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汽车消声器壳体不锈钢拉深缺陷解决方案
关闭窗口】【浏览次数: 】【发布日期:2017-05-20 19:11】【编辑:东莞市联顺金属材料有限企业】【来源:】
  某企业为“福特”汽车企业生产的汽车消声器外壳(材料为不锈钢),在预拉深工序和拉深成形工序中均出现开裂现象(开裂部位如图4所示)。工厂在实际生产时,拉深开裂出现几率在5%~8%左右。为此他们在预拉深工序和成形拉深工序之间增加了退火和酸洗处理,但其效果不明显。

    
    图4 工件及预拉深时开裂的部位

    1 零件开裂原因分析
     由于该工件的拉深深度大(预拉深时拉深深度为94mm~95mm)、头部截面又较小、壁薄等原因, 使零件拉深成形困难。该工件的开裂部位出现在凸模的圆角和凹模的圆角处。经分析,认为引起工件拉深    开裂的原因有:
    (1) 在凸模圆角处(该处变薄最利害)产生开裂的原因是拉应力超过了材料的强度极限而引起的;
    (2) 凸缘面积不合理,导致材料变形阻力增大,容易形成开裂;
    (3) 如前所述凹模的圆角半径与应力的分布有很大的关系,该零件由于其凹模圆角小,增大了材料变形时的阻力和传力区的最大拉应力,导致变形区应力过大,从而引起零件在凹模圆角处开裂;
    (4) 只采取了常规的润滑措施,材料在变形时同凹模表面产生摩擦也增大了变形阻力,相应地也增大了最大拉应力,阻碍了材料在变形时的流动。

    2 采取的改进措施

    根据上述开裂形成原因的分析,采用以下改进措施,使得该零件在拉深时开裂的比率大幅下降。

    (1)在凹模表面涂干膜润滑剂(主要成份为:硝化棉,油性醇酸树脂和增塑剂,极压剂等添加剂),以减小材料在变形过程中与模具表面的摩擦阻力,使材料更容易由变形区向传力区流动。干膜润滑剂的干膜能将模具与坯料隔开,防止零件表面划伤和模具粘结,从而可以提高零件表面质量和成品率,同时干膜本身也具有一定的韧性,有利于材料的拉深成形;
    (2)优化凸缘直径,降低最大拉应力,减小变形阻力。增大了第一次拉深的模具横向尺寸,并且加大了第一次拉深的凹模圆角;
    (3)经过综合分析后,决定在预拉深工序结束后增加一道切边工序,尽量切除多余材料,减小材料成形阻力,有效的防止材料在进一步变形过程中产生开裂;
    (4)合并了原工序中的最终两道工序(即成形拉深、翻边工序),将其整合成一道工序(成形和翻边),使该零件的加工步骤没有增加,从而也就有效的控制了加工成本。通过上述一系列的改进措施,很好的解决了该零件在预拉深和最终拉深过程中出现的开裂现象。

 结论
    虽然不锈钢在拉深时常出现开裂、起皱和表面划伤等缺陷,但通过选择成形性能好的不锈钢材料、合理的凸、凹模圆角、增加适当热处理工序和在凹模表面涂润滑剂等合理的预防措施,就可以提高不锈钢拉深成形的成功率,拉深出高质量不锈钢产品。同时应用本研究成果,可成功地解决汽车消声器外壳在预拉深工序和拉深成形工序中均出现开裂的问题,得到了工厂的好评,取得了良好的经济效益和社会效益。

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