段長勝 趙亞松

摘要：現(xiàn)如今，隨著科學(xué)及機(jī)械技術(shù)的不斷提高，對沖壓拉伸產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，沖壓拉伸工藝也隨之得到很好的發(fā)展。本文從模具的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝方面闡述了金屬沖壓拉伸成型工藝，力圖通過改善沖壓工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：金屬；沖壓拉伸；成型工藝；產(chǎn)品質(zhì)量

沖壓件的生產(chǎn)在我國的工業(yè)生產(chǎn)中占有很重要的地位，沖壓拉伸工藝更是現(xiàn)代機(jī)械加工較普遍的方法。用金屬進(jìn)行冷沖壓、拉伸加工制成各類容器或裝飾件占當(dāng)今制造產(chǎn)業(yè)相當(dāng)大的比例，生產(chǎn)過程常碰到的技術(shù)問題也引起了業(yè)界的普遍重視。

1.金屬沖壓拉伸模具的材料

金屬沖壓產(chǎn)品可以分為容器成型、平面成型、既是容器也是整體造型美觀的裝飾件這三大類。第一類需對金屬進(jìn)行冷沖壓拉伸，并要保證容器密閉性好、無泄漏、安全可靠等；第二類成型難度較小，模具制造工藝簡單；第三類具有裝飾和美化產(chǎn)品的功能。由于第三類產(chǎn)品兼顧前兩類的功能，故給制造提出了更高的要求。第三類產(chǎn)品既是容器又是裝飾覆蓋件的金屬制品，外觀設(shè)計時美觀大方的曲線、曲面運(yùn)用較多，表面質(zhì)量要求高?？梢哉f，有70%的模具失效是由材料缺陷和熱處理不當(dāng)引發(fā)的，這二者是影響模具壽命的主要因素。因此，在模具的整個設(shè)計制造過程中，模具材料的選用和熱處理工藝是十分重要的。沖壓模具工作條件復(fù)雜，要承受沖擊、振動、高壓、拉伸和彎扭等負(fù)荷。因擠壓也會造成較高的工作溫度，使模具易發(fā)生磨損、疲勞、斷裂和變形，因此模具材料應(yīng)比普通零件材料好。生產(chǎn)油箱的模具由拉伸模、冷擠壓模和切斷模組成。拉伸模具材料具有良好的抗粘附性，一定的強(qiáng)韌性以及較好的切削加工性能，熱處理變形小，尺寸穩(wěn)定性好；冷擠壓模要求高的強(qiáng)度和硬度，高耐磨性，由于擠壓時會產(chǎn)生較大的升溫，為此還應(yīng)具有一定的耐熱疲勞性和熱硬性。所以，熱處理要求嚴(yán)格，必須經(jīng)過特定熱處理工藝的處理，使其呈現(xiàn)良好的綜合性能，滿足生產(chǎn)的需要。

2.沖壓件的結(jié)構(gòu)介紹

沖壓件一般是通過在材料（如鋼板）上沖出所需要的孔和型面得到的，誤差在通用的或者企業(yè)自定的公差之內(nèi)，孔和型面是沖壓件的要素。沖壓件的需求，沖壓件上的孔可以分為三類：安裝孔、定位孔、工藝孔。方孔與方形的標(biāo)準(zhǔn)件相配合，圓孔和長孔與螺栓等標(biāo)準(zhǔn)件配合，表面形狀成一標(biāo)準(zhǔn)圓形的孔就是圓孔，在安裝配件時沒有調(diào)節(jié)余量，長孔的外形被設(shè)計成由一個正方形和兩個半圓組成，從而能夠使配件準(zhǔn)確而方便的安裝在車身上。工藝孔包括為了方便安裝配件時故意留下的缺口，為了造型和減輕沖壓件重量而設(shè)計的缺口，為了成型性不得不設(shè)計出的缺口等，大小不一，工藝孔一般由目的、造型和沖壓工藝決定。

2.1修正曲率，防止圓角缺陷

沖壓拉伸模具設(shè)計不合理，壓邊力過小或過大都會引起沖壓不當(dāng)。如果壓邊力過小，金屬不容易變形；反之，如果壓邊力過大，金屬流動不均勻。凹部壓邊力小，金屬流動緩慢，就會產(chǎn)生褶皺；凸緣部位受壓邊力相對較大，金屬流動快，表面發(fā)亮，進(jìn)一步嚴(yán)重就會產(chǎn)生破裂。調(diào)整壓邊力是避免沖壓不當(dāng)?shù)幕境霭l(fā)點，可以通過調(diào)整拉伸力來調(diào)整壓邊力。最基本的方法是：在凹陷部位增大局部曲率，增大壓邊力，促使金屬流動加快；反之一樣，在凸緣部位減小局部曲率，減少壓邊力，防止破裂。

