冲压工艺译稿.doc

成形系统成形过程输入输出（最后冲压） 压机/模具 尺寸 材料 表面形状润滑 转化单元 外观 开裂&扭曲l 成形过程是冲压过程中最重要的一个环节。将输入和输出综合来看，我们就可以得到所谓的“成形过程”。l 成形过程由一系列的环节组成，在成形系统里面，输入被加载到一个能产生最终产品的转化单元（过程本身），这种特性我们称之为输出。l 由这种方式看，可以看出，大多数测量都还传统地集中在该过程的输出方面。l 为了获得输出的可重复性和可靠性，现在我们必须集中我们控制于输入和影响转化单元的参数。这是过程控制的第一步成形系统Q（问题）：什么是系统的输入？A（答案）：输入是过程变量，它控制或影响输出变量。Q（问题）：什么样的输入变量是我们可测量的？它们怎么样影响系统性能？l 第一步是判断系统的输入。在冲压过程中它们是什么？它们是可以影响结果或转化过程输出的一些变量。为了判断这些输入，只需简单地问“如果我对该控制进行一个调整，能够影响终端单元（输出）吗？”l 下一步我们要了解一个输入变量在影响输出中的意义。如果一个输入是可测量的，追踪该输入来知道，1）目前的可变性水平，以及2）当我们控制系统时，输入是如何影响的，是很重要的。l 过程控制就是说我们为了控制变量就必须测量它们；如果我们不能控制关键输入，那么，在我们的过程中总会有无法预估的事情产生。成形系统过程封闭高度材料性能板料尺寸板料定位顶杆压力润滑输入l 在实际中，在冲压或转化过程中会有许多的输入变量。这里有一些冲压过程的关键输入是由设计经验和多年的实践还有测量精度决定的。l 指导者注释：在翻转图上列举所有的类别的输入。过程输入变量摘录自ASPPs冲压过程管理材料&板材变量l 厚度l 屈服强度l 拉伸强度l % 总的延伸率l n-值l r-值l 表面形态l 轧制用的润滑剂-类型和数量l 杯突值l 镀层类型l 板料尺寸l 板料在托盘上的定位l 外轮廓线l 平面度l 钢卷的弯曲程度或水平l 边缘条件l 预弯l 板料清洗液-类型和数量润滑变量l 材料温度l 模具温度l 大气条件l 限位块上的垫片冲压变量l 凸模导向l 滑块和机台的平面度以及平行度l 冲头速度？ l 外滑块（压边圈）载荷-四个角和总载荷l 内滑块（凸模）-载荷-四个角和封闭高度l 氮气压力l 平衡压力l 刚度l 压机类型l 压机所用的润滑模具变量l 板料在模具中的定位l 耐磨板的公差l 模具冲压中心线l 表面精整-粗糙度和方向l 凹模和凸模的材料l 硬度l 表面处理-类型以及深度l 拉伸筋-位置、种类、深度以及尺寸l 所有凸模和凹模半径l 刚度l 间隙l 模具划痕 * ASPP=钢材自动融合程序成形系统封闭高度板料尺寸板料位置材料性能润滑顶杆压力冲压过程冲压需要：让我们先看看这些 材料变量 l 要对记录所有的输入变量，关注和责备的最大程度共计位于钢材上，或者在材料输入变量上。l 你难道没有听别人说过“在折线部分有一个裂口，并且它不是最后一个。那一定是劣质钢！”然而我们可以改变钢材使用，使其他“次要的”过程被调整和完成。因为现在的过程运行的很好，所以我们变得更有信心并且使用和原先与裂口有关的钢材什么发生了？现在使用在进行中！l 确认材料性能最小变量的一个方法是坚持跟踪一个单独的变量源。成形系统其他变量源l 原材料l 将进入到你的（生产）过程中的产品l 操作实践l 不同的部门以及班次l 部门内部以及班次l 测量系统l 测量仪器l 除了过程中的输入变量，还有许多其他影响系统的输出的变量源和机会。在你们的工厂，你经历过来自这些源的变量吗？成形系统Q（问题）：什么是系统的输出？A（答案）：输出是任何的零件特征，是在制造过程到那点之间的结果。Q（问题）：什么样的输出变量是我们可以测量的？并且这些变量是相关的吗？l 下一步，我们需要了解什么是转化过程中的主要输出。这个定义将帮助我们去理解输出是什么（提示：不仅仅是裂口和翘曲）l 再次。如果输出是可测量的，我们就可以跟踪他们以了解变量的变化水平，以及这个变化对主要输入变量的影响。需要有一些持续改进的因素，但是更重要的是要和过程控制开始相一致。l 过程控制是一个系统，通过这个系统，在所有关键过程测量上，我们将获得持续的改过程开裂翘曲 划痕 支撑点CGA 应变 TSA应变冲压载荷冲击线切边废料输出成形系统 l 传统上，我们缺少关于系统的测量（数据）。