1、精選優質文檔-傾情為你奉上成形系統成形過程輸入輸出（最后沖壓） 壓機/模具 尺寸 材料 表面形狀潤滑 轉化單元 外觀 開裂&扭曲l 成形過程是沖壓過程中最重要的一個環節。將輸入和輸出綜合來看，我們就可以得到所謂的“成形過程”。l 成形過程由一系列的環節組成，在成形系統里面，輸入被加載到一個能產生最終產品的轉化單元（過程本身），這種特性我們稱之為輸出。l 由這種方式看，可以看出，大多數測量都還傳統地集中在該過程的輸出方面。l 為了獲得輸出的可重復性和可靠性，現在我們必須集中我們控制于輸入和影響轉化單元的參數。這是過程控制的第一步成形系統Q（問題）：什么是系統的輸入？A（答案）：輸入是過程

2、變量，它控制或影響輸出變量。Q（問題）：什么樣的輸入變量是我們可測量的？它們怎么樣影響系統性能？l 第一步是判斷系統的輸入。在沖壓過程中它們是什么？它們是可以影響結果或轉化過程輸出的一些變量。為了判斷這些輸入，只需簡單地問“如果我對該控制進行一個調整，能夠影響終端單元（輸出）嗎？”l 下一步我們要了解一個輸入變量在影響輸出中的意義。如果一個輸入是可測量的，追蹤該輸入來知道，1）目前的可變性水平，以及2）當我們控制系統時，輸入是如何影響的，是很重要的。l 過程控制就是說我們為了控制變量就必須測量它們；如果我們不能控制關鍵輸入，那么，在我們的過程中總會有無法預估的事情產生。成形系統過程封閉高度材料

3、性能板料尺寸板料定位頂桿壓力潤滑輸入l 在實際中，在沖壓或轉化過程中會有許多的輸入變量。這里有一些沖壓過程的關鍵輸入是由設計經驗和多年的實踐還有測量精度決定的。l 指導者注釋：在翻轉圖上列舉所有的類別的輸入。過程輸入變量摘錄自ASPPs沖壓過程管理專心-專注-專業材料&板材變量l 厚度l 屈服強度l 拉伸強度l % 總的延伸率l n-值l r-值l 表面形態l 軋制用的潤滑劑-類型和數量l 杯突值l 鍍層類型l 板料尺寸l 板料在托盤上的定位l 外輪廓線l 平面度l 鋼卷的彎曲程度或水平l 邊緣條件l 預彎l 板料清洗液-類型和數量潤滑變量l 材料溫度l 模具溫度l 大氣條件l 限位塊

4、上的墊片沖壓變量l 凸模導向l 滑塊和機臺的平面度以及平行度l 沖頭速度？ l 外滑塊（壓邊圈）載荷-四個角和總載荷l 內滑塊（凸模）-載荷-四個角和封閉高度l 氮氣壓力l 平衡壓力l 剛度l 壓機類型l 壓機所用的潤滑模具變量l 板料在模具中的定位l 耐磨板的公差l 模具沖壓中心線l 表面精整-粗糙度和方向l 凹模和凸模的材料l 硬度l 表面處理-類型以及深度l 拉伸筋-位置、種類、深度以及尺寸l 所有凸模和凹模半徑l 剛度l 間隙l 模具劃痕 * ASPP=鋼材自動融合程序成形系統封閉高度板料尺寸板料位置材料性能潤滑頂桿壓力沖壓過程沖壓需要：讓我們先看看這些 材料變量 l 要對記錄所有的輸

5、入變量，關注和責備的最大程度共計位于鋼材上，或者在材料輸入變量上。l 你難道沒有聽別人說過“在折線部分有一個裂口，并且它不是最后一個。那一定是劣質鋼！”然而我們可以改變鋼材使用，使其他“次要的”過程被調整和完成。因為現在的過程運行的很好，所以我們變得更有信心并且使用和原先與裂口有關的鋼材什么發生了？現在使用在進行中！l 確認材料性能最小變量的一個方法是堅持跟蹤一個單獨的變量源。成形系統其他變量源l 原材料l 將進入到你的（生產）過程中的產品l 操作實踐l 不同的部門以及班次l 部門內部以及班次l 測量系統l 測量儀器l 除了過程中的輸入變量，還有許多其他影響系統的輸出的變量源和機會。在你們的工

6、廠，你經歷過來自這些源的變量嗎？成形系統Q（問題）：什么是系統的輸出？A（答案）：輸出是任何的零件特征，是在制造過程到那點之間的結果。Q（問題）：什么樣的輸出變量是我們可以測量的？并且這些變量是相關的嗎？l 下一步，我們需要了解什么是轉化過程中的主要輸出。這個定義將幫助我們去理解輸出是什么（提示：不僅僅是裂口和翹曲）l 再次。如果輸出是可測量的，我們就可以跟蹤他們以了解變量的變化水平，以及這個變化對主要輸入變量的影響。需要有一些持續改進的因素，但是更重要的是要和過程控制開始相一致。l 過程控制是一個系統，通過這個系統，在所有關鍵過程測量上，我們將獲得持續的改過程開裂翹曲 劃痕 支撐點CGA 應

