拉延模能否生產(chǎn)出尺寸精度合格、尺寸波動小、表面質(zhì)量合格的覆蓋件,能否穩(wěn)定地批量生產(chǎn),對主機廠生產(chǎn)起著決定性作用。因此,在模具調(diào)試過程中,需要認識到拉延筋與壓料面兩者之間的關(guān)系,需要分清孰輕孰重,對兩個要素在整個成形過程中的作用要有清晰的認識,本文結(jié)合經(jīng)驗和理論,對拉延筋與壓料面展開分析,對一般性拉延模調(diào)試具有一定指導(dǎo)意義。拉延筋與壓料面的關(guān)系
⑴拉延筋。
拉延筋是拉延模的重要組成部分,根據(jù)筋的形式可分為半圓筋、方筋、坎筋等。一般來講,走料型拉延模設(shè)計成半圓筋,脹型類拉延模設(shè)計成方筋或者坎筋。半圓筋又有單筋和雙筋之分,需要較大進料阻力的通常設(shè)計成雙筋。拉延筋的要素包括筋高、筋寬、筋R 角。其中筋高度和筋R 角大小直接決定了筋的進料阻力,筋寬度一般按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。
⑵壓料面。
壓料面是壓邊圈上的環(huán)形封閉曲面,壓料面是拉延模不可或缺的要素,與拉延筋配合,形成筋-槽系統(tǒng),共同控制進料量,為拉深出合格零件提供條件。壓料面要素包括管理面、筋槽R 角、外壓料面。以筋為界,筋的里側(cè)定義為管理面,也叫內(nèi)壓料面,筋的外側(cè)定義為外壓料面。
⑶拉延筋與壓料面的關(guān)系。
拉延筋與壓料面的關(guān)系,概括起來就是:拉延筋是提供進料阻力的主要組成部分,壓料面是提供阻力的次要部分,兩者相互配合,輸出一個有較小波動主體穩(wěn)定的進料阻力,以調(diào)節(jié)板料機械性能、氣墊壓力、拉延油、料厚等因素的波動而導(dǎo)致的流料量的變化。
拉延模的調(diào)試
⑴認清拉延筋與壓料面的關(guān)系在拉延模調(diào)試過程中起著決定性作用。
壓料面的研修總原則是“里緊外松”。里即管理面,管理面著實色,即拉延筋里側(cè)靠近凸模一側(cè)的近似帶狀環(huán)形面,在帶板料刷藍油(研磨用的著色顯示劑)研配時,100%壓實壓白,理論上管理面間隙略小于一個料厚,外壓料面著虛色,即藍油顯示接觸點像霧狀,即沒有壓實壓白的點存在,微觀來講,外壓料面略大于一個料厚,著色達到要求后,配裝壓邊圈平衡塊以保持該間隙恒定不變。
⑵拉延筋高度對板料的阻力影響最大。
對于超低碳鋼薄板材(汽車常用牌號為DC04、DC06、DC07),筋的高度一般為5mm,寬度為10mm,管理面最小有效平面寬度為8mm;對于鋁板筋高一般為6mm,寬度為12mm,管理面寬度最小為8mm。在研配過程中,筋及筋槽R 角、筋高度不輕易調(diào)整,當(dāng)壓料面著色合格后,調(diào)試拉件,根據(jù)零件缺陷作出相應(yīng)調(diào)整,如降低拉延筋高度、放大筋槽R 角等,直到調(diào)試出合格零件。在這個過程中,由于板料在剛好接觸筋到成形完成這段時間內(nèi),處于完全自由并不可控狀態(tài),加上汽車拉深件基本屬于近似于圓筒形封閉型零件,板料在轉(zhuǎn)角處必然存在徑向拉應(yīng)力和切向壓應(yīng)力,板料在切向壓應(yīng)力作用下,壓料面產(chǎn)生很“隨意的起皺”。