?厚街機箱鈑金在拉伸過程中(如將平板加工成帶腔體的機箱外殼、面板等),由于材料受力不均、模具設(shè)計不當或操作參數(shù)不合理,極易出現(xiàn)起皺、開裂、回彈、局部鼓包等變形問題,直接影響產(chǎn)品尺寸精度和外觀質(zhì)量。因此,需從模具設(shè)計、材料選擇、工藝參數(shù)、潤滑方式等多方面采取措施,主動避免變形。以下是具體要點:
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一、明確拉伸變形的常見類型及原因
機箱鈑金多為低碳鋼(如 SPCC)、鋁合金(如 5052)等材料,拉伸變形的核心原因是材料流動與受力不平衡,具體表現(xiàn):
起皺
拉伸件邊緣或側(cè)壁出現(xiàn)波浪形褶皺
材料局部受壓應(yīng)力過大(如壓邊力不足、進料過多);模具圓角過小導(dǎo)致材料流動受阻
開裂
側(cè)壁或底部出現(xiàn)裂紋(尤其圓角處)
材料受拉應(yīng)力超過極限(如拉伸系數(shù)過小、模具潤滑不足);材料塑性不足或存在缺陷
回彈
拉伸后零件尺寸與模具不符(如角度 / 弧度偏差)
材料彈性恢復(fù)(尤其高強度鋼、鋁合金);模具未做回彈補償
局部鼓包 / 凹陷
側(cè)壁或底部出現(xiàn)不規(guī)則凸起或凹陷
材料厚度不均;模具表面光潔度低導(dǎo)致摩擦不均;拉伸速度過快
二、避免拉伸變形的關(guān)鍵控制措施
1. 模具設(shè)計:從源頭控制材料流動
合理設(shè)計拉伸系數(shù)(m):
拉伸系數(shù)是 “拉伸后工件直徑 / 拉伸前坯料直徑”,m 值越小,變形量越大(越易開裂)。機箱鈑金(通常為中淺拉伸)首次拉伸系數(shù)建議≥0.5-0.6(低碳鋼)、≥0.6-0.7(鋁合金),若需多次拉伸,每次 m 值遞增 0.05-0.1,避免單次變形過大。
優(yōu)化模具圓角:
凹模圓角(r 凹):直接影響材料流入,過小會導(dǎo)致材料拉伸阻力大、易開裂,建議 r 凹 =(5-10)t(t 為材料厚度),如 1mm 厚鋼板,r 凹≥5mm。
凸模圓角(r 凸):過小易使底部應(yīng)力集中開裂,建議 r 凸 =(3-5)t,且保證 r 凸<r 凹(避免材料堆積)。
設(shè)置合適的壓邊裝置:
壓邊力是防止起皺的核心(尤其拉伸高度>直徑 1/3 時),需根據(jù)材料厚度和拉伸深度調(diào)整:
壓邊力過?。翰牧线M料過多→起皺;
壓邊力過大:材料進料不足→開裂。
建議采用彈性壓邊(彈簧 / 橡膠)或氣墊壓邊,確保壓邊力均勻(可通過試沖調(diào)整)。
模具表面處理:
凹模和壓邊圈工作面需拋光至 Ra≤0.8μm,減少材料流動阻力,避免因摩擦過大導(dǎo)致局部受力不均而變形。
2. 材料選擇:匹配拉伸工藝需求
優(yōu)先選擇塑性好、屈強比低的材料:
低碳鋼(如 SPCC、DC03):塑性優(yōu)良,適合多數(shù)機箱拉伸(性價比高);
鋁合金(如 5052、6061):需選擇退火狀態(tài)(O 態(tài)),避免硬態(tài)(H112)因塑性不足導(dǎo)致開裂;
避免使用高碳鋼、高強度合金(除非經(jīng)退火處理降低硬度)。
控制材料厚度公差:
機箱鈑金厚度通常為 0.5-2mm,厚度偏差需≤±0.05mm(尤其批量生產(chǎn)),否則會導(dǎo)致壓邊力不均,出現(xiàn)局部起皺或開裂。
3. 工藝參數(shù):精準控制拉伸過程
拉伸速度:
機械壓力機拉伸速度建議 50-150mm/s(低碳鋼)、30-100mm/s(鋁合金),速度過快會導(dǎo)致材料來不及流動,局部應(yīng)力集中;過慢則效率低且易產(chǎn)生氧化。
潤滑方式:
拉伸時必須使用專用拉伸油(如含有極壓添加劑的礦物油),均勻涂抹在坯料與凹模接觸表面,減少摩擦阻力,避免劃傷和開裂(尤其鋁合金易粘模,需選擇鋁專用拉伸油)。
坯料尺寸與定位:
坯料直徑需通過計算確定(過大導(dǎo)致材料浪費和起皺,過小導(dǎo)致開裂),可參考公式:坯料直徑 D≈√(d?2+4dh)(d 為工件直徑,h 為拉伸高度)。
定位需精準(如用擋料銷 + 導(dǎo)柱導(dǎo)套),避免坯料偏移導(dǎo)致拉伸不對稱、側(cè)壁厚薄不均。
4. 后續(xù)處理:減少回彈與應(yīng)力
退火處理:
多次拉伸后,材料會因加工硬化導(dǎo)致塑性下降,需中間退火(如低碳鋼 600-700℃保溫 1 小時),消除內(nèi)應(yīng)力,恢復(fù)塑性,避免后續(xù)拉伸開裂。
回彈補償:
對有角度的拉伸件(如機箱折邊),模具設(shè)計時需預(yù)設(shè)回彈量(如要求 90°,模具設(shè)計為 85-88°),通過試沖修正角度,確保成品尺寸合格。
三、常見問題的應(yīng)急解決方法
邊緣起皺
增大壓邊力;減慢拉伸速度;檢查模具圓角是否過小
側(cè)壁開裂
減小壓邊力;增加拉伸油潤滑;更換塑性更好的材料
底部開裂
增大凸模圓角;降低拉伸速度;中間退火消除應(yīng)力
尺寸回彈過大
增加校正工序(模具最后階段加壓校正);降低材料硬度