7、變 TSA應變沖壓載荷沖擊線切邊廢料輸出成形系統 l 傳統上，我們缺少關于系統的測量（數據）。我們估計的輸出是：尺寸以及表面完整性。有時候我們觀察的輸出是：開裂和翹曲l 這個是沖壓過程的主要輸出。應力、板料尺寸、板料在模具中的位置、沖壓載荷以及沖擊線都是所有可以量化的輸出，因此它們是非常重要的。l 當輸出沒有被測量時，我們也許可以把它們折算成可以量化測量的形式 - 這些數據都被看作是有屬性的數據。這些記錄文件以及理解仍舊是非常重要的，因為它能夠使我們作出關于系統輸入變量變化而引起的相關變化的相對結論。成形系統Q（問題）：如果我能夠發覺或者測量一些輸入變量的變化，根據輸出變量，這個變化看起來像什

8、么？反之亦然嗎？噸位1） 閉合高度2） 墊片輸入 輸出l 如果我們測量關于已知的大量輸入調整的輸出影響，我們可以調入輸入以完成期望的輸出。這個就是我們在沖壓過程中如何建立成形窗口。關鍵是理解這個輸入輸出的關系。下一部分幫助我們去理解這個概念。l 在沒有閉合高度測量計時，模具裝定器常常設置到沖壓噸位，使用累試法調整封閉高度直到獲得希望的噸位。在這種情況下沖壓噸位是一個有效的輸入，雖然從技術角度來看它是一個輸出。l 注意到改變閉合高度和墊片將不僅僅影響到沖壓壓力。它也要影響到板料的特性。過程控制過程變量的系統性以及連續折減l 這個定義是過程控制真正是關于什么的50000基本觀點。l 變量是問題根本

9、的來源（如果沒有變量，那么每一個過程將一直是一樣的）。l 就想我們需要有一個可靠性的設備維護一樣，過程控制的意思就是可靠的維護過程。l 過程控制是一個保證尺寸完整性和用于滿足或者超過世界級性能要求的協調的表面質量的方法。過程控制 過程控制的6個基本原理：1 重點是預防替代檢測2 利用檢測數據替代表征數據（或者沒有數據）3 識別和排除根本原因（使用5 個為什么）4 簡化處理過程以及減少調整部位5 開發標準的操作規范6 事件管理l 首先關注輸入變量和調整部位以控制變量引入到過程中去。l 下一步，測量設備的能力用于了解固有機械的過程變量。l 設備的維護和過程的輸入允許我們去控制輸出的變量過程控制l

10、理論為了控制一個過程，首先你必須能夠測量那個過程。l 按傳統上講，我們缺少關于成形系統的測量數據（配方）l 失效是不能接受的測量！l 取代失效，如何臨界失效？l 有代表性的是我們已經測量了過程輸出，例如在檢具上的尺寸，以及在使用CMM測量表面完整性。l 或者我們報告定性顯示儀數據，例如開裂或者翹曲的存在。l 我們需要測量顯示儀來告訴我們當我們接近成形極限時，去防止開裂或者不可接受的縮頸所引起的故障停機時間。過程控制定義過程* 4步過程監控過程分析 優化PDCAl 我們利用有組織的基于團隊的方法去識別和排除變量以及在我們的過程中的耗費；這就是上邊所提到的4步過程。l 這個是一個持續的改進過程，它

11、幫助我們去發現變量和耗費的根本原因；應用這個過程的最終結果是去增加通過量和正常工作時間，以及減少生產廢料和返工 過程控制 建立圖表：為了獲得一致的過程，基本工具就是建立圖表。l 它描述了操作規范或者工作方法，當允許時，產生預期的結果。l 建立圖表包括需要被控制的輸入和調整。同時，可測量的輸出也將幫助定義過程。l 發展清單如下： * 對成形系統的核心輸入 * 對成形系統的核心調整 * 從成形系統得到的核心輸出l 我們如何測量每一個核心輸入、調整以及輸出。l 開發一個adhoc 建立圖表；利用可視的管理去建立圖表。l 已經被確定或者排除的輸入或者調整發生了什么？它已經從建立圖表中移走，產生了一個可

12、控制的簡單過程！材料輸入變量為什么是鋼？鋼材有很好的強度和剛度以及很好的重量消耗比。它可以被快速的制造成重復的結果。另外，平面軋輥的碳素鋼還具有：l 當有涂層時，它有很好的抗腐蝕性。l 吸收能量的能力強。l 表現出很好的疲勞特性。l 可以根據工作情況硬化。l 提供精良的涂層表面。l 鋼是首選的材料，因為它有如此多的有用的特性，并且在地球上很容易從礦石中提煉得到。l 在常用的汽車材料中，鋼每噸的價格是最低的。l 隨著越來越多的“太空時代”材料被開發用在汽車工業（比如鋁、塑料以及復合材料），在可以預見的將來鋼將不會被替代。材料輸入變量應力和應變應力：S=F/A這里 F=力 A=橫截面面積應變：e=