我们估计的输出是：尺寸以及表面完整性。有时候我们观察的输出是：开裂和翘曲l 这个是冲压过程的主要输出。应力、板料尺寸、板料在模具中的位置、冲压载荷以及冲击线都是所有可以量化的输出，因此它们是非常重要的。l 当输出没有被测量时，我们也许可以把它们折算成可以量化测量的形式 - 这些数据都被看作是有属性的数据。这些记录文件以及理解仍旧是非常重要的，因为它能够使我们作出关于系统输入变量变化而引起的相关变化的相对结论。成形系统Q（问题）：如果我能够发觉或者测量一些输入变量的变化，根据输出变量，这个变化看起来像什么？反之亦然吗？吨位1） 闭合高度2） 垫片输入 输出l 如果我们测量关于已知的大量输入调整的输出影响，我们可以调入输入以完成期望的输出。这个就是我们在冲压过程中如何建立成形窗口。关键是理解这个输入输出的关系。下一部分帮助我们去理解这个概念。l 在没有闭合高度测量计时，模具装定器常常设置到冲压吨位，使用累试法调整封闭高度直到获得希望的吨位。在这种情况下冲压吨位是一个有效的输入，虽然从技术角度来看它是一个输出。l 注意到改变闭合高度和垫片将不仅仅影响到冲压压力。它也要影响到板料的特性。过程控制过程变量的系统性以及连续折减l 这个定义是过程控制真正是关于什么的50000基本观点。l 变量是问题根本的来源（如果没有变量，那么每一个过程将一直是一样的）。l 就想我们需要有一个可靠性的设备维护一样，过程控制的意思就是可靠的维护过程。l 过程控制是一个保证尺寸完整性和用于满足或者超过世界级性能要求的协调的表面质量的方法。过程控制 过程控制的6个基本原理：1 重点是预防替代检测2 利用检测数据替代表征数据（或者没有数据）3 识别和排除根本原因（使用5 个为什么）4 简化处理过程以及减少调整部位5 开发标准的操作规范6 事件管理l 首先关注输入变量和调整部位以控制变量引入到过程中去。l 下一步，测量设备的能力用于了解固有机械的过程变量。l 设备的维护和过程的输入允许我们去控制输出的变量过程控制l 理论为了控制一个过程，首先你必须能够测量那个过程。l 按传统上讲，我们缺少关于成形系统的测量数据（配方）l 失效是不能接受的测量！l 取代失效，如何临界失效？l 有代表性的是我们已经测量了过程输出，例如在检具上的尺寸，以及在使用CMM测量表面完整性。l 或者我们报告定性显示仪数据，例如开裂或者翘曲的存在。l 我们需要测量显示仪来告诉我们当我们接近成形极限时，去防止开裂或者不可接受的缩颈所引起的故障停机时间。过程控制定义过程* 4步过程监控过程分析 优化PDCAl 我们利用有组织的基于团队的方法去识别和排除变量以及在我们的过程中的耗费；这就是上边所提到的4步过程。l 这个是一个持续的改进过程，它帮助我们去发现变量和耗费的根本原因；应用这个过程的最终结果是去增加通过量和正常工作时间，以及减少生产废料和返工 过程控制 建立图表：为了获得一致的过程，基本工具就是建立图表。l 它描述了操作规范或者工作方法，当允许时，产生预期的结果。l 建立图表包括需要被控制的输入和调整。同时，可测量的输出也将帮助定义过程。l 发展清单如下： * 对成形系统的核心输入 * 对成形系统的核心调整 * 从成形系统得到的核心输出l 我们如何测量每一个核心输入、调整以及输出。l 开发一个adhoc 建立图表；利用可视的管理去建立图表。l 已经被确定或者排除的输入或者调整发生了什么？它已经从建立图表中移走，产生了一个可控制的简单过程！材料输入变量为什么是钢？钢材有很好的强度和刚度以及很好的重量消耗比。它可以被快速的制造成重复的结果。另外，平面轧辊的碳素钢还具有：l 当有涂层时，它有很好的抗腐蚀性。l 吸收能量的能力强。l 表现出很好的疲劳特性。l 可以根据工作情况硬化。l 提供精良的涂层表面。l 钢是首选的材料，因为它有如此多的有用的特性，并且在地球上很容易从矿石中提炼得到。l 在常用的汽车材料中，钢每吨的价格是最低的。l 随着越来越多的“太空时代”材料被开发用在汽车工业（比如铝、塑料以及复合材料），在可以预见的将来钢将不会被替代。材料输入变量应力和应变应力：S=F/A这里 F=力 A=横截面面积应变：e=（lf lo）/lo这里 lf=最终长度 lo=初始长度l 应力定义为施加于某一面积上的载荷。