在冷沖壓生產(chǎn)過程中,部分深拉延零件由于拉延深度較深,模具內(nèi)材料流動量大,導(dǎo)致模具型腔與材料之間摩擦力大,模具內(nèi)溫度隨著沖次的增加不斷升高,如圖1 所示。
拉延模具間隙設(shè)置一般按料厚進(jìn)行設(shè)計,溫度升高后,受熱脹冷縮影響,模具凸凹模間隙會減小。材料受到的模具壓力增加,摩擦力增加,模具進(jìn)一步發(fā)熱,如此惡性循環(huán),模具溫度會隨著生產(chǎn)的持續(xù)急速上升。在此過程中,模具中如有細(xì)小異物顆�；蚰＞弑砻嫜泻喜黄�,零件會出現(xiàn)拉毛缺陷,隨著生產(chǎn)的持續(xù)拉毛會不斷惡化,甚至造成零件開裂,如圖2 所示。溫度的升高也會造成材料機(jī)械性能的降低,相關(guān)研究表明,汽車用電鍍鋅鋼板的力學(xué)性能隨著溫度的升高而降低。因此,模具溫度的升高更容易造成深拉延時零件開裂。
確認(rèn)拉毛開裂原因
根據(jù)拉延模具特性,在深拉延零件發(fā)生拉毛或開裂時,應(yīng)對拉毛和開裂的特性進(jìn)行分析：⑴確認(rèn)拉毛缺陷發(fā)生的時間,是在量產(chǎn)剛開始時,還是在量產(chǎn)一段時間后。如果是由于深拉延模具溫度升高導(dǎo)致的拉毛,發(fā)生階段一般在生產(chǎn)開始一段時間后,且隨著生產(chǎn)的持續(xù)而不斷惡化。⑵確認(rèn)開裂產(chǎn)生的原因。若是由拉毛缺陷引起的,則該類開裂是在拉毛發(fā)生一段時間后,由于拉毛嚴(yán)重,拉痕深度超過了零件板料厚度,從而導(dǎo)致開裂,且此種開裂裂紋與拉毛位置重合。根據(jù)以上分析,可以快速找出造成拉毛及開裂問題的原因,即模具過熱。
確認(rèn)模具高溫區(qū)域
利用紅外熱成像儀,在生產(chǎn)過程中對模具的溫度進(jìn)行監(jiān)控,找出深拉延模具上模、下模溫度最高的區(qū)域。紅外熱成像儀的監(jiān)控要點(diǎn)為,生產(chǎn)過程中進(jìn)行不停機(jī)動態(tài)拍攝,對模具剛開始生產(chǎn)至生產(chǎn)結(jié)束的全過程,每間隔200 件進(jìn)行熱成像數(shù)據(jù)對比,如圖3 所示。
一般情況下,熱成像測量溫度最高的區(qū)域為拉延深度最深,且易出現(xiàn)拉毛缺陷的位置。將熱成像溫度最高的區(qū)域與拉毛開裂的區(qū)域進(jìn)行對比,確認(rèn)位置是否吻合。靶向降溫
冷沖壓不同于熱沖壓,熱沖壓在模具內(nèi)有冷卻系統(tǒng),可以降低模具的溫度,冷沖壓只能自然冷卻。根據(jù)以上分析,我們需對模具過熱區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)降溫,從而解決因為模具受熱導(dǎo)致的拉毛及開裂不良,也就是對冷沖壓模具增加降溫功能,降溫裝置如圖4 所示。
利用小型工業(yè)氣體冷卻器對模具局部進(jìn)行降溫,可在模具筋板減重孔中進(jìn)行氣路布置,利用壓機(jī)自帶的壓縮空氣提供氣源,對局部溫度高且零件拉毛嚴(yán)重的位置布置一到兩個冷卻器,冷卻器布置時需注意：最好上下模同時布置,以便快速降低模具溫度；一般要求壓縮空氣壓強(qiáng)為0.4MPa 以上,小型的冷卻器出口氣體溫度為零下10 攝氏度。生產(chǎn)時,壓縮空氣常開,冷卻器出口噴出零下10 攝氏度的壓縮空氣對周邊的模具型腔降溫,模具高溫區(qū)域的溫度得到抑制。根據(jù)紅外熱成像儀的測量,加裝前后模具最高溫差在（8 ～10)攝氏度,加裝的冷卻器如圖5 所示。
效果跟蹤
加裝后確認(rèn)模具高溫區(qū)域溫度已降低,在批量生產(chǎn)中可對冷卻器出口方向進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,保證冷卻器對模具高溫區(qū)域的有效降溫。加裝結(jié)果表明,拉毛情況得到了有效控制。
結(jié)束語
利用局部冷卻有效地控制模具溫度,使模具在批量生產(chǎn)時凸凹模間隙變化量減小,解決了模具因過熱造成的拉毛問題,當(dāng)然,保證沖壓環(huán)境及板材的清潔、防止異物造成拉毛、保證模具研合良好、防止因研合不良造成的拉毛等其他措施可以同時展開實(shí)施。
