深冲工艺里,那点被忽略的起皱根源

压边力调到底还是起皱,问题出在哪?

去年调一款不锈钢厨房水槽的深冲订单。刚开线就出问题。

进料口凸缘那一圈,起了断断续续的波浪皱。不是全圈都有,就四个角的位置,每模都出,深浅还不一定。

班组老师傅第一反应就是压边力不够。把压边力从估算的120吨往上加,加到180吨,快到压机上限了。还是皱。

换润滑。从普通 emulsified 油换成极压添加剂的拉伸油。没用。换了一批新到货的同牌号料,还是一样。

调了三天。越调越乱。偶尔出一个好的,下一个又废了。

不锈钢深冲水槽进料口边缘起皱实景图
不锈钢深冲水槽进料口边缘起皱实景图

说实话那时候我也懵了。线长追着要产能,客户第二天就要封样,急得人蹲在压机旁边抽烟。所有人都在说,要么料不对,要么模具研配没做好,拆模具重研的话至少停线一天。

我绕着压机走了三圈,蹲下来量毛坯尺寸,突然发现不对。

被漏掉的毛坯下料余量细节

设计图上给的下料毛坯,四个圆角半径是35毫米。我们下料班为了省料,把圆角切到了33毫米,少了两毫米,每台省个十几克料,一个月下来也能省不少钱。

很多人学深冲,第一节课就记着:起皱是凸缘材料压缩失稳,压边力压住就行。没人提过下料圆角差两毫米能出这事。

其实本质很简单。深冲的时候,直边位置的材料,进料的时候是往凹模方向走,切向是压缩变形,但是直边的材料可以往两边跑,应力能散开。圆角位置不一样,圆角的两个邻边都是收缩的,所有的切向压应力都堆在圆角处,应力超过材料的屈服极限,直接失稳起皱。

我们那两毫米的余量切没了,相当于把原本留给应力释放的空间给砍了,压边力再大,应力没地方去,只能皱给你看。

深冲毛坯不同圆角下料的切应力分布对比图
深冲毛坯不同圆角下料的切应力分布对比图

不过话说回来,余量留多了也不行。留多了,材料进料阻力变大,直边位置容易拉裂,还浪费料,算下来得不偿失。

改了一刀后的边界

改了一刀后的边界
改了一刀后的边界

当天晚上连夜改了下料刀模,把圆角放大到36毫米,比设计大了一毫米,留够余量。

第二天早上试第一模。拿出来看,圆角位置还是有一点点浅痕。第二模把压边力往下调了10吨,再出模,我蹲下来用手搓凸缘边缘,平得像刚铣过的工作台。那股子爽劲,现在都记得。

做了快十年深冲,最大的感受就是,这个工艺从来没有什么通用公式能套。很多人盯着材料n值、r值,盯着压边力、拉伸系数这些大参数,却漏了这些几毫米的细节。

我见过拉伸系数刚好卡在安全区,结果因为凸模粗糙度差了Ra0.2,整批拉裂的。也见过r值差了0.1,结果调整下料轮廓后照样出货的。

讲一下我们摸出来的边界吧,只适合我们那台四百吨的单动深冲压机,别家不一定好用:对于圆角位置的下料圆角余量,比设计大2-5毫米就够,这个范围里,起皱的概率能降九成,又不会太浪费料,也不会增加太多拉裂风险。

要是你也碰到压边力调死了还圆角起皱,不妨先量量你的下料毛坯,别上来就拆模具换料。说不定改个一刀,一两毫米的事,问题就解决了。

当然也不是所有起皱都是这个原因。上次碰到一个汽车零部件的深冲,起皱是因为模具压边圈磨损不均,差了0.15毫米,折腾了快一周才找到根。工艺就是这样,哪有那么多标准答案。

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