因此，对于一个给定的横截面面积，作用其上载荷的增加必然导致应力的增加。类似地，减少横截面面积而作用的载荷保持不变将会同样导致应力的增加。l 应变是通过金属试样的“原始的”和“最终的”长度之比而得到的尺寸变化。l 比如试样的原来尺寸是2.0”，增加后长度变为2.4”，那么应变为+20%（增加是正的）l 1.0”变为1.4”=+40%应变l 2.0”变为2.4”=+10%应变l 2.0”变为1.8”=-10%应变（减少是负的材料输入变量拉伸试验真实应力 S= F/A屈服强度抗拉强度 断裂真实应变总延伸率l 单向拉伸试验是通过把试样固定在刚性（拉伸）装置上，不断增加载荷，试样将发生应变，直到断裂。l 拉伸试样试验室广泛应用和被接受的作为衡量金属机械性能好坏的标准方法。l 试样被夹在一个载荷机上，在这个上面加上载荷，通常直到试样断裂。随着材料被受力，它的应变（延伸率）被记录下来。然后这些信息在坐标纸上绘成图线，就是我们通常提到的应力应变图。所有主要的性能，除了R 值，都可以从这个图来材料输入变量主要机械性质l 屈服强度 塑性变形开始的应力值；在应力应变图上通常按照大约0.2%的应变偏移来测量。l 抗拉强度样件开裂前金属所能承受的最大应力。l 总延伸率2英寸标准长度的拉伸试样的应变总量。这个值越高，说明成形性越好。l n - 值 应变硬化指数，这个指数代表相关的拉伸的金属薄板可成形性以及由塑性变形引起的强度增加。测量应力应变曲线在10%-20%应变之间的斜率l r 值 塑性应变率，它代表了当受到外力时金属薄板抵抗变薄或者增厚的能力。它是拉伸性的测量。l 屈服强度是材料弹性性能的一个测量，它是材料在永久变形（塑性变形）前材料的最大的应力。虽然有些相似，但是它还是和材料的“塑性极限”是不一样的。l 有趣的是要注意n-值是应变范围的依据，它意味着拉延性结果的变化直接依赖于它们计算出来的应变范围。因为n-值影响到FLD曲线的位置，所以它是重要的，因为它报告的目的行业已经协商并且标准化了应变范围。l 一般来讲，较高的n-值意味着具有更好的分散材料上应变的能力，因此，具有更好的材料抗拉能力。l 较高的R-值与增加“拉伸”材料而不变薄的能力相关。l 看相关定义R-值图表附件。r- 值* r- 值定义为宽度方向比厚度方向的应变率。外加应力* r- 值大于1.0的将表示金属板在其的表面上更容易变形，并且将比薄的地方更容易拉缩回来。材料输入变量抗拉试验 DQSK钢应力IF钢 BH（布氏硬度）钢 应变l 由于抗拉试验的标准化，我们能够比较各种等级钢材的机械性能。这就使得我们可以为汽车上应用的材料进行更好的选择。l IF（interstitial-free）和烘烤硬化钢的表现与DQSK是相当不同的；它们各自的应力应变曲线已经证明材料输入变量钢材的一般规律屈服强度越低，成形性越好。N-值越大，拉延性越好。R-值越大，可拉延性越好。l 这些普遍的规律应用到钢材上。在热镀锌钢材上，金属表现出极好的表面性质和良好的可拉伸性，并且已经由好的n-值所证明。但是R-值相对较低，导致了深拉伸应用时的问题。l 电镀锌的钢材，它的生产过程与HD钢材有着显著的不同，并且有更好的R-值。所以我们使用它并且指定EG应用到许多的深拉伸上。低的和高的，EG表面与HD相比有着非常大的摩擦系数，结果就导致了金属在深拉伸区域出现的缩裂以及开裂。材料输入变量l 抗凹陷性钢是产品的一种类别，该产品设计用于操作过程中最小化的损伤和停车场“板材的弯折”影响。l 目前它们被用于汽车车身板件，例如： * 引擎盖外板 * 行李箱外板 * 门外板 * 翼子板 * 顶盖 将来，汽车车身侧围和四分之一的外板有望使用抗凹陷性板材l 对于外板件，抗凹陷板材的普遍应用的毫无疑问的，就像幻灯片上显示的那样。l 由于在成形和过涂装以后具有更高的强度，一些应用也许降低标准（减少钢板的厚度），最终这样做提高了汽车的性能和经济性。材料输入变量烘烤硬化钢l 在零件被成形和烤漆以后，烘烤硬化的“反冲力”显著地增强了钢材的强度。这个也将出现在典型的汽车烤漆温度和循环周期上。l “反冲力”基本都出现在总的屈服强度增加到1/2时；在2%或者更多的应变后，我们将期待以下变化的出现： * +5 ksi 工作硬度增加 * +5 ksi 烘烤硬度增加关于钢材烘烤硬度性能的冶金的说明：l 应变触发了碳原子和磷原子在铁原子之间的缝隙中的移动。