2.2修磨模具，防止側(cè)壁沖壓褶皺

側(cè)壁沖壓褶皺缺陷一般出現(xiàn)在轉(zhuǎn)角附近的側(cè)壁部位。模具設(shè)計不當(dāng)，金屬在凹模圓角附近會出現(xiàn)一個與拉伸方向呈大約四十五度角的交叉網(wǎng)絡(luò)，這是材料流動不暢的信號，應(yīng)當(dāng)重點防止。解決辦法是：合理修磨模具，改善凸模圓角半徑及過渡面角度，減少材料流動阻力，緩解沖壓應(yīng)力作用。這種辦法僅需在模具上作很小的尺寸改變，產(chǎn)品上就會有明顯的改變，因此一般都放在試驗階段處理。

3 沖壓件制造過程中成型工藝的探討

由于沖壓加具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、操作簡單、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，生產(chǎn)是當(dāng)代金屬沖壓加工的重要手段，在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有廣闊的發(fā)展前景。在現(xiàn)今的機(jī)械加工中，沖壓技術(shù)也相應(yīng)進(jìn)入了高速發(fā)展時期，冷沖壓彎曲技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛的應(yīng)用。

3.1 沖壓拉伸模具設(shè)計時應(yīng)考慮的問題

沖壓拉伸模具設(shè)計不合理，凹部壓邊力小，壓邊力過小或過大都會引起沖壓不當(dāng)如果壓邊力過小，金屬流動緩慢，金屬不容易變形。如果壓邊力過大，就會產(chǎn)生褶皺；金屬流動不均勻。凸緣部位受壓邊力相對較大，在凸緣部位減小局部曲率，金屬流動快，減少壓邊力，表面發(fā)亮，側(cè)壁沖壓褶皺缺陷一般出現(xiàn)在轉(zhuǎn)角附近的側(cè)壁部位。模具設(shè)計不當(dāng)，進(jìn)一步嚴(yán)重就會產(chǎn)生破裂，金屬在凹模圓角附近會出現(xiàn)一個與拉伸方向呈大約四十五度角的交叉網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整壓邊力是避免沖壓不當(dāng)?shù)幕境霭l(fā)點，增大壓邊力，可以通過調(diào)整拉伸力來調(diào)整壓邊力。促使金屬流動加快，最基本的方法是合理修磨模具，減少材料流動阻力，改善凸模圓角半徑及過渡面角度，緩解沖壓應(yīng)力作用 這種辦法僅需在模具上作很小的尺寸改變。

3.2 合適的潤滑油

潤滑對拉伸加工有非常重要的影響，在試制過程中選用一種自行配制的混合油進(jìn)行潤滑。潤滑油選擇不當(dāng)，特別是有減薄趨勢的拉伸加工，會引起局部破裂與褶皺，不僅能提高潤滑油的滲透性，必須通過潤滑來加快沖壓材料與模具之問的滑動，減少金屬流動，還可保證沖壓件表面質(zhì)量以抑制減薄的速度，合適的潤滑油在保證產(chǎn)品質(zhì)量方面起到了至關(guān)重要的作，防止溫度升高。

3.3 控制毛坯尺寸

在試?yán)祀A段.拉伸率過于嚴(yán)苛，決定毛坯形狀、尺寸是重要的工作之一。為此，必須將材料毛坯中對產(chǎn)品有影響的地方全部清除，毛坯越大，讓形狀最有利于變速，產(chǎn)生破裂的可能性會增加。為保證質(zhì)量，并將其限制在最小尺寸，成型條件會變好。毛坯越小，成型條件就會變壞，這樣才能盡可能地減小干擾，將毛坯減小到最小限度是必要的，同時也節(jié)約原材料，必須做好這個基礎(chǔ)工作。

3.4 控制安全變形率

產(chǎn)品合格率離是降低成本的重要因素，提高模具制作精度要求。不論采用什么成型技術(shù)，模具制作精度包括模具加工精度，首先應(yīng)考慮成本。其次是考慮工作人員的操作技能。為控制安全變形率，由于減少工序既可減少加工材料的浪費?？梢哉f沖壓模具精度直接影響沖壓件的產(chǎn)品質(zhì)量，對減少工件表面拉傷和褶皺的產(chǎn)生，避免因定位造成的精度誤差和因多次退火產(chǎn)生的氧化有直接影響。而提高模具精度，又會產(chǎn)生模具制造成本的增加，所以，減少加工工藝是金屬沖壓拉伸成型加工的一個主攻方面。同時，通過提高模具制做精度，重視模具精確定位對產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性的影響。充分保證金屬在冷沖壓過程中有較好的流動，并精心設(shè)計模具的導(dǎo)向裝置，對防止拉裂這個主要缺陷有積極意義。提高凸模和凹模表面粗糙度要求，可以說是減少模具產(chǎn)生故障和避免產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的重要因素可以提高金屬流動性.雖然會增加成本.但也是必要的。

4.結(jié)束語

綜上所述，只有改善沖壓工藝，合理選擇金屬沖壓拉伸模具的材料，控制好毛坯尺寸和安全變形率，采用正確的操作和測量方法，不斷對設(shè)備進(jìn)行定期維修、妥善保管，使其具有足夠的精度和剛度，才能最終提高產(chǎn)品質(zhì)量。

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