13、（lf lo）/lo這里 lf=最終長度 lo=初始長度l 應力定義為施加于某一面積上的載荷。因此，對于一個給定的橫截面面積，作用其上載荷的增加必然導致應力的增加。類似地，減少橫截面面積而作用的載荷保持不變將會同樣導致應力的增加。l 應變是通過金屬試樣的“原始的”和“最終的”長度之比而得到的尺寸變化。l 比如試樣的原來尺寸是2.0”，增加后長度變為2.4”，那么應變為+20%（增加是正的）l 1.0”變為1.4”=+40%應變l 2.0”變為2.4”=+10%應變l 2.0”變為1.8”=-10%應變（減少是負的材料輸入變量拉伸試驗真實應力 S= F/A屈服強度抗拉強度 斷裂真實應變總延伸率l

14、 單向拉伸試驗是通過把試樣固定在剛性（拉伸）裝置上，不斷增加載荷，試樣將發生應變，直到斷裂。l 拉伸試樣試驗室廣泛應用和被接受的作為衡量金屬機械性能好壞的標準方法。l 試樣被夾在一個載荷機上，在這個上面加上載荷，通常直到試樣斷裂。隨著材料被受力，它的應變（延伸率）被記錄下來。然后這些信息在坐標紙上繪成圖線，就是我們通常提到的應力應變圖。所有主要的性能，除了R 值，都可以從這個圖來材料輸入變量主要機械性質l 屈服強度 塑性變形開始的應力值；在應力應變圖上通常按照大約0.2%的應變偏移來測量。l 抗拉強度樣件開裂前金屬所能承受的最大應力。l 總延伸率2英寸標準長度的拉伸試樣的應變總量。這個值越高，

15、說明成形性越好。l n - 值 應變硬化指數，這個指數代表相關的拉伸的金屬薄板可成形性以及由塑性變形引起的強度增加。測量應力應變曲線在10%-20%應變之間的斜率l r 值 塑性應變率，它代表了當受到外力時金屬薄板抵抗變薄或者增厚的能力。它是拉伸性的測量。l 屈服強度是材料彈性性能的一個測量，它是材料在永久變形（塑性變形）前材料的最大的應力。雖然有些相似，但是它還是和材料的“塑性極限”是不一樣的。l 有趣的是要注意n-值是應變范圍的依據，它意味著拉延性結果的變化直接依賴于它們計算出來的應變范圍。因為n-值影響到FLD曲線的位置，所以它是重要的，因為它報告的目的行業已經協商并且標準化了應變范圍。

16、l 一般來講，較高的n-值意味著具有更好的分散材料上應變的能力，因此，具有更好的材料抗拉能力。l 較高的R-值與增加“拉伸”材料而不變薄的能力相關。l 看相關定義R-值圖表附件。r- 值* r- 值定義為寬度方向比厚度方向的應變率。外加應力* r- 值大于1.0的將表示金屬板在其的表面上更容易變形，并且將比薄的地方更容易拉縮回來。材料輸入變量抗拉試驗 DQSK鋼應力IF鋼 BH（布氏硬度）鋼 應變l 由于抗拉試驗的標準化，我們能夠比較各種等級鋼材的機械性能。這就使得我們可以為汽車上應用的材料進行更好的選擇。l IF（interstitial-free）和烘烤硬化鋼的表現與DQSK是相當不同的；

17、它們各自的應力應變曲線已經證明材料輸入變量鋼材的一般規律屈服強度越低，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 這些普遍的規律應用到鋼材上。在熱鍍鋅鋼材上，金屬表現出極好的表面性質和良好的可拉伸性，并且已經由好的n-值所證明。但是R-值相對較低，導致了深拉伸應用時的問題。l 電鍍鋅的鋼材，它的生產過程與HD鋼材有著顯著的不同，并且有更好的R-值。所以我們使用它并且指定EG應用到許多的深拉伸上。低的和高的，EG表面與HD相比有著非常大的摩擦系數，結果就導致了金屬在深拉伸區域出現的縮裂以及開裂。材料輸入變量l 抗凹陷性鋼是產品的一種類別，該產品設計用于操作過程中最小化的損傷

18、和停車場“板材的彎折”影響。l 目前它們被用于汽車車身板件，例如： * 引擎蓋外板 * 行李箱外板 * 門外板 * 翼子板 * 頂蓋 將來，汽車車身側圍和四分之一的外板有望使用抗凹陷性板材l 對于外板件，抗凹陷板材的普遍應用的毫無疑問的，就像幻燈片上顯示的那樣。l 由于在成形和過涂裝以后具有更高的強度，一些應用也許降低標準（減少鋼板的厚度），最終這樣做提高了汽車的性能和經濟性。材料輸入變量烘烤硬化鋼l 在零件被成形和烤漆以后，烘烤硬化的“反沖力”顯著地增強了鋼材的強度。這個也將出現在典型的汽車烤漆溫度和循環周期上。l “反沖力”基本都出現在總的屈服強度增加到1/2時；在2%或者更多的應變后，我

19、們將期待以下變化的出現： * +5 ksi 工作硬度增加 * +5 ksi 烘烤硬度增加關于鋼材烘烤硬度性能的冶金的說明：l 應變觸發了碳原子和磷原子在鐵原子之間的縫隙中的移動。這種運動在高溫下被加速了。l 在原子之間的堆積導致了原子的“釘扎”作用，就像所知道的位錯。因為物質中出現位錯現象，應力需要更大的位移 因此材料的屈服強度也隨之增加了。材料輸入變量凹陷能量（W）=這里Y.S.=鋼材的屈服強度，t=板件的厚度，K=板的剛度l 注意到凹陷能量是可以被改進是非常重要的，這種改進可以通過（1）選擇更高屈服強度的材料，或者（2）增加材料的厚度來實現。在這些選擇中，增加厚度是與我們汽車重量減少目標相

