工具钳工技师论文-关于拉延件开裂的研究

第一篇：工具钳工技师论文-关于拉延件开裂的研究

关于拉延件开裂的研究

摘要：对于薄板料拉延件来说，在调试和正常生产过程中都有可能发生开裂的情况。本文通过对拉延件经常出现的问题加以分析总结,并提出解决办法。旨在通过本文,能对我们以后的拉延模具制造及调试过程有所启发及帮助。关键词：拉延件 开裂

研究

１．引言

在汽车工业日益发达的今天，拉延件被广泛地应用在汽车车身上。如汽车顶盖、前围、地板、后围和车门等，都是通过拉延，再加上其他工序制作完成的。但是对于薄板料拉延件来说，在调试和正常生产过程中都有可能发生开裂的情况。怎样解决拉延件的开裂，是我们经常都要面对的问题。2．问题反应

通过多次对拉延模具的调试，不断总结和研究，通过多次请教和其他师傅的指导，总结出拉延件开裂的问题，主要是由于以下六个方面的原因引起的： 2.1压边力过大； 2.2拉延模具圆角过小； 2.3拉延模具表面光洁度较差； 2.4材料拉延系数及润滑差； 2.5压机工作速度快； 2.6坯料尺寸大。

只要这六个方面的问题都得到相应解决，拉延件开裂的问题也就迎刃而解了。3．解决办法

3.１压边力过大的问题

由于压边力过大，造成材料局部流动困难，不能及时流动到模腔内，材料在此部位拉裂。造成压边力过大的原因有两个方面；第一，由于冲床的气垫压力过大，在压制过程中使材料表面和拉延模压边圈型面的摩擦力增大，超出了材料的抗拉强度，把材料拉裂。对于这种情况，可以逐渐把冲床的气垫压力降低直到材料不开裂为止。如下模气垫压力在4.0Mpa时，材料开裂了，就把气垫压力降低到3.5Mpa。如果降低到3.5 Mpa时，材料还在开裂，就把气垫压力降低到3.0Mpa或2.5Mpa，直至拉延件不被拉开裂。第二，由于拉延模具压边圈四周的调整垫块厚度太薄，上模和压边圈之间的间隙太小，压边力增大，在压制过程中使材料表面和拉延模压边圈型面的摩擦力增大，造成材料局部流动困难，不能及时流动到模腔内，材料拉裂。对于这种情况，可以在调整垫块下面增加垫片来增大上模和压边圈之间的间隙，减小压边力；使材料在模腔内流动，解决拉延件开裂的问题。

3.２拉延模具圆角过小的问题

拉延模具圆角过小，在压制过程中也会造成材料流动困难，把材料拉裂了。对于这种情况，采起的措施是在材料拉裂相应的位置把圆角适当加大，材料流动性好了，也就不会把材料拉裂。在这里特别说明，在加大圆角的时候要慢慢加大，不可以草率行事。在拉延模具的调试过程中，圆角的大小对于控制材料在模腔中的流动是至关重要的。只有正确控制圆角的大小，才能使材料均匀的流动，不会产生起皱和开裂。

3.３模具表面光洁度较差的问题

拉延模具的表面光洁度较差也会在压制过程中影响材料的流动，发生开裂的情况。在拉延模具的调试过程中，压边圈和凸模以及凹模的型面和圆角是否有很好的光洁度，也是造成材料流动是否困难的一个重要因素。第一，在压边圈上的各部分型面和圆角对于材料的流动起到十分重要的作用，只要压边圈上的型面和圆角有很好的光洁度，在压制过程中材料就会在模腔中均匀的流动。如果这些重要的型面和圆角，没有很好的光洁度，那么在压制过程中，就会造成材料局部流动困难。有的部位型面和圆角有很好的光洁度，材料流动性很好；有的部位没有很好的光洁度，造成型面与材料之间的摩擦力增大，材料流动困难发生开裂的情况。第二，在凸模上的各部分型面和圆角有很好的光洁度，对于材料的流动也起到十分重要的作用。在拉延压制过程中，材料是经过凸模周边的圆角流动到各个高低不一的型面，如果这些重要的型面和圆角，没有很好的光洁度在压制过程中，就会造成材料局部流动困难，发生开裂的情况。只要凸模上的型面和圆角有很好的光洁度，在压制过程中材料就会在模腔中均匀的流动，避免发生开裂的情况。第三，在凹模上的各部分型面和圆角有很好的光洁度，对于材料的流动也起到十分重要的作用。因为凹模的型面既要和压边圈配合保证材料的流动性，又要与凸模的型面相配合保证拉延件的尺寸要求和材料的流动性。所以保证凹模各部分型面和圆角有很好的光洁度，对于材料的流动也起到十分重要的作用。

