寸大。

只要這六個(gè)方面的問題都得到相應(yīng)解決，拉延件開裂的問題也就迎刃而解了。3．解決辦法

3.１壓邊力過大的問題

由于壓邊力過大，造成材料局部流動(dòng)困難，不能及時(shí)流動(dòng)到模腔內(nèi)，材料在此部位拉裂。造成壓邊力過大的原因有兩個(gè)方面；第一，由于沖床的氣墊壓力過大，在壓制過程中使材料表面和拉延模壓邊圈型面的摩擦力增大，超出了材料的抗拉強(qiáng)度，把材料拉裂。對(duì)于這種情況，可以逐漸把沖床的氣墊壓力降低直到材料不開裂為止。如下模氣墊壓力在4.0Mpa時(shí)，材料開裂了，就把氣墊壓力降低到3.5Mpa。如果降低到3.5 Mpa時(shí)，材料還在開裂，就把氣墊壓力降低到3.0Mpa或2.5Mpa，直至拉延件不被拉開裂。第二，由于拉延模具壓邊圈四周的調(diào)整墊塊厚度太薄，上模和壓邊圈之間的間隙太小，壓邊力增大，在壓制過程中使材料表面和拉延模壓邊圈型面的摩擦力增大，造成材料局部流動(dòng)困難，不能及時(shí)流動(dòng)到模腔內(nèi)，材料拉裂。對(duì)于這種情況，可以在調(diào)整墊塊下面增加墊片來增大上模和壓邊圈之間的間隙，減小壓邊力；使材料在模腔內(nèi)流動(dòng)，解決拉延件開裂的問題。

3.２拉延模具圓角過小的問題

拉延模具圓角過小，在壓制過程中也會(huì)造成材料流動(dòng)困難，把材料拉裂了。對(duì)于這種情況，采起的措施是在材料拉裂相應(yīng)的位置把圓角適當(dāng)加大，材料流動(dòng)性好了，也就不會(huì)把材料拉裂。在這里特別說明，在加大圓角的時(shí)候要慢慢加大，不可以草率行事。在拉延模具的調(diào)試過程中，圓角的大小對(duì)于控制材料在模腔中的流動(dòng)是至關(guān)重要的。只有正確控制圓角的大小，才能使材料均勻的流動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生起皺和開裂。

3.３模具表面光潔度較差的問題

拉延模具的表面光潔度較差也會(huì)在壓制過程中影響材料的流動(dòng)，發(fā)生開裂的情況。在拉延模具的調(diào)試過程中，壓邊圈和凸模以及凹模的型面和圓角是否有很好的光潔度，也是造成材料流動(dòng)是否困難的一個(gè)重要因素。第一，在壓邊圈上的各部分型面和圓角對(duì)于材料的流動(dòng)起到十分重要的作用，只要壓邊圈上的型面和圓角有很好的光潔度，在壓制過程中材料就會(huì)在模腔中均勻的流動(dòng)。如果這些重要的型面和圓角，沒有很好的光潔度，那么在壓制過程中，就會(huì)造成材料局部流動(dòng)困難。有的部位型面和圓角有很好的光潔度，材料流動(dòng)性很好；有的部位沒有很好的光潔度，造成型面與材料之間的摩擦力增大，材料流動(dòng)困難發(fā)生開裂的情況。第二，在凸模上的各部分型面和圓角有很好的光潔度，對(duì)于材料的流動(dòng)也起到十分重要的作用。在拉延壓制過程中，材料是經(jīng)過凸模周邊的圓角流動(dòng)到各個(gè)高低不一的型面，如果這些重要的型面和圓角，沒有很好的光潔度在壓制過程中，就會(huì)造成材料局部流動(dòng)困難，發(fā)生開裂的情況。只要凸模上的型面和圓角有很好的光潔度，在壓制過程中材料就會(huì)在模腔中均勻的流動(dòng)，避免發(fā)生開裂的情況。第三，在凹模上的各部分型面和圓角有很好的光潔度，對(duì)于材料的流動(dòng)也起到十分重要的作用。因?yàn)榘寄５男兔婕纫蛪哼吶ε浜媳ＷC材料的流動(dòng)性，又要與凸模的型面相配合保證拉延件的尺寸要求和材料的流動(dòng)性。所以保證凹模各部分型面和圓角有很好的光潔度，對(duì)于材料的流動(dòng)也起到十分重要的作用。

3.４拉延材料及潤滑的問題

選擇拉延系數(shù)好的材料，也可以在拉延壓制過程中避免發(fā)生開裂的情況。因?yàn)?，拉延系?shù)好的材料在壓制過程中材料本身的流動(dòng)性能就很好，能避免發(fā)生開裂的情況。另外，良好的潤滑也可以在拉延壓制過程中避免發(fā)生開裂的情況。在拉深工序中，不但材料的塑性變形強(qiáng)烈，而且材料和拉延模具工作表面之間存在很大的摩擦力和相對(duì)滑動(dòng)。在拉深時(shí)采用潤滑劑不僅可以降低材料和拉延模具工作表面之間存在的很大的摩擦力，而且可以相對(duì)提高變形程度，還能保護(hù)拉延模具工作表面和拉延件表面不被損傷。實(shí)踐證明：在拉深工序中，采用潤滑劑和不采用潤滑劑相比，其拉深力可以降低30%左右。在拉深工序中更應(yīng)該重視潤滑劑涂抹的部位，應(yīng)該將潤滑劑涂抹在凹模圓角和壓邊面以及與它們相接觸的材料表面上，就可以在拉延壓制過程中避免發(fā)生開裂的情況。

