拉伸开裂分析

1、拉伸开裂分析拉伸模的常有缺陷CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome)Q g&g"I*V#A                            壁破裂$M.x-6X*b,m uCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome这种缺陷一般出现在方筒角部

2、附近的侧壁，通常，出现在凹模圆角半径（rcd）附近。在模具设计阶段，一般难以预料。即倒W字形，在其上方出现与拉深方向呈45°的交*网格。交*网格象用划线针划过一样，当寻找壁破裂产生原因时，如不注意，往往不会看漏。它是一种原因比较清楚而又少见的疵病。(I5e$2I-v#p-|,a!|方筒拉深，直边部和角部变形不均匀。随着拉深的进行，板厚只在角部增加。从而，研磨了的压边圈，压边力集中于角部，同时，也促进了加工硬化。2P!V;V/R5.b&!%U为此，弯曲和变直中所需要的力就增大，拉深载荷集中于角部，这种拉深的行程载荷曲线载荷峰值出现两次。 3R5F0l3h:_4a6z a5FCA

3、D/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园第一峰值与拉深破裂相对应，第二峰值与壁破裂相对应。就平均载荷而言，第一峰值最高。就角部来说，在加工后期由于拉深载荷明显地向角部集中，在第二峰值就往往出现壁破裂。与碳素钢板（软钢板）相比较，188系列不锈钢由于加工硬化严重，容易发生壁破裂。即使拉深象圆筒那样的均匀的产品，往往也会发生谄屏选?8g%b/Q5b"v-原因及消除方法CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome;L7K:h+s#M-h,y （1）制品形状。1p2$g9U(q'K&c8b

4、 拉深深度过深。3T ?3m/I4Z X5r#N&y;6lCAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园由于该缺陷是在深拉深时产生的，如将拉深深度降低即可解决。但是必须按图纸尺寸要求进行拉深时，用其他方法解决的例子也很多。3z'b!V:K(z%V,f&CAD/CAM之家论坛 rd、rc过小。CAD/CAM之家论坛:7a(k/s$p由于该缺陷是在方筒角部半径（rc）过小时发生的，所以就应增大rc。凹模圆角半径（rd）小而进行深拉深时，也有产生壁破裂的危险。如果产生破裂，就要好好研磨（rd），将其加大CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLID

5、WORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome7g$!Y.W6k1K"h（2）冲压条件。www.CAxH.S(z7#l&_-j.?8l:B-k 压边力过大。6v!s)i:I8j+d6;h只要不起皱，就可降低压边力。如果起皱是引起破裂的原因，则降低压边力必须慎重。如果在整个凸缘上发生薄薄的折皱，又还在破裂地方发亮，那就可能是由于缓冲销高度没有加工好，模具精度差，压力机精度低，压边圈的平行度不好及发生撞击等局部原因。必须采取相应措施。是否存在上述因素，可以通过撞击痕迹来加以判断，如果撞击痕迹正常，形状就整齐，如果不整齐，则表明某处一定有问题。'P0$G4Z9l6

6、A9F 润滑不良。加工油的选择非常重要。区别润滑油是否合适的方法，是当将制品从模具内取出来时，如果制品温度高到不能用手触摸的程度，就必须重新考虑润滑油的选择和润滑方法。在拉深过程中，最重要的因素之一是不能将润滑油的油膜破裂。凸模侧壁温度上升而使材料软化，是引起故障的原因。因此，在进行深拉深时，要尽量减少拉深引起的磨擦，另外，还需要同时考虑积极的冷却方案。7w9#w*F7U)Q"B7q!N$BCAD/CAM之家论坛 毛坯形状不当。根据经验，在试拉深阶段产生壁破裂时，只要改变毛坯形状，就可消除缺陷，这种实例非常多。拉深方筒时，首先使用方形毛坯进行拉深，rd部位如果产生破裂，就对毛坯四角进

7、行切角。在此阶段，如果发生倒W字形破裂和网格疵病，则表示四角的切角量过大。切角的形状，如拉深时凸缘四角产生凹口，只要切角量适当减小一些，就可消除，同时还可制止破裂。CAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园%*A;6W1H6l*T 定位不良。& y&J02M;n切角量即使合适，但如毛坯定位不正确，就会象切角过大那样，仍要产生破裂。另外，当批量生产时，使用三点定位装置时，定位全凭操作者的手感，这时往往会产生壁破裂。;X"W6f*e#n8c7I!v+L:,u%n 缓冲销接触不良。+X9y3K8&?CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,

