拉伸模具中材料如何流动

成功深拉伸模依赖很多因素，在模具设计和制造中忽略其中任何一个因素都会导致灾难性的后果。 尽管在深拉伸工艺中有很多因素要考虑, 然而决定成功的最重要的因素源于金属的流动。以下列出一些影响金属流动的关键因素, 这其中任何一种在深拉伸冲压模具的设计, 制造或者在故障诊断中都应当考虑。

1. 材料类型

2. 材料厚度

3. "N" 和"R" 值

4. 展开平板的尺寸和外形

5.零件的几何尺寸

6.冲床速度 

7.拉伸圆角

8.拉伸率

9.模具表面的光洁度

10.模具的温度

11. 润滑

12.拉延阻筋的高度和形状

13. 压边圈的压力

14. 压边圈的变形

15. 平衡垫片 (上下压边圈之间) 厚度

为了说明金属流动的原理, 本文从分析两种基本的拉伸形状圆形和正方形入手。任何给定形状的零件的所有变形模式都可用这两种基本形状之一的变形来描述。

为了说明不正确的拉伸率(L), 太小的型芯凸模将导致金属变薄直到开裂, 反之, 正确的拉伸率(R)会得到成功的深拉伸零件。

拉伸圆杯件时, 在众多最重要因素当中首先要考虑的是拉伸率. 拉伸率体现型芯凸模尺寸和零件展开尺寸之间的关系. 关注微信公众号，冲压帮 拉伸率必须在允许金属流动的可接受的极限内。

在控制金属的流动时, 应施加足够大的压边力. 如果压边力不足, 金属当压缩时就会起褶. 这个皱褶会进一步分离压边圈和凸凹模拉伸圈表面, 导致失去对材料的控制. 当材料在凸凹模间被挤压时, 皱褶会被强制展平, 从而拉伸杯子顶部金属, 最终开裂.太大的压边圈压力问题可通过使用平衡垫片(上下压边圈之间)来克服. 平衡垫片在压边圈和拉伸圈表面间维持一定的间隙, 平衡垫片的厚度应设置为110% 的金属板厚, 这样才能容许金属当压缩时板厚的增加. 如果平衡垫片厚度太大, 当材料四周受挤压时, 它就会起皱。

圆形杯拉伸时推荐的压边圈压力: 对低碳钢来将,在凸模芯棒四周(凸模芯棒直径X3.141) 600 Pound/每英寸。

对高碳钢, 低合金以及不锈钢来将, 在凸模芯棒四周(凸模芯棒直径X3.141) 1800 Pound/每英寸，当分阶段拉伸时, 其他应当记住的指导原则:拉伸型腔底部设计为开放性的,这样便于调节拉伸深度.关注微信公众号，冲压帮 当合适的拉伸率确定后, 金属就会部分的或全部的穿过压边圈。

方形拉伸类似圆形拉伸, 因为它们都有四个90度的圆角. 因为有90度的圆角, 金属流向圆角时, 材料被挤压. 在方形的直边处, 就是简单的弯曲和校直. 在方形件拉伸直边处存在的流动阻力比起圆角处来说要远小的多。

在单步拉伸中, 增加圆角半径就会较大地提高拉伸能力, 因为大半径圆角减小了材料的压缩. 在圆角处太多的压缩会限制金属的流动, 最终导致开裂.增加圆角半径及减小展开尺寸就会减少成型的刚度. 因为大半径圆角减小了材料的压缩. 展开平板的钝角也能够减小材料的压缩。

方形件拉伸时伴随着大量金属流动, 为了帮助平衡金属的流动, 在压边圈和拉伸圈表面间圆角处, 容许材料变厚. 当材料在压边圈和拉伸圈之间没有过分的挤压下通过时, 该工艺容许材料在圆角处变厚。