20、反的；隨著汽車重量的增加，我們不得不面臨著性能和經濟性的降低。材料輸入變量一些金屬的典型機械性質性質 IF DQSK 210BA HS-40原始屈服強度（ksi） 22 27 32 45抗拉強度（ksi） 44 46 50 61 總的延伸率（%） 47 42 39 30n - 值 0.24+ 0.21+ 0.19 0.16 r - 值 2.0 1.7 1.6 1.1 應變 & 烘烤屈服強度 na na 42-44 na l 如上所示，我們要設法去開發一種新的材料；這種材料有較高的N-值，在加工金屬時，顯著地提高了屈服強度。這個是在通過時效應變過程完成的，在高溫下這個過程被加速了。 材料

21、輸入變量隨著我們轉向追求更高的強度和機械硬化的材料，我們需要加強加工工序的穩定性。這意味著：l 對輸入變量更好的控制l 更高質量的工具精整l 更好的工具維護l 實質上我們正在減少成形窗口，因為我們發展了更高強度的材料。在沒有沖擊“失效”的情況下，這個減少的窗口有效的降低了過程的不斷變化的能力，例如不可接受的翹曲或者裂紋（縮頸）。為了補償這個，我們必須提高維護能力以及定義我們接近這些“失效”條件的測量。潤滑在拉伸（成形）操作中，控制金屬流的率是至關重要的。這是怎么獲得的呢？l 壓邊力l 拉伸筋 形狀和定位l 潤滑l 板料尺寸及定位影響金屬流率的其它因素是模具表面條件和鋼材的涂層。重要的測量是：l

22、 鋼材表面粗糙度，即高度高峰和每個區域的峰值。l 鋼材涂層的摩擦系數。l 模具硬度 潤滑怎么滿足這些？潤滑一個設計的實驗在四分板上被進行管理以決定哪個分板上的參數對應變的大小和變化有最大的影響。1. 板料尺寸定位2. 板料這拉延模中的定位3. 沖壓清洗模式4. 沖壓洗液的濃度l 試驗按照L-8正交排列設計；主要輸入變量的評價包括閉合高度、板料尺寸、板料在拉伸模具中的位置、潤滑油濃度、應用模式以及交互作用。鋼材在系統中被看作是噪音。l 輸出的評價是厚向應變、外滑塊壓力（噸位）和按照一定的特性范圍測量的拉伸基準線。潤滑通常的好處l 提高了模具壽命l 提高了金屬成形性l 提高了零件的質量l 提高了零

23、件的光潔度 * 減少了摩擦 * 排除了金屬磨損塑性變形以及劃痕l 潤滑可以促使更有效的金屬損耗（更小的板料尺寸）。如何？潤滑的使用有助于拉伸和反成形過程。潤滑劑使金屬可以圍繞著凸模和零件變形，這樣降低了壓邊對金屬流動的要求。通過增加壓邊力，我們可以得到更緊的零件（零件有更高的應變）。* 由于使用潤滑消除零件缺陷的例子：鐵屑，表面斑點，金屬碎片，硬傷以及開裂。潤滑汽車用潤滑劑種類1. 基于油的：首先在軋制時使用，例如軋制油或預潤滑油。主要的缺點：原始成本、內務處理以及噴涂影響。2. 溶于水的（基于水的）：由于其低成本、更好的清潔能力以及預噴涂和噴涂過程中的良好性能，大多數通常用在沖壓工廠。主要的

24、缺點：過多的維護、易腐蝕以及誤操作造成其它成形問題比如沖壓二次循環系統的污染。3. 干薄膜：良好的成形潤滑劑，不需要維護以及沒有操作的問題。主要缺點：使用成本高，并且黏合劑和表面保護層不易粘在這些工件的表面上。1. 基于油的潤滑劑：良好的防腐，成形潤滑（基于薄膜厚度），很少的維護技術要求。2. 基于水的潤滑劑：為了增加潤滑作用、防腐以及監護由細菌和霉菌（微生物）污染造成的影響，各種附加劑被加到水溶液中3. 干薄膜潤滑劑：因為他們具有良好的成形屬性，正在大量普及。需要一點甚至不需要維護，以及顯著地改善了沖壓線的內務處理。潤滑劑潤滑劑使用方法1. 車間潤滑油 來源于石油的，應用在鋼材生產車間以保護

25、鋼材不生銹。2. 車間用潤滑劑（prelube） 來源于石油的，應用在鋼材生產車間。表現出雙倍生銹防護以及成形潤滑劑的性能。3. 干薄膜干，應用在鋼鐵廠或者加工中心的直列滾動涂料機上。使用工況是很緩慢的，并且潤滑劑通常是烘焙上去的。4. 沖壓使用的潤滑劑 通常是可溶于水的，不過有時候是來源于石油的產品；應用在人工操作（涂料滾動機、洗刷器）的擠膠滾筒以及噴油器。5. 板料 清洗液 位于板料的拆垛系統，作為成形過程前的最后一步。表面處理鍍鉻 一般信息l 鉻鍍層是在模具表面電鍍沉淀物。它不改變（模具）表面任何裂縫或者小孔的輪廓線。l 鉻鍍層厚度基本在0.0005和0.01英寸之間。硬度是接近于洛氏硬

