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[防腐蚀表面处理工艺] 制件拉毛问题的预防与对策

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发表于 2016-4-26 15:06:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
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制件拉毛问题的预防与对策

制件拉毛问题的预防与对策

        图1  拉毛现象

        模具是影响汽车覆盖件表面拉毛缺陷的重要因素,本文分析了冷冲压模具拉毛问题的产生机理和影响,分别从产品开发、工艺分析、结构设计和模具制造四个阶段阐述了拉毛问题的预防与对策。
        拉毛问题的产生机理
        冷轧钢板冲压成形时,当板料处于滑动运动时,由于板料和模具间的强制接触而发生粘着磨损,致使冲压件出现表面的严重损伤(见图1)。
        拉毛问题产生的原因主要有:模具拉伸部位硬度不够,模具拉伸部位的硬度应大于模具表面的硬度;模具拉伸部位硬度不均,拉伸模具的材料一般是合金铸铁和高强度的铸铁,采用人工淬火,受操作工的技术水平和淬火的工艺制约,淬火后表面个点硬度不均匀及模具在冲压过程中润滑不足等。
        拉毛缺陷不仅降低了车身覆盖件的性能,如碰撞安全性、坑腐蚀性和抗疲劳性等,也会降低模具寿命。
        拉毛现象降低了冲压工艺的稳定性,致使废品率上升,成为制造企业成本浪费的主要原因之一。
       

制件拉毛问题的预防与对策

制件拉毛问题的预防与对策

        图2  零件局部立体图

        拉毛问题的预防与对策
        1.产品开发阶段
        在产品的开发阶段,有些产品成“几”字形,拉延深度相对较深,而且产品强度要求较高(见图2),这样由于制件的形状原因,在模具制造中,制件侧壁基本设计成直立拉延,制件在拉延过程中,侧壁由于冲压角度小,就会因剪切力使制件产生严重的拉毛。
        预防方案:
        (1)产品设计初期,要充分考虑此类制件两侧壁的受力情况,将“几”字形零件两臂与冲压方向角度调整为大于3(见图3),降低成形镶块与板料的垂直剪切力,避免拉毛的产生。
        (2)在满足制件强度的情况下采用其他材料代替高强板材料。
       

制件拉毛问题的预防与对策

制件拉毛问题的预防与对策

        图3  零件截面图

        2.工艺分析设计阶段
        拉毛问题是在模具与板料局部剧烈接触的情况下产生的,工艺设计阶段就要仔细利用软件工具进行分析,对可能出现拉毛的地方,采取必要的纠正措施,例如:旋转制件的冲压方向、提高局部成形镶块的硬度等,应尽量在工艺设计初期就降低拉毛的产生。图4所示就是采用改变冲压方向而消除拉毛的一种方法。
        工艺设计直接影响模具后期的制作质量,同时也是控制制件拉毛最快捷有效的方法之一,可以从根本上降低拉毛的产生。
        其中控制拉毛产生的预防方案基本可分为:
        (1)冲压方向的正确选择
        工艺阶段应避免侧壁较深、较直的情况。
        (2)避免局部接触 如图4所示,零件整形,整形刀块下部形成一个尖点,板料受力集中在一点造成拉毛。
        (3)通过软件分析,提前预知拉毛产生的大致部位,采取提高模具局部硬度的方法(局部分镶块)避免拉毛。
       

制件拉毛问题的预防与对策

制件拉毛问题的预防与对策

        图4  改变冲压方向消除拉毛

        3.结构设计阶段
        遵循工艺分析的结果,在局部成形剧烈接触部位尽量设计镶块结构(见图5),提高易损部位的硬度及生产持续性,保证使用寿命。拼接镶块原则:一般t>1.2mm板料,成形、修边采取分块结构;成形部位深度深,材料流动量大,要求镶块硬度高;避免两镶块的拼接缝与材料流动方向一致,应该使拼接缝和材料的流动方向呈5~10为宜。
       

制件拉毛问题的预防与对策

制件拉毛问题的预防与对策

        图5  镶块结构

        4.模具制造阶段
        模具制造阶段是模具制造的最后一道工序,也是消除拉毛的最后一道技术屏障,因此控制拉毛的措施在这里得到集中,方法有很多种,集中体现在:
        (1)提高模具型面粗糙度,降低模具和制件之间的摩擦,使材料流动更顺畅。
        (2)提高模具的硬度 一般情况模具采用淬火处理的方法来提高模具硬度,以Cr12MoV为例,基本上采用整体淬火,可使镶块硬度达到58~62HRC。但由于采用人工操作,不稳定因素太多,导致模具型面硬度不均而产生软点,软点导致板料进料速度不均而产生拉毛。除了淬火以外还有几种比较好的表面处理方法,如:镀铬、氮化、溶射和TD处理等,但价格比较高。
        (3)模具成形间隙的调整,模具间隙小,也是产生拉毛的因素之一,根据现场合理调试模具间隙避免拉毛。
        (4)调整成形部位R角大小。
        结语
        模具制造阶段控制拉毛的措施,都是我们根据现场实际情况而积累的宝贵经验,是最直接有效的方法。只有注重现场、植根于现场才能更好地服务现场、解决问题。
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