孔令君

摘要：XF310W不锈钢托盘材料为1Cr18Ni9Ti，料厚0.5mm。长456mm，宽387mm，深100mm。经计算：H/B=100/456=0.219 r/B=50/456=0.110 r/（B-H）=50/（456-100）=0.140根据以上结果该拉伸一般为二次拉伸，但该件接近于两次拉伸与一次拉伸边缘，为节省模具费用，决定适当调整各参数一次拉伸成型。该工件拉伸模为翻拉伸，带气垫及橡皮压边装置，拉伸时在盒底转角R处出现破裂和四角出现起皱。针对以上缺陷进行工艺分析和改进，并得到彻底解决。

关键词：不锈钢；盒型件；拉伸；破裂；起皱

1.产品图纸及拉伸过程中出现的缺陷

1.1拉伸件（见图1）

1.2拉伸件缺陷示意图（见图2）

2.工艺分析

2.1 盒底转角R处出现破裂原因分析

（1）展开坯料过大，使突缘四角变形程度增加，所需径向拉应力增大；

（2）压边力F压过大，所需径向拉应力增大，压边力F压过小，零件压 边部四角起皱，无法进入凸模与凹模间隙，使得作用于拉伸件上的径向拉应力增大。这两种拉应力增大的结果使凸模圆角附近R处厚向断面迅速减小，所以能承受的拉应力减小。当作用于拉伸件上的径向拉应力超过凸模圆角R处附件的危险断面所允许承受的径向拉应力时，则会出现破裂。

（3）由于拉伸件与模具工件面相对滑动，板料变形，产生大量摩擦热及变形热使温度升高。当零件温度达到极限时，在交大压力作用下，零件上的微量材料粘连在凹模圆角处，使凹模圆角表面变得粗糙，造成拉伸时四角进料困难而破裂。

（4）原材料本身机械性能不均匀，在拉伸后期，沿±45°方向出现突耳现象，且四角起皱增厚，将所有压力全部加在四角上，增大了径向拉应力（见图3），故在四角出现破裂。

图3 拉应力与凸模行程的关系

2.2突缘四角起皱原因分析

（1）展开料圆角较小，使突缘四角变形程度增加；

（2）压边力F压过小，当突缘切向超过材料的临界压应力，就会产生塑形失稳起皱，此时需增加压边力，即增加径向拉应力，但随DW不断减小，t增大，使t/（DW-dp）增大，从而提高抗失稳能力，（见图4）：

图4：压边力与拉伸力的对应关系

1、凹模 2、压边圈 3、凸模 dp—凸模直径 DW—压边部分四角外径 D0—毛坯圆角等效直径

（3）突缘四角是否起皱与圆角RW相对厚度t/（ DW-dp）有关，初始拉伸，随着切向压应力不断增大，使失稳起皱呈上升趋势。

3.工艺措施

（1）从盒型件拉伸变形来看，四角相当于筒形件拉伸，四边直壁相当于弯曲，四角变形程度大，进料困难，原模具设计凹模四周为R3，为了保证四角进料将四角R改为R5～R6。

（2）盒底部四角拉裂，采用凸模圆角由R5改为R8，减小局部径向拉应力。

（3）由于增大压边力虽然可以消除起皱，但增大了拉裂的趋势，故采用直边部分加拉延筋，使四角及直边部分进料趋于一致。

（4）调整凸凹模转角部分间隙，直边部分为0.9t，转角部分为1.1t～1.2t是四角更容易进料，减小径向拉应力。

（5）调整坯料尺寸，增大坯料圆角为R280。

（6）调整润滑方式，首先将原来石蜡油配制的润滑油改为动物油，其次四角油层加厚，直壁油层减薄。

以上措施目的减小四角拉应力，使突缘进料速度一致。

4.结论

通过上述措施，实践证明已解决了盒型件拉裂和起皱的问题。

参考文献：

[1]范乃连.冷冲模具设计与制造[M].北京：机械工业出版社，2013.7