这种运动在高温下被加速了。l 在原子之间的堆积导致了原子的“钉扎”作用，就像所知道的位错。因为物质中出现位错现象，应力需要更大的位移 因此材料的屈服强度也随之增加了。材料输入变量凹陷能量（W）=这里Y.S.=钢材的屈服强度，t=板件的厚度，K=板的刚度l 注意到凹陷能量是可以被改进是非常重要的，这种改进可以通过（1）选择更高屈服强度的材料，或者（2）增加材料的厚度来实现。在这些选择中，增加厚度是与我们汽车重量减少目标相反的；随着汽车重量的增加，我们不得不面临着性能和经济性的降低。材料输入变量一些金属的典型机械性质性质 IF DQSK 210BA HS-40原始屈服强度（ksi） 22 27 32 45抗拉强度（ksi） 44 46 50 61 总的延伸率（%） 47 42 39 30n - 值 0.24+ 0.21+ 0.19 0.16 r - 值 2.0 1.7 1.6 1.1 应变 & 烘烤屈服强度 na na 42-44 na l 如上所示，我们要设法去开发一种新的材料；这种材料有较高的N-值，在加工金属时，显著地提高了屈服强度。这个是在通过时效应变过程完成的，在高温下这个过程被加速了。 材料输入变量随着我们转向追求更高的强度和机械硬化的材料，我们需要加强加工工序的稳定性。这意味着：l 对输入变量更好的控制l 更高质量的工具精整l 更好的工具维护l 实质上我们正在减少成形窗口，因为我们发展了更高强度的材料。在没有冲击“失效”的情况下，这个减少的窗口有效的降低了过程的不断变化的能力，例如不可接受的翘曲或者裂纹（缩颈）。为了补偿这个，我们必须提高维护能力以及定义我们接近这些“失效”条件的测量。润滑在拉伸（成形）操作中，控制金属流的率是至关重要的。这是怎么获得的呢？l 压边力l 拉伸筋 形状和定位l 润滑l 板料尺寸及定位影响金属流率的其它因素是模具表面条件和钢材的涂层。重要的测量是：l 钢材表面粗糙度，即高度高峰和每个区域的峰值。l 钢材涂层的摩擦系数。l 模具硬度 润滑怎么满足这些？润滑一个设计的实验在四分板上被进行管理以决定哪个分板上的参数对应变的大小和变化有最大的影响。1. 板料尺寸定位2. 板料这拉延模中的定位3. 冲压清洗模式4. 冲压洗液的浓度l 试验按照L-8正交排列设计；主要输入变量的评价包括闭合高度、板料尺寸、板料在拉伸模具中的位置、润滑油浓度、应用模式以及交互作用。钢材在系统中被看作是噪音。l 输出的评价是厚向应变、外滑块压力（吨位）和按照一定的特性范围测量的拉伸基准线。润滑通常的好处l 提高了模具寿命l 提高了金属成形性l 提高了零件的质量l 提高了零件的光洁度 * 减少了摩擦 * 排除了金属磨损塑性变形以及划痕l 润滑可以促使更有效的金属损耗（更小的板料尺寸）。如何？润滑的使用有助于拉伸和反成形过程。润滑剂使金属可以围绕着凸模和零件变形，这样降低了压边对金属流动的要求。通过增加压边力，我们可以得到更紧的零件（零件有更高的应变）。* 由于使用润滑消除零件缺陷的例子：铁屑，表面斑点，金属碎片，硬伤以及开裂。润滑汽车用润滑剂种类1. 基于油的：首先在轧制时使用，例如轧制油或预润滑油。主要的缺点：原始成本、内务处理以及喷涂影响。2. 溶于水的（基于水的）：由于其低成本、更好的清洁能力以及预喷涂和喷涂过程中的良好性能，大多数通常用在冲压工厂。主要的缺点：过多的维护、易腐蚀以及误操作造成其它成形问题比如冲压二次循环系统的污染。3. 干薄膜：良好的成形润滑剂，不需要维护以及没有操作的问题。主要缺点：使用成本高，并且黏合剂和表面保护层不易粘在这些工件的表面上。1. 基于油的润滑剂：良好的防腐，成形润滑（基于薄膜厚度），很少的维护技术要求。2. 基于水的润滑剂：为了增加润滑作用、防腐以及监护由细菌和霉菌（微生物）污染造成的影响，各种附加剂被加到水溶液中3. 干薄膜润滑剂：因为他们具有良好的成形属性，正在大量普及。需要一点甚至不需要维护，以及显著地改善了冲压线的内务处理。润滑剂润滑剂使用方法1. 车间润滑油 来源于石油的，应用在钢材生产车间以保护钢材不生锈。2. 车间用润滑剂（prelube） 来源于石油的，应用在钢材生产车间。表现出双倍生锈防护以及成形润滑剂的性能。3. 干薄膜干，应用在钢铁厂或者加工中心的直列滚动涂料机上。使用工况是很缓慢的，并且润滑剂通常是烘焙上去的。