8、SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome只要将缓冲销的长度作适当调整，缺陷即可消除。+o5H3E8o7Dw （3）模具问题。)X.k&b!Q9l1jCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome 模具表面粗糙和接触不良。在研磨凹模面提高表面光洁度的同时，还要达到不形成集中载荷的配合状态。5M6c Y y7w(l2T37W8B,wCAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园 模具的平行度、垂直度误差。(H:S3I5C(j:C0n)X进行深拉深时，由于模具的高度增加，所以凸模或凹

9、模的垂直度、平行度就差，当接近下死点时，由于配合和间隙方面的变化，就成为破裂的原因。因此，模具制作完毕之后，必须检查其平行度和垂直度。8q+q6I$T'm8Y3f,y1T0X 拉深筋的位置和形状不好。()*R&t"e8G削弱方筒拉深时角部的拉深筋的作用。6p7-X,v7q7E$A,$i （4）材料CAD/CAM之家论坛2f;v"n%r)G:j 拉伸强度不够。3"F,A)X1%a1s-b8J 晶粒过大，容易产生壁部裂纹，故应减小材料之晶粒。 变形极限不足，因此要换成r值大的材料。-.V*Y9W'y;,R 增加板材厚度，进行试拉深。1K2W$b

10、+Z/z%tCAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园侧壁纵向裂纹9v7P'q%K5?'z3h9L/eCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome如果加工初期受到压缩变形，加工后期受到拉伸变形，可能产生纵裂纹。 7?85_7b"a6R9I5?CAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园 （1）制品形状。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome(j'c(K9O6o, 拉深深度过大。#

11、|'B7X)K-g8n3F)U胀形超过极限而引起纵向裂纹；另外，在精整时，纵向或横向胀形若超过极限，也会引起破裂。总之，破裂的直接原因，与胀形超限是一致的。因此，超过变形极限而产生破裂，从形式上讲，就是拉深深度过深，如果降低拉深深度，成形条件就会变好。D)K1O0t,z8n$A)ACAD/CAM之家论坛 凹模圆角半径（rd）过小。CAD/CAM之家论坛#E/q4O&?&g&n.|8x+3U:由于是胀形变形，如果超过材料所具有的变形极限，就会产生破裂。因此，合理的rd既能防止凸缘部裂纹的产生，又能补充材料。作为改善材料流入条件的方法之一，是增大凹模圆角半径（rd）

12、。增大rd虽然防止了破裂产生，但这时的rd比图纸尺寸大，为使rd达到图纸要求，应增加一道精整工序。 （2）冲压条件。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome8A8&O"f(d*U&E 压边力过大。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome9V |:D:m(z!H调整拉深力最基本的方法是调整压边力。如果产生破裂，并且凸缘部位发亮，则是因为压边力过大。因此，当有破裂危险时，可稍微降低压边力来观察制品的变化。 凹模面润滑不

13、足。随着压边力的增加，润滑油油膜强度也应相应提高，使其尽量减少摩擦。CAD/CAM之家论坛+%(N*'U&x3T(a8M5s/V2A 毛坯形状不良。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome"s+t4r47m如果毛坯越大，成形条件就会越来越坏。因此，需将毛坯减小到最小限度。即可接近下死点时，毛坯要越过拉深筋，然后进行试拉深。 （3）模具问题。www.CAxH6:V1$J*r3A$R+r 拉深筋的形状和位置不对。CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计

14、,招聘,培训,汽车,CAxHome6?/f5W3?;|-&y U"M-f使用拉深筋虽然可以防止凸缘产生折皱，但其副作用是阻碍了材料的流入，因此，如果产生破裂的原因是材料流入阻力太大，那末，为了材料容易流入，就需要与毛坯形状一起综合分析拉深筋的位置和形状。 加工不良。CAD/CAM之家论坛2P7_#a4Y$.K;h*x7a如果模面加工不良，往往不能提高压边力。因此，需要用砂轮磨光。 （4）材料。CAD/CAM之家论坛-k4M I.Y,m;p如果超过变形极限，就需要换成更高级的材料，另外，还要增加板材厚度. www.CAxH-m2o7l,R3?7Z;PCAD,CAE,CAM,CA

15、TIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome g'|2m(q&l3z)pCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome0z*N:U;R7凸模肩部相应部位裂纹CAD/CAM之家论坛3a,u2x#I6?由于材料的强度不够，当拉深载荷达到材料破断载荷时就会发生此缺陷。 %?;M.w11y+a)?缺陷部位产生于凸模肩R相应的部位（rp处），即比冲撞痕线更接近rp的部分。破裂部分的冲撞痕线，因与其他部位不同，可以对下面几种情况进行观察检查：或者被延展；或者在凸缘的上下面有