26、度C67。l 鉻層明顯地增加了模具表面的潤滑性，這樣的結果是我們就可以減少對其它潤滑劑的需求，例如沖壓混合物。* 為什么是鉻？鉻提供了相比于火焰硬化有更強的潤滑性和均勻的表面硬度。這些好處趨向于打開制造窗口，意味著更好的質量和更大的生產量。* 鉻是理想的外板零件例如引擎蓋外板，行李箱外板，頂蓋和側圍外板。因為他們有助于提高表面的光潔度。*對于成形比較困難的形狀，鉻也是一個可選擇的表面處理方法，例如四分之一內板，行李箱內板和后輪鼓包。表面處理鍍鉻 一般信息（內容）：l 鉻層表面的預期使用期限依賴于模具狀況，但是可以從100,000到1,000,000之間變化。l 鉻層表面的修理有其局限性，修理時

27、應該盡量的縮小修理面積，而不是大面積的修理。l 鍍鉻只有在調試好模具并能很好的生產以后才能進行。鍍鉻 鍍層的問題l 表面開裂l 零件變形l 涂層的疏松l 剝落或者脹裂，尤其在受高切變應力時。模具鍍鉻并不是能夠掩蓋模具的所有問題。任何劣質的或低于標準的模具狀況在鍍鉻以后仍然要被保留。這可能導致鉻層過早失效。表面處理鍍鉻 應用1. 外板和可靠的內板零件的拉延模。2. 拉伸成形模具。3. 翻邊模和翻邊鑲塊4. 整形模。l 對拉伸模鍍鉻，有太多的爭論；Phoenix建議凸模和凹模鍍鉻首先要評估鍍鉻對金屬流動的影響，另外，壓邊圈和拉延筋鍍鉻前要保證表面的清潔度。l 為了維持金屬的流動率，壓邊圈有時不鍍鉻

28、。表面處理鍍鉻前：1. 模具要能做出合格的零件。2. 所有的過程參數必須要接近調整范圍的中心。3. 為了防止過度的磨損，所有的半徑要是合適的。4. 必須修理好凸模的所有缺陷，包括疏松，這些應該寫在一塊板上；5. 壓邊圈必須要有很好的承受力，沒有硬質斑點，同時也必須要沒有可能引起產生鐵屑的針孔。要修處理拉延筋的鋒利部分；6. 所有鍍鉻模具零件應當恰當地熱處理以提高基件的硬度（HRC55+）表面處理滲氮歷史：在二戰期間，德國需要生產能夠經受住膛孔磨損的加農炮。他們成功地開發了一個能夠提供最大強度并且磨損量很小甚至不需要合金加入到鋼材中去的生產工藝。于是第一次生產的加農炮就是“Navarone槍炮”

29、l 這些“Navarone槍炮”被看作是滲氮的工藝，在這個工藝里面，氮氣是電離狀態，N原子與其它的“合金”元素結合，例如鐵或者鈦以形成極其堅硬的化合物，稱作氮化物。這些給予了模具表面高的硬度和耐磨損的能力表面處理 1000F氣體容器負電荷氮化物容器（器壁是陽極）模具 Cr-N+ 平板（負電極）過程：1. 這個零件被充上負電（負電極），器壁被充上正電（正電極）。2. 運載氣體（氫氣-H）和氮氣（N）被充滿到腔體內。使用高電壓直流電電離氮氣分子為+離子，并圍繞在工件的表面發光。3. 容器現在就像是一個熒光燈。4. + N離子以光的速度進入到負電荷零件上，這個轟擊： * 加熱零件（1000-1050

30、度F） * 推動金屬的原子和離子進入到大氣中，這樣隨著氮原子的存在，氮化物就形成了。5. 然后這些氮化物沉淀在零件的表面形成了一個堅硬的鋼材保護表面處理滲氮 一些特征1） 兩層：鐵氮合金層（外部）和氮擴散區域（內部）。2） 總的表層厚度范圍是0.005英寸到0.020英寸。3） 硬度=HRC70-80。這個材料不改變尺寸、外形或者翹曲，因為這個工件的溫度永遠在鋼的轉變溫度之下。類似于鍍鉻，滲氮有許多有效提高成形的好處： l 提高了對磨損和擦傷的抵抗能力。l 減少了模具的維護和增加了使用壽命。l 沒有多孔的表面，所以在制造的零件上能有更好的光潔度，。l 表面有了壓應力，提高抵抗疲勞和應力腐蝕開裂

31、的能力。l 表面一層不易剝落。總之，滲氮被應用到形狀困難得模具上，有助于成形過程。金屬成形成形汽車薄板沖壓成形過程中的關鍵步驟l 成形不僅是沖壓工序中的重要步驟，通常也是最重要的步驟。它影響所有后工序的操作；l 前面操作（例如落料）的嚴格控制可以保證成形操作的正常進行。l 在這個過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 最重要的一個是合理控制線長，但至少要了解成形的概念。在這一章節將提出不同線長的概念。金屬成形沖壓力壓料力拉延模的控制因素：l 凹模開口半徑l 凸模半徑l 鋼與模具表面的相互作用l 拉延筋形狀l 拉延槽間隙l 拔模斜度l 我們經常碰到產品部分以外的凸模和