4. 冲压使用的润滑剂 通常是可溶于水的，不过有时候是来源于石油的产品；应用在人工操作（涂料滚动机、洗刷器）的挤胶滚筒以及喷油器。5. 板料 清洗液 位于板料的拆垛系统，作为成形过程前的最后一步。表面处理镀铬 一般信息l 铬镀层是在模具表面电镀沉淀物。它不改变（模具）表面任何裂缝或者小孔的轮廓线。l 铬镀层厚度基本在0.0005和0.01英寸之间。硬度是接近于洛氏硬度C67。l 铬层明显地增加了模具表面的润滑性，这样的结果是我们就可以减少对其它润滑剂的需求，例如冲压混合物。* 为什么是铬？铬提供了相比于火焰硬化有更强的润滑性和均匀的表面硬度。这些好处趋向于打开制造窗口，意味着更好的质量和更大的生产量。* 铬是理想的外板零件例如引擎盖外板，行李箱外板，顶盖和侧围外板。因为他们有助于提高表面的光洁度。*对于成形比较困难的形状，铬也是一个可选择的表面处理方法，例如四分之一内板，行李箱内板和后轮鼓包。表面处理镀铬 一般信息（内容）：l 铬层表面的预期使用期限依赖于模具状况，但是可以从100,000到1,000,000之间变化。l 铬层表面的修理有其局限性，修理时应该尽量的缩小修理面积，而不是大面积的修理。l 镀铬只有在调试好模具并能很好的生产以后才能进行。镀铬 镀层的问题l 表面开裂l 零件变形l 涂层的疏松l 剥落或者胀裂，尤其在受高切变应力时。模具镀铬并不是能够掩盖模具的所有问题。任何劣质的或低于标准的模具状况在镀铬以后仍然要被保留。这可能导致铬层过早失效。表面处理镀铬 应用1. 外板和可靠的内板零件的拉延模。2. 拉伸成形模具。3. 翻边模和翻边镶块4. 整形模。l 对拉伸模镀铬，有太多的争论；Phoenix建议凸模和凹模镀铬首先要评估镀铬对金属流动的影响，另外，压边圈和拉延筋镀铬前要保证表面的清洁度。l 为了维持金属的流动率，压边圈有时不镀铬。表面处理镀铬前：1. 模具要能做出合格的零件。2. 所有的过程参数必须要接近调整范围的中心。3. 为了防止过度的磨损，所有的半径要是合适的。4. 必须修理好凸模的所有缺陷，包括疏松，这些应该写在一块板上；5. 压边圈必须要有很好的承受力，没有硬质斑点，同时也必须要没有可能引起产生铁屑的针孔。要修处理拉延筋的锋利部分；6. 所有镀铬模具零件应当恰当地热处理以提高基件的硬度（HRC55+）表面处理渗氮历史：在二战期间，德国需要生产能够经受住膛孔磨损的加农炮。他们成功地开发了一个能够提供最大强度并且磨损量很小甚至不需要合金加入到钢材中去的生产工艺。于是第一次生产的加农炮就是“Navarone枪炮”l 这些“Navarone枪炮”被看作是渗氮的工艺，在这个工艺里面，氮气是电离状态，N原子与其它的“合金”元素结合，例如铁或者钛以形成极其坚硬的化合物，称作氮化物。这些给予了模具表面高的硬度和耐磨损的能力表面处理 1000F气体容器负电荷氮化物容器（器壁是阳极）模具 Cr-N+ 平板（负电极）过程：1. 这个零件被充上负电（负电极），器壁被充上正电（正电极）。2. 运载气体（氢气-H）和氮气（N）被充满到腔体内。使用高电压直流电电离氮气分子为+离子，并围绕在工件的表面发光。3. 容器现在就像是一个荧光灯。4. + N离子以光的速度进入到负电荷零件上，这个轰击： * 加热零件（1000-1050度F） * 推动金属的原子和离子进入到大气中，这样随着氮原子的存在，氮化物就形成了。5. 然后这些氮化物沉淀在零件的表面形成了一个坚硬的钢材保护表面处理渗氮 一些特征1） 两层：铁氮合金层（外部）和氮扩散区域（内部）。2） 总的表层厚度范围是0.005英寸到0.020英寸。3） 硬度=HRC70-80。这个材料不改变尺寸、外形或者翘曲，因为这个工件的温度永远在钢的转变温度之下。类似于镀铬，渗氮有许多有效提高成形的好处： l 提高了对磨损和擦伤的抵抗能力。l 减少了模具的维护和增加了使用寿命。l 没有多孔的表面，所以在制造的零件上能有更好的光洁度，。l 表面有了压应力，提高抵抗疲劳和应力腐蚀开裂的能力。l 表面一层不易剥落。总之，渗氮被应用到形状困难得模具上，有助于成形过程。金属成形成形汽车薄板冲压成形过程中的关键步骤l 成形不仅是冲压工序中的重要步骤，通常也是最重要的步骤。它影响所有后工序的操作；l 前面操作（例如落料）的严格控制可以保证成形操作的正常进行。