16、发亮的部分；或者产生折皱。另外，在侧壁上有时也有发亮的部分。CAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园.Z!d0|0L3Z%A0s初期横向破裂，呈舌状。0D,Z%Y(L8A-T原因及消除方法 7P%K &v9P;g7'iCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHome （1）制品形状。CAD/CAM之家论坛#E%g;V'T3C*a.k 拉深深度过大。www.CAxH'u%c#|8|%w目前，圆筒、方筒深拉深的极限是在设计阶段确定的。从而，在极限附近进行拉深时，要用表面光洁、平整

17、的材料，综合模具配合和研磨，加工润滑油，缓冲压力，压力机精度等现场条件，进行试验拉深。Q8e*q7u+q6Q;g-CAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园 凸模半径（rp）过小。#E-Q.P:!|-m#y4qCAD/CAM之家论坛a 将rp修正到适当值。8Z.3G7G5y'm+o:CAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHomeb 图纸上的rp过小时，首先按适当值进行拉深，然后再增加一道工序，成形所需尺寸。CAD/CAM之家论坛#f!d/0r3i 凹模尺寸（rd）过小。a 将rd修正到适当值。!B6

18、N*T;a/j8oCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHomeb 图纸上的rd过小时，首先用适当rd值进行拉深，然后再增加一道工序，成形到所需尺寸。www.CAxH%k$c*g+O%Y+*P6W'P"F"O 方筒的角部半径（rc）过小。a 将拉深深度减小；(d,o:J7F5C$J#P82r2B+fb 多增加一道拉深工序；"i+U3m3%jCAD,CAE,CAM,CATIA,PROE,UG,SOLIDWORKS,模具,设计,招聘,培训,汽车,CAxHomec 换成更高级的材料；d 将板

19、料厚度增加。j.q:s'o#|3CAD/CAM之家论坛（2）冲压条件。CAD/CAM之家论坛'T%N0X4V1i$G:t&x 压边力过大。/w9*P6R8t*CCAD/CAM之家论坛压边力过大时，在凸缘面上不会发生起皱。防皱压板面粗糙度，模具配合，间隙，rp，rd，加工油的种类和涂敷条件，缓冲销造成的压边力分布等，都影响防皱压力。如果有关拉深的上述这些条件都合适的话，压边力就会下降，在起皱之前，不会发生破裂。www.CAxH'?/C-P1/T压边力过大时，由于凸缘面会全面发亮，所以很容易判断。CAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园 L'

20、;s0X3s7"c2i)C 润滑不良。拉深加工与润滑有极为密切的关系，特别是包含有减薄拉深加工时，必须控制制品温度的升高。如果是条件好的拉深加工，润滑油的选择不成什么问题；条件不好的拉深加工，如果润滑油选择不当，就会引起破裂。  CAD/CAM之家论坛-V"N,Z&H/B5l5I2Pn,B/T-S"b"k4yCAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园 www.CAxH+9o5L5B2U&V:Z$K!W9i$g,A:www.CAxH+s)N)d;Z2I2VCAD/CAM之家论坛'D)v0t9r,h

21、2(5e2Q!h(e't&/S*ACAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园 毛坯形状不良。在试拉深阶段，决定毛坯形状是重要的工作之一。必须将毛坯形状限制在最小尺寸。当用方形毛坯进行圆筒拉深时，极限拉深率为0.58左右。另外，如果拉深率过于严苛，rp部位的伤痕会产生破裂，如进行切角，就可防止破裂。拉深方筒时可先用方坯进行，这样可以制造出漂亮的制品，但是如果达到拉深极限，在rcp附近就会产生破裂。如果已经破裂，可将毛坯的四角切去一部分。但如果切多了的话，就会产生凸缘起皱，成为产生壁裂纹的原因。 毛坯定位不好。即使毛坯形状良好，但如果调整位置不好，或者放置方位不对，

22、这时，凸模与毛坯产生错位，也会产生破裂或起皱。另外，用500吨油压机，对较大尺寸的拉深件成形时（材料是SUS304），使用粘度低的油就可进行深拉深。当使用粘度高的油进行深拉深时，拉深到高度的1/4，rp部位就会破裂。不锈钢与软钢板相比较，容易受到速度的影响，但如进行充分的冷却和润滑，在实际操作中，其他方面的问题比速度问题更重要。当进行高速冲裁时，即使使用一般间隙，切口的全部剪切面都是非常理想的。 模具安装不良。该缺陷是由模具安装不良，上下模不对中所造成的。近来，几乎所有的模具都备有导向装置，由于模具不对中产生的故障已很少见。 缓冲销的长短不齐。缓冲销在使用过程中，由于出现压弯，冲击伤痕等，往往