32、凹模半徑太小并且拔模角度太陡。l 鋼/模表面的相互作用是非常重要。壓邊圈必須要有合適的接觸面，并且等高塊應該墊到板料厚度+10%。l 拉延筋與拉延槽必要要有合適的配合，并且要適應滑塊的運動軌跡。間隙應該從板料厚度的10%（對于一般等級的材料）到20%（對于強度更高的材料）。金屬成形成形模種類：· 傳統雙動結構：雙動壓機。上壓邊圈與外滑塊一起運動，下壓邊面與凹模（母模）部分相連。· 脹形雙動結構或倒裝雙動結構：雙動壓機。上壓邊圈與外滑塊一起運動，下壓邊圈與模墊（氣墊或氮氣缸）一起運動。· 脹形拉延結構或3PC（3個部件）脹形結構：單動壓機。上壓邊面與凹模（母模）部件

33、相連，下壓邊圈與模墊（氣墊或氮氣缸）一起運動。· 4PC（4個部件）結構：單動壓機。在模墊或氮氣缸上有兩個壓邊圈。上模壓邊圈壓縮以后與拉伸結構相似。· 傳統Toggle結構：雙動壓機。上壓邊圈與外滑塊一起運動，下壓邊面與凹模（母模）部件相連。模具的上模（公模）與凹模部件就像“雙動”一樣；· 脹形雙動結構或倒裝雙動結構：雙動壓機。上壓邊圈與外滑塊一起運動，下壓邊圈與模墊（氣墊或氮氣缸）一起運動。公模和母模一起運動而獲得雙動。首先，公模先把材料拉過來，然后母模在進入并且成反成形。· 脹形拉延結構或3PC（3個部件）脹形結構：單動壓機。上壓邊面與凹模（母模）部

34、件相連，下壓邊圈與模墊（氣墊或氮氣缸）一起運動。除非上模先運動，這種結構可以取得和傳統雙動結構一樣的效果。· 4PC（4個部件）結構：單動壓機。兩個壓邊圈。為了保證下模彈簧先被壓縮，頂桿壓力必須要進行設定。母模可以獲得與倒裝結構一樣的效果。· 每個工廠的專業名詞將不同。“部件”我們的意思是移動部件。一些模具工人把裝有一個可拆除的銷子的脹形拉延模認為是一個4部件的脹形。按照這個定義，也可以認為是3部件。對于4部件我們的意思是有一個可以拆裝的上壓邊圈和下壓邊圈。另外，運動的上、下模壓料器（壓邊圈）有很多特別的外形。· 參看所有四種拉延模圖表的手冊。金屬成形Q：什么決定

35、成形模具的類型？A：l 零件的產品設計l 成本l 覆蓋件或非覆蓋件（質量）l 工裝壽命要求（也就是零件將使用3年或10年？還有每年將生產多少零部件？）l 沖壓可行性、種類和大小l 希望節拍l 脹形拉延合脹形雙動模具得以發展的一個原因他們對于獲得優良的車身外板拉延件有很多好處。這個我們已經發現，然而，與脹形拉延模相比，一個適當的傳統的雙動結構模具也可以獲得脹形的效果。l 選擇拉伸脹形的一個重要原因是節拍。l 有時候選擇脹形拉延結構的原因僅僅是因為特定的壓機，比如在連續生產線中就是這樣。l 壓料面上材料滑動的多少。l 除非R半徑阻止材料走料，否則零件可進拉延很深，而且由于走料，零件不會或只有一點變

36、薄。l 材料流入量的多少由壓邊圈或拉延筋的有效長度決定。金屬成形 走料l 你將在圓形網格培訓中學到，金屬在圓角處能夠流進模具里面是在“拉延模式”下-也就是當金屬擠進模具開口（材料變厚但是沒有折疊）時金屬一起被拉延。實際上，我們提到的熱核金屬流進模具型腔連綿都是“走料”（材料流入型腔）。l 走料經常是我們想要的，因為材料通過模具的入口獲得了零件的形狀（這個引起材料變薄）而不是脹形。另外，金屬也要從壓邊圈流入。l 過分的或不必要的走料可能導致材料過松，并且當板料通過拉延筋時要產生鋅粉脫落。l 為了保證板料平整和避免當板料被拉著通過拉延筋時產生折疊，良好的壓料接觸面的很有必要的。金屬成形脹形l 脹形

37、意味著為了達到零件的形狀，板料要被拉長。在純脹形中，壓邊圈完全鎖緊了材料而使其不能流入，金屬是通過凸模拉伸而得到零件形狀的。l （脹形）對于淺成形板件是很有用的，外覆蓋件比如門、引擎蓋和行李箱外板。l 可以通過在成形之前在板材上劃已知直徑的圓來測量金屬脹形量。l 很多零件可以使用純脹形進行成形（沒有或者只有很少部分走料）。l 金屬拉伸量可以測量，例如：100mm的長度可以脹形成110mm，那么就有10的脹形。l 術語拉延模用詞不準確因為在典型的拉延模中拉延和脹形的成分都有。l 術語脹形模也是用詞不準確（沒有提到矛盾）。脹形模首先得以發展是為了獲得比傳統的雙動模更好的脹形效果，然后，一個合適的傳