l 在这个过程中提出的大部分概念主要集中在成形，就是大家所知道的“拉延”。l 最重要的一个是合理控制线长，但至少要了解成形的概念。在这一章节将提出不同线长的概念。金属成形冲压力压料力拉延模的控制因素：l 凹模开口半径l 凸模半径l 钢与模具表面的相互作用l 拉延筋形状l 拉延槽间隙l 拔模斜度l 我们经常碰到产品部分以外的凸模和凹模半径太小并且拔模角度太陡。l 钢/模表面的相互作用是非常重要。压边圈必须要有合适的接触面，并且等高块应该垫到板料厚度+10%。l 拉延筋与拉延槽必要要有合适的配合，并且要适应滑块的运动轨迹。间隙应该从板料厚度的10%（对于一般等级的材料）到20%（对于强度更高的材料）。金属成形成形模种类： 传统双动结构：双动压机。上压边圈与外滑块一起运动，下压边面与凹模（母模）部分相连。 胀形双动结构或倒装双动结构：双动压机。上压边圈与外滑块一起运动，下压边圈与模垫（气垫或氮气缸）一起运动。 胀形拉延结构或3PC（3个部件）胀形结构：单动压机。上压边面与凹模（母模）部件相连，下压边圈与模垫（气垫或氮气缸）一起运动。 4PC（4个部件）结构：单动压机。在模垫或氮气缸上有两个压边圈。上模压边圈压缩以后与拉伸结构相似。 传统Toggle结构：双动压机。上压边圈与外滑块一起运动，下压边面与凹模（母模）部件相连。模具的上模（公模）与凹模部件就像“双动”一样； 胀形双动结构或倒装双动结构：双动压机。上压边圈与外滑块一起运动，下压边圈与模垫（气垫或氮气缸）一起运动。公模和母模一起运动而获得双动。首先，公模先把材料拉过来，然后母模在进入并且成反成形。 胀形拉延结构或3PC（3个部件）胀形结构：单动压机。上压边面与凹模（母模）部件相连，下压边圈与模垫（气垫或氮气缸）一起运动。除非上模先运动，这种结构可以取得和传统双动结构一样的效果。 4PC（4个部件）结构：单动压机。两个压边圈。为了保证下模弹簧先被压缩，顶杆压力必须要进行设定。母模可以获得与倒装结构一样的效果。 每个工厂的专业名词将不同。“部件”我们的意思是移动部件。一些模具工人把装有一个可拆除的销子的胀形拉延模认为是一个4部件的胀形。按照这个定义，也可以认为是3部件。对于4部件我们的意思是有一个可以拆装的上压边圈和下压边圈。另外，运动的上、下模压料器（压边圈）有很多特别的外形。 参看所有四种拉延模图表的手册。金属成形Q：什么决定成形模具的类型？A：l 零件的产品设计l 成本l 覆盖件或非覆盖件（质量）l 工装寿命要求（也就是零件将使用3年或10年？还有每年将生产多少零部件？）l 冲压可行性、种类和大小l 希望节拍l 胀形拉延合胀形双动模具得以发展的一个原因他们对于获得优良的车身外板拉延件有很多好处。这个我们已经发现，然而，与胀形拉延模相比，一个适当的传统的双动结构模具也可以获得胀形的效果。l 选择拉伸胀形的一个重要原因是节拍。l 有时候选择胀形拉延结构的原因仅仅是因为特定的压机，比如在连续生产线中就是这样。l 压料面上材料滑动的多少。l 除非R半径阻止材料走料，否则零件可进拉延很深，而且由于走料，零件不会或只有一点变薄。l 材料流入量的多少由压边圈或拉延筋的有效长度决定。金属成形 走料l 你将在圆形网格培训中学到，金属在圆角处能够流进模具里面是在“拉延模式”下-也就是当金属挤进模具开口（材料变厚但是没有折叠）时金属一起被拉延。实际上，我们提到的热核金属流进模具型腔连绵都是“走料”（材料流入型腔）。l 走料经常是我们想要的，因为材料通过模具的入口获得了零件的形状（这个引起材料变薄）而不是胀形。另外，金属也要从压边圈流入。l 过分的或不必要的走料可能导致材料过松，并且当板料通过拉延筋时要产生锌粉脱落。l 为了保证板料平整和避免当板料被拉着通过拉延筋时产生折叠，良好的压料接触面的很有必要的。金属成形胀形l 胀形意味着为了达到零件的形状，板料要被拉长。在纯胀形中，压边圈完全锁紧了材料而使其不能流入，金属是通过凸模拉伸而得到零件形状的。l （胀形）对于浅成形板件是很有用的，外覆盖件比如门、引擎盖和行李箱外板。l 可以通过在成形之前在板材上划已知直径的圆来测量金属胀形量。l 很多零件可以使用纯胀形进行成形（没有或者只有很少部分走料）。l 金属拉伸量可以测量，例如：100mm的长度可以胀形成110mm，那么就有10的胀形。