3.５壓機(jī)工作速度的問題

在拉延壓制過程中，壓機(jī)工作速度的快慢也會(huì)影響拉延件的好壞。在拉延過程中，壓機(jī)的工作速度越快，材料越容易被拉裂；壓機(jī)的工作速度越慢，材料的各個(gè)部分在相互的作用力影響下，緩慢地在模腔內(nèi)流動(dòng)，就避免發(fā)生開裂的情況。3.６坯料尺寸大小的問題

在拉延壓制過程中，坯料尺寸的大小，也會(huì)影響拉延件的好壞。在不影響拉延件質(zhì)量的前提下，減小坯料尺寸可以在拉延壓制過程中減小拉延模具與材料之間的摩擦力，避免發(fā)生開裂的情況，還可以節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本。4．結(jié)束語

拉延模是所有覆蓋件模具中最重要也是最關(guān)鍵的。拉延模的好壞決定了能否拉延出合格的產(chǎn)品型狀，有了合格的拉延件才能進(jìn)行后續(xù)的模具制造，最終獲得合格的覆蓋件產(chǎn)品。

汽車覆蓋件拉延模千變?nèi)f化，我所提及的問題及解決辦法只是憑我多年的工作經(jīng)驗(yàn)所獲得的體會(huì)，不足的地方還請(qǐng)各位補(bǔ)充。文中不足的地方懇請(qǐng)各位批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國模具設(shè)計(jì)大典.中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)，2003.5.[3]最新汽車覆蓋件沖壓成形模具設(shè)計(jì)制造與組合裝配工藝技術(shù)手冊(cè).中國科技文化出版社.

第五篇：冷卻塔噪聲分析及控制措施

摘要：冷卻塔噪音對(duì)周邊的環(huán)境影響已經(jīng)被越來越多的人們所重視，因此我們根據(jù)實(shí)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，就冷卻塔噪聲的成因、性質(zhì)進(jìn)行了分析，并提出防治措施。

關(guān)鍵詞：冷卻塔 噪聲 治理措施

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層建筑的不斷發(fā)展，冷卻塔一般安裝在高層樓宇的樓上或者6-8層露臺(tái)平臺(tái)上，而主要的噪聲為風(fēng)機(jī)噪聲、塔體振動(dòng)噪聲和淋水噪聲等。因此，我們需要對(duì)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)行檢測，當(dāng)排風(fēng)口噪聲達(dá)到在65db（a）以上，疊加冷卻塔塔體噪聲和落水噪聲后，在冷卻塔1m處的噪聲級(jí)一般會(huì)達(dá)到78-83db（a）。噪聲對(duì)高層建筑的客戶以及周圍居民區(qū)危害較大，妥善處理好冷卻塔噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響問題已成為環(huán)保綜合治理的熱點(diǎn)。冷卻塔噪聲源分析

冷卻塔是一種熱交換設(shè)備，它的聲源有三方面：其一是風(fēng)機(jī)噪聲，主要分為散熱風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲和風(fēng)機(jī)進(jìn)排氣空氣動(dòng)力性噪聲，特性為低頻。其二是水泵、配管和閥門引起的塔體振動(dòng)，從而產(chǎn)生輻射噪聲。其三是冷凝器的布水系統(tǒng)和收水系統(tǒng)產(chǎn)生的落水噪聲。

冷卻塔風(fēng)機(jī)噪聲頻譜一般呈低頻性，而典型的淋水噪聲頻譜特性呈寬頻帶。但是實(shí)際測得冷卻噪音的頻率較低，因此很多人認(rèn)為冷卻塔的主要噪聲是風(fēng)機(jī)噪聲。[1]

1.1 冷卻塔風(fēng)機(jī)噪聲 安裝在冷卻塔上部的風(fēng)機(jī)主要是逆向抽出的，以此來達(dá)到降溫的目的[2]。而風(fēng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生空氣動(dòng)力性噪聲，旋轉(zhuǎn)中的多個(gè)葉片作用于氣流，然后引起氣壓和運(yùn)動(dòng)速度呈脈動(dòng)變化產(chǎn)生的，其旋轉(zhuǎn)部件的不平衡會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)，從而產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。

1.2 冷卻塔落水噪聲 冷卻塔的循環(huán)水從上部噴淋管流下，經(jīng)過自由落體會(huì)產(chǎn)生沖擊噪聲，與落水速度的平方成正比，與撞擊水面的四次方成反比[3]。