38、統雙動模同樣能夠得到與脹形模相媲美的脹形效果。金屬成形二次拉延l 在后續操作中拉延過深的區域。l 典型二次拉延可以獲得更深的成形深度或更小的半徑。l 二次拉延深度依賴于：l 拔模斜度l 材料工作硬化速度l 鋁和不銹鋼是二次拉延不成功的典型材料的例子。l 過去，為了獲得產品太深深度的產品，以至于不能夠在一個操作中成形。l 實例1：對于最終的沒有破裂的零件深度，零件的R太小，可以利用增大的半徑來獲得深度，并且在拉伸中可以形成足夠的線長，這樣，在二次拉延最小的最終形狀。l 實例2：（門內板件）靠近門框的部分比板件的頂部和底部更深。門的中間部分包括所有的凸出部分都在拉延過程中成形（第一次成形）。拉伸深

39、度大約與板件頂部和底部的產品深度相同。在二次拉延“整形鑲塊”將拉延件的側壁成形到最終的深的，整形時僅使用壓料面的金屬工作，典型的包括水平翻邊的成形的細節（產品的一部分在壓邊圈上）l 因為整形鑲塊重新矯直原始模具的整個R，對于鋁合金，實例2效果不好。金屬成形拉延模開發標準l 最少的走料l 最大的脹形典型問題：板件松軟。松軟是在給定的區域板料脹形不足，比如凹陷，起皺和折疊。我們是怎么得到松軟的呢？ 更重要的是我們如何消除它？l 脹形越大，強度（機械硬化）越大。一個重要規則是在兩個方向的2的最小值。金屬成形問題（Q）：怎樣才能使板料的松軟程度最小？回答（A）：l 正確的模具設計。l 合適的壓料接觸面

40、和拉延筋研配。l 盡我們的最大能力使從壓邊圈到產品的線長度相等。l 在兩個方向都獲得好的脹形。l （如果）沒有正確的模具設計觀念，在調試過程中，解決松軟問題，我們可能要受很多的限制。金屬成形壓料面l 壓料面的主要作用是保持板料平整；在拉延過程中，壓料面應該合到使板料起皺最小。l 拉延筋控制金屬流動，因此可以提供要求阻力。l 壓邊圈不應該用于產生阻力。（產生阻力）是拉延筋的目的。壓料面應該是保證板料平整并且消除受力大的點（硬沖擊）金屬成形拉延筋一般事項：l 在成形中，拉延筋調整可能是最關鍵的步驟。l 對于脹形拉延模，拉延筋必須在彈簧被壓縮之前接觸到，否則，板料將被拉著通過壓料面并起皺。拉延筋起不

41、到作用的原因：l 拉延槽太緊l 氮氣彈簧壓力不足l 氮氣缸或氣墊壓力不足l 阻力的大小靠折彎的次數，包括拉延筋的形狀來決定。一根典型的拉延坎折彎次數為2，一個圓筋折彎為3，方筋的折彎次數為4。l 有時使用雙筋可能導致阻力變小，而沒有預期的那么多。這可能要求調整拉延筋（折彎數量增加一倍）來增加阻力。金屬成形拉延筋方筋l 方筋-在控制外板件材料流動中使用是最頻繁的。l 如果在拉延槽處有硬傷出現，說明有剪切力的傾向（應該消除所有的硬傷）。l 拉延筋應該平行于沖壓方向，而不是垂直于壓料面。l 拉延筋的根部沒有圓角。l 沒有硬傷，特別是鋁和HS鋼。l 根據屈服強度，拉延筋間隙應該大約等于板料厚度加上板料

42、厚度的10%20% 。開始時為10% 。金屬成形拉延筋圓筋l 圓筋應該平行于沖壓方向，而不是垂直于壓料面。l 拉延筋的任何地方不能降到最低點。l 圓角必須一致（正確）。在拉延筋根部不能有倒角。l 正確地調整圓筋與方筋同樣重要。l 圓筋在圓弧切點（不是邊緣）處應該有倒角作為過渡。鑲塊與鑲塊之間的半徑也應該是一樣的。l 當使用拉延筋改變板料流動時，只修理拉延槽。l 拉延筋高度必須一致。金屬成形拉延筋拉延坎l 拉延坎應該平行于沖壓方向，而不是垂直于壓料面。l 半徑必須一致（正確）。l 沒有硬傷。l 對于淺拉伸或產品的一部分在壓邊圈上的板件比較合適。金屬成形線長度模具分模線 實例1點B點A 模具開口半

43、徑從點A到B的直線距離是47.35mml 如果可能，在沒有任何板料通過拉延筋的情況下，我們應該試著成形板料。因為（板料通過拉延筋）會引起模具磨損，劃傷，脫鋅。同時，對于外板件，我們也希望能有最大化的脹形。l 經常，為了提供足夠的金屬（消除開裂），因為切邊線以外過長的線長，只簡單地使材料通過拉延筋。事實上，由于過長的線長，應該要考慮（調整）最里面的兩個拉延筋半徑。所有阻力應該來自最外面的兩個半徑。l 這些幻燈片顯示了線長度逐漸減小。l 換句話說，在考慮讓金屬流過拉延筋前，應該充分利用所有在模具開口圓角和內側拉延槽半徑處的材料。金屬成形線長度模具分模線 實例2點B點A 從點A到B的直線距離是40.