23、变得长短不一，拉深过程中，缓冲销长的部分，由于受到集中载荷而破裂。为了对缓冲销的长短不一进行检查，在模具调整阶段，用手来回摇销，长销由于集中承受压边圈的重量，而变得很重，这是很容易理解的。 缓冲垫凹凸不平。当压力机缓冲垫的销子位置出现凹陷，或者废料从销孔落到缓冲垫上，就无法控制缓冲压力。压力机如有活动工作台，由于能进行简单的清扫或检修，所以这样的事故是不会发生的，但如果是固定工作台，长期不检修，一旦使用，往往会发生事故。 缓冲销配备不良。缓冲销原则上应装配在凸模的周围，然而，必须有适当的间隔。如果压边圈很薄，缓冲销配置不当时，产品的凸缘，在某个缓冲销部位受到强烈拉力而使其断裂。这时，凸缘的末端

24、形状，就会象舌状样局部延伸，这是很简单明白的道理。另外，缓冲销配置与凸模周边形状不一致，凸缘面会起皱，也往往会成为破裂的原因。归根到底，当压边圈很薄，销子的位置就有明显的影响，因此，使压边圈具有充分的强度，是最基本的问题。 起皱引起破裂。a 坯料尺寸大于压边圈。当坯料尺寸比压边圈大时，拉深开始之后，坯料外露部分就产生起皱，它同“拉深筋”的功能一样，继续拉深会使其破裂，在试拉深阶段，为了确定“拉深筋”的位置，有时故意使毛坯露在压边圈外。一般来说，即使是大坯料局部胀形，其原则仍是毛坯用压边圈压住后再进行加压。b 压边力小。当压边力小时，毛坯表面就会起皱，该折皱通过凹模圆角半径（rd）时，往往会破裂

25、。因此，这种场合，折皱和破裂就混为一体。当用加工硬化程度高的不锈钢板进行方筒深拉深时，有一光亮部分，在*近rd处产生折皱。该折皱就是产生破裂的原因，rd部分如果破裂，首先要提高压边力，消除折皱，这是头等重要的事情。决不要增大rd或者降低压边力。光亮部分是由于坯料厚度增加，承受集中载荷所致，因此，在提高压边力的同时，把模具间的接触点到刮目相看平，消除材料增厚的部分；如呈分布载荷，则可消除凸缘面起皱，而使材料的流入变得容易。c 凹模半径（rd）过大。rd过大时，就会在rd部分产生加工硬化后的折皱，它又作为拉深筋的功能使拉深件产生破裂。从而，在进行深拉深时，rd要尽可能小，这样易于拉深。d 压边圈侧

26、壁间隙过大（图2）。例如圆筒凸缘压紧拉深或方筒局部凸缘压紧拉深时，凸模与压边圈侧壁的间隙，必须比凹模圆角半径（rd）小。如果间隙过大，拉深时材料不能贴紧rd，而是要向上鼓起，从而产生折皱，折皱进入间隙后压成一定形状，并成为产生破裂的原因。因此，加工时压边圈侧壁要有一个合理的间隙，筒形件凸缘压紧部分和方筒角部凸缘压紧部分，间隙必须设计成小于rd。 压力机精度不良。压力机精度不良，对于浅拉深影响不大。当使用曲柄压力机进行深拉深时，如果精度不良，就要受到明显的影响而产生破裂。所以，保证机床精度，是拉深加工之基础。 CAD/CAM/CAE/汽车设计/模具设计用户技术交流家园$E&C!V3Y/V

27、5l&L3G（3）模具关系。 凹模表面粗糙。进行深拉深时，凹模与压边圈的两面研磨不充分，特别是拉深不锈钢板与铝板时，更易产生拉深伤痕。因此，凹模必须进行0.4S以下的镜面加工，这样可以完全消除撞击伤痕。当进行面压高的深拉深时，即使消除碰撞也往往会产生破裂，为了使表面更光滑，可用“刮刀”消除碰撞，防止油膜破碎。 消除压边圈碰撞。在拉深过程中，为了不产生集中载荷，应根据板厚变化改变模面接触状态，使模面间隙呈均布载荷。拉深时，如不消除压边圈的碰撞，也会形成集中载荷而产生破裂。 拉延筋的位置和形状不良。由于拉延筋胀力过大而引起破裂时，可以用改变拉延筋形状，判断拉延筋的位置与材料的流入过程，即通过综合判断的办法确定拉延筋与毛坯形状的关系。 间隙过小。拉深件角部*近rd部分的侧壁，有亮点并产生破裂时，这是间隙过小引起的。因此，只要修正间隙，消除亮