l 术语拉延模用词不准确因为在典型的拉延模中拉延和胀形的成分都有。l 术语胀形模也是用词不准确（没有提到矛盾）。胀形模首先得以发展是为了获得比传统的双动模更好的胀形效果，然后，一个合适的传统双动模同样能够得到与胀形模相媲美的胀形效果。金属成形二次拉延l 在后续操作中拉延过深的区域。l 典型二次拉延可以获得更深的成形深度或更小的半径。l 二次拉延深度依赖于：l 拔模斜度l 材料工作硬化速度l 铝和不锈钢是二次拉延不成功的典型材料的例子。l 过去，为了获得产品太深深度的产品，以至于不能够在一个操作中成形。l 实例1：对于最终的没有破裂的零件深度，零件的R太小，可以利用增大的半径来获得深度，并且在拉伸中可以形成足够的线长，这样，在二次拉延最小的最终形状。l 实例2：（门内板件）靠近门框的部分比板件的顶部和底部更深。门的中间部分包括所有的凸出部分都在拉延过程中成形（第一次成形）。拉伸深度大约与板件顶部和底部的产品深度相同。在二次拉延“整形镶块”将拉延件的侧壁成形到最终的深的，整形时仅使用压料面的金属工作，典型的包括水平翻边的成形的细节（产品的一部分在压边圈上）l 因为整形镶块重新矫直原始模具的整个R，对于铝合金，实例2效果不好。金属成形拉延模开发标准l 最少的走料l 最大的胀形典型问题：板件松软。松软是在给定的区域板料胀形不足，比如凹陷，起皱和折叠。我们是怎么得到松软的呢？ 更重要的是我们如何消除它？l 胀形越大，强度（机械硬化）越大。一个重要规则是在两个方向的2的最小值。金属成形问题（Q）：怎样才能使板料的松软程度最小？回答（A）：l 正确的模具设计。l 合适的压料接触面和拉延筋研配。l 尽我们的最大能力使从压边圈到产品的线长度相等。l 在两个方向都获得好的胀形。l （如果）没有正确的模具设计观念，在调试过程中，解决松软问题，我们可能要受很多的限制。金属成形压料面l 压料面的主要作用是保持板料平整；在拉延过程中，压料面应该合到使板料起皱最小。l 拉延筋控制金属流动，因此可以提供要求阻力。l 压边圈不应该用于产生阻力。（产生阻力）是拉延筋的目的。压料面应该是保证板料平整并且消除受力大的点（硬冲击）金属成形拉延筋一般事项：l 在成形中，拉延筋调整可能是最关键的步骤。l 对于胀形拉延模，拉延筋必须在弹簧被压缩之前接触到，否则，板料将被拉着通过压料面并起皱。拉延筋起不到作用的原因：l 拉延槽太紧l 氮气弹簧压力不足l 氮气缸或气垫压力不足l 阻力的大小靠折弯的次数，包括拉延筋的形状来决定。一根典型的拉延坎折弯次数为2，一个圆筋折弯为3，方筋的折弯次数为4。l 有时使用双筋可能导致阻力变小，而没有预期的那么多。这可能要求调整拉延筋（折弯数量增加一倍）来增加阻力。金属成形拉延筋方筋l 方筋-在控制外板件材料流动中使用是最频繁的。l 如果在拉延槽处有硬伤出现，说明有剪切力的倾向（应该消除所有的硬伤）。l 拉延筋应该平行于冲压方向，而不是垂直于压料面。l 拉延筋的根部没有圆角。l 没有硬伤，特别是铝和HS钢。l 根据屈服强度，拉延筋间隙应该大约等于板料厚度加上板料厚度的10%20% 。开始时为10% 。金属成形拉延筋圆筋l 圆筋应该平行于冲压方向，而不是垂直于压料面。l 拉延筋的任何地方不能降到最低点。l 圆角必须一致（正确）。在拉延筋根部不能有倒角。l 正确地调整圆筋与方筋同样重要。l 圆筋在圆弧切点（不是边缘）处应该有倒角作为过渡。镶块与镶块之间的半径也应该是一样的。l 当使用拉延筋改变板料流动时，只修理拉延槽。l 拉延筋高度必须一致。金属成形拉延筋拉延坎l 拉延坎应该平行于冲压方向，而不是垂直于压料面。l 半径必须一致（正确）。l 没有硬伤。l 对于浅拉伸或产品的一部分在压边圈上的板件比较合适。金属成形线长度模具分模线 实例1点B点A 模具开口半径从点A到B的直线距离是47.35mml 如果可能，在没有任何板料通过拉延筋的情况下，我们应该试着成形板料。因为（板料通过拉延筋）会引起模具磨损，划伤，脱锌。同时，对于外板件，我们也希望能有最大化的胀形。l 经常，为了提供足够的金属（消除开裂），因为切边线以外过长的线长，只简单地使材料通过拉延筋。事实上，由于过长的线长，应该要考虑（调整）最里面的两个拉延筋半径。所有阻力应该来自最外面的两个半径。l 这些幻灯片显示了线长度逐渐减小。l 换句话说，在考虑让金属流过拉延筋前，应该充分利用所有在模具开口圆角和内侧拉延槽半径处的材料。