1.3 冷卻塔塔體噪聲 冷卻塔塔體機(jī)械的噪聲主要來源于機(jī)器部件的振動(dòng)。機(jī)器的零件都會(huì)在工作中發(fā)生彈性變形，然后產(chǎn)生振動(dòng)。具有彈性的機(jī)械部件將振動(dòng)能量傳播到輻射表面時(shí)，就會(huì)經(jīng)過空氣傳播出去，形成機(jī)械噪聲。

塔噪聲的頻率成分較復(fù)雜，噪聲在各頻段的能量都較大，且以低頻成分為主。根據(jù)冷卻塔噪聲頻率特性分析，以及噪聲的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，通過聲學(xué)計(jì)算消聲量、隔聲量，提出了通過設(shè)置消聲器、聲屏障等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻塔噪聲污染進(jìn)行綜合治理。

冷卻塔噪聲控制方案

基于對(duì)酒店冷卻塔的現(xiàn)場測試與分析，在不影響冷卻塔散熱的前提下，通過聲學(xué)計(jì)算，提出了其冷卻塔噪聲綜合治理方案：①在軸流風(fēng)機(jī)出口設(shè)置消聲器，可以有效阻止噪聲能量的傳播。②對(duì)冷卻塔原有導(dǎo)流帽進(jìn)行吸聲處理，在不影響風(fēng)量的情況下，有效吸收透射的噪聲能量。③冷卻塔周圍設(shè)置吸-隔組合式聲屏障，確保所有噪聲敏感點(diǎn)都處于聲屏障的聲影區(qū)內(nèi)。④在軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口設(shè)置百葉式吸聲結(jié)構(gòu)，在保證冷卻塔散熱的同時(shí)，有效阻止噪聲能量向外傳播。⑤根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中所有的降噪設(shè)施都需要進(jìn)行防塵、防潮處理。

冷卻塔風(fēng)機(jī)消聲器的設(shè)計(jì)

冷卻塔主要的噪聲源就是風(fēng)機(jī)，而且噪聲頻率以低頻為主。根據(jù)實(shí)際情況，我們可以通過在風(fēng)機(jī)出口處加消聲器達(dá)到降噪的目的。我們常說的消聲器主要是阻性消聲器、抗性消聲器和排空消聲器三大類。而消聲器的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面：①消聲片半厚度。吸聲材料大多數(shù)選用的是超細(xì)的玻璃棉、玻璃纖維絲和毛氈等材料，為了能夠計(jì)算出消聲片的厚度，則需要根據(jù)共振頻率的常數(shù)關(guān)系。②氣流通道截面面積。氣流通道的寬度減少，就會(huì)提高消聲器的消聲量，縮小消聲器的幾何尺寸，因此，在不能降低流速的情況下，氣流通道總截面積等都會(huì)與之相連接。③消聲器長度l。根據(jù)片式消聲器消聲量計(jì)算公式：δl=a（α）?■。δl――消聲器的消聲量；l――消聲器長度；消聲器進(jìn)口端的噪聲源主要是從出口段發(fā)出來的，因此出口端的噪聲頻譜由gb3096-93《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》中2類標(biāo)準(zhǔn)要求確定。

聲屏障設(shè)計(jì)

由于冷卻塔軸流風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口安裝排氣消聲器，阻斷了噪聲的路徑，因此為了保證冷卻塔能夠很好地散熱，不能對(duì)其進(jìn)行封閉式隔聲處理。為此，我們采用設(shè)置組合式聲屏障的方法阻止噪聲能量傳播。其特點(diǎn)設(shè)計(jì)如下：①為了保證所有噪聲敏感點(diǎn)處于屏障的屏蔽區(qū)，從而獲得最佳去噪效果，需要根據(jù)科學(xué)的計(jì)算得出。②聲屏障下面以隔聲設(shè)計(jì)為主，同時(shí)考慮到聲波的繞射，聲屏障頂端1m采用吸-隔組合式結(jié)構(gòu)，以獲得最佳的降噪效果。吸-隔組合式聲屏障吸聲壁體選用寬頻帶組合式吸聲板；隔聲壁體采用雙層板隔聲結(jié)構(gòu)，外層設(shè)置阻尼隔聲板，內(nèi)層設(shè)置中阻尼隔聲材料，兩層隔聲材料間留有2-3mm空氣層。③在聲屏障的風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置折板式吸聲結(jié)構(gòu)，以便在保證冷卻塔散熱的前提下獲得最佳的去噪效果。

結(jié)論

通過設(shè)置消聲器、聲屏障等技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻塔噪聲污染進(jìn)行綜合治理，并通過驗(yàn)收，測得各噪聲敏感點(diǎn)噪聲聲壓級(jí)均值達(dá)到gb3096-93《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》中2類標(biāo)準(zhǔn)的要求，即晝間60db（a），夜間50db（a）。通過實(shí)際測量的噪聲值，進(jìn)行噪聲處理措施的實(shí)際效果，可以滿足達(dá)標(biāo)的需要。冷卻塔經(jīng)過治理后噪聲達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)并且設(shè)備本體運(yùn)行良好，為冷卻塔及相關(guān)方向噪聲綜合治理提供技術(shù)參考。