起皺程度與拉延筋的高度密切相關(guān),筋越高,板料變形量越大,起皺越大,相反地,筋越低,變形越小,起皺越小,如果把筋降低,起皺可以減小,實踐經(jīng)驗數(shù)據(jù)是當(dāng)筋的高度降到1.5 ~2mm 時有微皺,降低到1.5mm 以下時起皺基本消除,此時筋的阻力系數(shù)相當(dāng)于Autoform 的0.1 左右,即筋的進料阻力很小,此時的進料阻力主要由壓料面提供,而面在批量生產(chǎn)中由于溫度升高,摩擦系數(shù)變大,穩(wěn)定性大打折扣。因此,拉延模調(diào)試時,最重要的要素是拉延筋,拉延筋高度對板料的阻力影響最大,其次是筋R 角和筋槽R 角,影響較小的是管理面,外壓料面影響最小。由此可知,當(dāng)需要調(diào)整這些要素時,應(yīng)優(yōu)先調(diào)整不重要的要素,影響最大的要素調(diào)整要謹慎。調(diào)整順序應(yīng)為:外壓料面→管理面→筋槽R 角→筋R 角→筋高。
⑶單筋阻力分析。
如圖1 所示,半圓筋的阻力由兩部分構(gòu)成:彎曲阻力和摩擦阻力。在①、③、⑤點受到彎曲阻力,在②、④、⑥點受到的反彎曲阻力,再加上三處R 角的摩擦力,就是板料經(jīng)過單筋所承受的全部阻力。板料在點①處發(fā)生彎曲,在點②處彎曲被拉直恢復(fù),在點③處被反向彎曲,在點④處被拉直,在點⑤處再次彎曲,在點⑥處再次拉直,隨后進入第二條筋的初始狀態(tài)(雙筋),進行下一個循環(huán)。如果是單筋,板料隨后進入管理面。所以,筋的阻力為彎曲與反彎曲力之和再加上各圓角處的摩擦力。
⑷雙筋阻力分析。
如圖2 所示,雙筋間距離為25mm,雙圓筋的阻力系數(shù)最高可達到0.6,筋的阻力系數(shù)在Autoform 里面從0.1 ~0.9;0.1 為阻力很小,有一定阻力,單根圓筋阻力系數(shù)范圍為0.1 ~0.3;0.4 ~0.6 為走料量較大,但還必須有大的進料阻力,達到規(guī)定變薄率的拉深模;0.7 ~0.9 為鎖死筋,常用于幾乎不走料的場合。0.4 ~0.6 的阻力系數(shù)為方筋(矩形筋)或者雙圓筋組合,這個范圍的拉深模走料較多,一般走料量在30mm 以上,這類拉深模對走料速度控制較嚴格,既要有足夠的進料阻力,又要有足夠量的料能流進去,雙圓筋能較好地滿足這種需求,采用雙圓筋調(diào)節(jié)進料阻力較合適。
從圖2 可以看出,雙圓筋時,板料經(jīng)過第一條筋的摩擦力、彎曲力與反彎曲力后,進入第二條筋的初始狀態(tài),所以,雙圓筋的進料阻力近似為兩單筋阻力的疊加。在拉深模的調(diào)試過程中,雙筋的阻力與筋的高度和筋R 角大小密切相關(guān),筋的高度與其阻力成指數(shù)函數(shù)關(guān)系,即當(dāng)筋的高度增加時,筋的阻力隨之增大,筋高度降低時,阻力也隨之減小,且變化率較其他因素更敏感和明顯。拉深筋分擔(dān)的進料阻力增多,壓料面分擔(dān)的阻力就減小,即對面的依賴減小,鉗工更容易調(diào)試出穩(wěn)定的拉深模。
結(jié)束語
拉延模調(diào)試時,需要認清拉延筋與壓料面各要素之間的關(guān)系,把更多的進料阻力分配給拉延筋,淡化壓料面的作用。拉延筋提供一個相對穩(wěn)定近似常數(shù)的阻力,而管理面可通過氣墊壓力調(diào)節(jié)以獲得一個變化的進料阻力,二者疊加便得到一個主體穩(wěn)而局部波動的阻力,以適應(yīng)板料機械性能、拉延油、清洗油、溫度、摩擦系數(shù)等的波動。
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