金属成形线长度模具分模线 实例2点B点A 从点A到B的直线距离是40.275mm模具开口倒角金属成形线长度模具分模线 实例3点B点A 从点A到B的直线距离是32.99mm金属成形拉延筋材料屈服强度对拉延筋设计的影响：当屈服强度增加时，为了适应增大的材料流动阻力，拉延槽的开口必须增大。材料拉延槽拉延筋 l 屈服强度的增加将导致需要更多的力，因此需要调整拉延筋并使金属通过。如果在需要少量的金属通过拉延筋并且屈服强度也增加（指定等级改变）的情况下，那么为了获得希望的走料，应该增加拉延槽的宽度。金属成形-拉延筋倒角问题（Q）：我们怎么修理拉延筋和拉延槽？l 磨出倒角表面（根据金属类型，一个半径为3mm的拉延筋大约是6-7mm）。l 补焊出一个直角。l 磨到规定的半径。必须使用正确地研磨方法来得到正确的半径。拉延模压料面吃合面积合模技巧（续在下一页）1. 在合模位置检查模具的4个角，看模具和冲床是否平行。2. 确定和评价样件。确保它的状况是良好的。3. 蓝丹4. 给模具涂上生黄土(一种用水稀释的涂料)。5. 调整滑块使两部分刚刚接触。6. 研磨硬接触点，滑块不断下降，直到大约有80%左右的接触面积。7. 把滑块升起并清洁两边表面。拉延模压料面吃合面积续合模技巧（续）8. 涂两个模具表面9. 把一个板料的两面涂成蓝色。10. 调整滑块使接触（不摇动）。11. 磨掉真实的硬接触点（这些接触点在两个表面可以看到）。12. 继续使用板料合模直道得到合适的接触面。13. 如果在合拉延模时，使用等高块和垫片来保持平行。拉延模调整1. 确保来料有一个稳定的性能：屈服强度、抗拉强度、延伸率、n-值、r-值、表面粗糙度和硬度。2. 检查上模压料面的情况。补焊，打磨，用油石推光并用一块平板检查需要修理的表面。3. 同上修理下压边面。4. 研合上下压边圈的吃合面积，目标拉延筋外20mm达到 80%的接触面积，。5. 将平衡块（间隙）设置道材料厚度。不要为了获得可拉延的范围而将垫平衡块作为最终解决的办法。拉延模调整续6. 在生产中验证后，把从板料边缘到定位块的距离调整到1-2mm。7. 将顶杆的压力设置到能够保持板料平整的最小压力。设定正常操作范围比最小设置高10（理想状态：很少能得到）。8. 设置模垫行程以满足零件的外形和拉延的需要。实例：对于行李箱，升高模垫到支撑板料。对门外板，设定形成到板料受最大的应力直道能够限制板料通过拉延筋。外围线长必须比板件线长度小。9. 如果压机参数现在已经确定好了，不要为了获得可拉延的成形范围而去改变参数。为了确定模具参数，应该完成变薄和应力分析。拉延模调整续10. 设定模垫压力比最小设置高20（比工作压力高10）并得到应变和变薄分析。11. 使用应变和变薄分析的数据，调整阻力（拉延槽）并且将临界应变调到安全区域内去（或者增减应变以提高外板件抗凹陷的能力）。 12. 通过修改拉延筋仍不把应变移动到安全区域时，为了达到效果，必须改变零件的半径。提示：参考组装好的车和产品工程规范；13. 最后确定A.D.C.数据并监控生产的结果来验证过程能力。14. 整理所有步骤并归入模具履历表中。切边模板料定位：l 获得带有定位孔的最新的拉延件；l 围绕切边线、冲孔区域和用于定位的轮廓区域在板件上切出观察槽。l （板料）下表面涂成蓝色。l 定位销插入下模定位孔中。l 检查板料的晃动情况。l 竖直把板料拿起来并检查蓝丹，看是哪里接触。l 参照其他区域的橡皮泥看还有多远。l 最后检查没有使用定位销新的板件；l 确认刃口垂直度（应该在制造过程中就已经完成）切边模模具研合l 确保压料器在切边刃口前面。l 在压机上模具倒装，并且为了防止在装模过程中模具被损坏，使用限位块将压料器与凸模托开约1/4英寸。l 将下模涂上蓝丹。l 不断研合直到所有水平切边、冲孔区域和主要的控制表面的贴合面达到约80%的水平。切边模带板料研合：l 清洁非关键区域，确定需要研合的区域。l 模具在运行位置。l 将压料器和凸模刷上颜色。l 用定位孔固定板料的位置。l 研合切边线和冲孔周围3/4到1的受力面l 必须注意模垫有足够得支撑面保持它平行。 l 研合到贴合面达到80%。l 最后检查新的板件。切边模制作合格的切边板料：l 确保切边刃口侧面不是太紧。l 上下模切边刃口的间隙应该是板料厚度的10%。l