44、275mm模具開口倒角金屬成形線長度模具分模線 實例3點B點A 從點A到B的直線距離是32.99mm金屬成形拉延筋材料屈服強度對拉延筋設計的影響：當屈服強度增加時，為了適應增大的材料流動阻力，拉延槽的開口必須增大。材料拉延槽拉延筋 l 屈服強度的增加將導致需要更多的力，因此需要調整拉延筋并使金屬通過。如果在需要少量的金屬通過拉延筋并且屈服強度也增加（指定等級改變）的情況下，那么為了獲得希望的走料，應該增加拉延槽的寬度。金屬成形-拉延筋倒角問題（Q）：我們怎么修理拉延筋和拉延槽？l 磨出倒角表面（根據金屬類型，一個半徑為3mm的拉延筋大約是6-7mm）。l 補焊出一個直角。l 磨到規定的半徑。必

45、須使用正確地研磨方法來得到正確的半徑。拉延模壓料面吃合面積合模技巧（續在下一頁）1. 在合模位置檢查模具的4個角，看模具和沖床是否平行。2. 確定和評價樣件。確保它的狀況是良好的。3. 藍丹4. 給模具涂上生黃土(一種用水稀釋的涂料)。5. 調整滑塊使兩部分剛剛接觸。6. 研磨硬接觸點，滑塊不斷下降，直到大約有80%左右的接觸面積。7. 把滑塊升起并清潔兩邊表面。拉延模壓料面吃合面積續合模技巧（續）8. 涂兩個模具表面9. 把一個板料的兩面涂成藍色。10. 調整滑塊使接觸（不搖動）。11. 磨掉真實的硬接觸點（這些接觸點在兩個表面可以看到）。12. 繼續使用板料合模直道得到合適的接觸面。13.

46、 如果在合拉延模時，使用等高塊和墊片來保持平行。拉延模調整1. 確保來料有一個穩定的性能：屈服強度、抗拉強度、延伸率、n-值、r-值、表面粗糙度和硬度。2. 檢查上模壓料面的情況。補焊，打磨，用油石推光并用一塊平板檢查需要修理的表面。3. 同上修理下壓邊面。4. 研合上下壓邊圈的吃合面積，目標拉延筋外20mm達到 80%的接觸面積，。5. 將平衡塊（間隙）設置道材料厚度。不要為了獲得可拉延的范圍而將墊平衡塊作為最終解決的辦法。拉延模調整續6. 在生產中驗證后，把從板料邊緣到定位塊的距離調整到1-2mm。7. 將頂桿的壓力設置到能夠保持板料平整的最小壓力。設定正常操作范圍比最小設置高10（理想狀

47、態：很少能得到）。8. 設置模墊行程以滿足零件的外形和拉延的需要。實例：對于行李箱，升高模墊到支撐板料。對門外板，設定形成到板料受最大的應力直道能夠限制板料通過拉延筋。外圍線長必須比板件線長度小。9. 如果壓機參數現在已經確定好了，不要為了獲得可拉延的成形范圍而去改變參數。為了確定模具參數，應該完成變薄和應力分析。拉延模調整續10. 設定模墊壓力比最小設置高20（比工作壓力高10）并得到應變和變薄分析。11. 使用應變和變薄分析的數據，調整阻力（拉延槽）并且將臨界應變調到安全區域內去（或者增減應變以提高外板件抗凹陷的能力）。 12. 通過修改拉延筋仍不把應變移動到安全區域時，為了達到效果，必須

48、改變零件的半徑。提示：參考組裝好的車和產品工程規范；13. 最后確定A.D.C.數據并監控生產的結果來驗證過程能力。14. 整理所有步驟并歸入模具履歷表中。切邊模板料定位：l 獲得帶有定位孔的最新的拉延件；l 圍繞切邊線、沖孔區域和用于定位的輪廓區域在板件上切出觀察槽。l （板料）下表面涂成藍色。l 定位銷插入下模定位孔中。l 檢查板料的晃動情況。l 豎直把板料拿起來并檢查藍丹，看是哪里接觸。l 參照其他區域的橡皮泥看還有多遠。l 最后檢查沒有使用定位銷新的板件；l 確認刃口垂直度（應該在制造過程中就已經完成）切邊模模具研合l 確保壓料器在切邊刃口前面。l 在壓機上模具倒裝，并且為了防止在裝模過程中模具被損壞，使用限位塊將壓料器與凸模托開約1/4英寸。l 將下模涂上藍丹。l 不斷研合直到所有水平切邊、沖孔區域和主要的控制表面的貼合面達到約80%的水平。切邊模帶板料研合：l 清潔非關鍵區域，確定需要研合的區域。l 模具在運行位置。l 將壓料器和凸模刷上顏色。l 用定位孔固定板料的位置。l 研合切邊線和沖孔周圍3/4到1的受力面l 必須注意模墊有足夠得支撐面保持它平行。 l 研合到貼合面達到80%。l 最后檢查新的板件。切邊模制作合格的切邊板料：l