3.４拉延材料及润滑的问题

选择拉延系数好的材料，也可以在拉延压制过程中避免发生开裂的情况。因为，拉延系数好的材料在压制过程中材料本身的流动性能就很好，能避免发生开裂的情况。另外，良好的润滑也可以在拉延压制过程中避免发生开裂的情况。在拉深工序中，不但材料的塑性变形强烈，而且材料和拉延模具工作表面之间存在很大的摩擦力和相对滑动。在拉深时采用润滑剂不仅可以降低材料和拉延模具工作表面之间存在的很大的摩擦力，而且可以相对提高变形程度，还能保护拉延模具工作表面和拉延件表面不被损伤。实践证明：在拉深工序中，采用润滑剂和不采用润滑剂相比，其拉深力可以降低30%左右。在拉深工序中更应该重视润滑剂涂抹的部位，应该将润滑剂涂抹在凹模圆角和压边面以及与它们相接触的材料表面上，就可以在拉延压制过程中避免发生开裂的情况。

3.５压机工作速度的问题

在拉延压制过程中，压机工作速度的快慢也会影响拉延件的好坏。在拉延过程中，压机的工作速度越快，材料越容易被拉裂；压机的工作速度越慢，材料的各个部分在相互的作用力影响下，缓慢地在模腔内流动，就避免发生开裂的情况。3.６坯料尺寸大小的问题

在拉延压制过程中，坯料尺寸的大小，也会影响拉延件的好坏。在不影响拉延件质量的前提下，减小坯料尺寸可以在拉延压制过程中减小拉延模具与材料之间的摩擦力，避免发生开裂的情况，还可以节约原材料，降低生产成本。4．结束语

拉延模是所有覆盖件模具中最重要也是最关键的。拉延模的好坏决定了能否拉延出合格的产品型状，有了合格的拉延件才能进行后续的模具制造，最终获得合格的覆盖件产品。

汽车覆盖件拉延模千变万化，我所提及的问题及解决办法只是凭我多年的工作经验所获得的体会，不足的地方还请各位补充。文中不足的地方恳请各位批评指正。

参考文献：

[1]中国模具设计大典.中国机械工程学会，2003.5.[3]最新汽车覆盖件冲压成形模具设计制造与组合装配工艺技术手册.中国科技文化出版社.

第二篇：工具钳工论文工具钳工技师论文

工具钳工论文工具钳工技师论文

工具钳工技能竞赛应试技巧简析

摘要：工具钳工技能竞赛包括理论和操作两项考核内容，本文重在介绍操作技能应试技巧。一是考前要做好量具、工具以及心理和生理准备；二是注重临场竞赛考试中的技巧发挥。

关键词：工具钳工技能竞赛；应试技巧

随着我国经济的发展，社会对技工，尤其是高级技工的需求逐年增加，对技工的技术水平要求也越来越高。国家现在认识到职业教育的重要性，在加大对职业教育投入的同时大力开展职业技能竞赛，各省、市亦不断举行各类技能竞赛。竞赛中许多参赛选手实力强劲，抱有夺牌之雄心，但最后却名落孙山。本人曾多次参加全国和省、市工具钳工技能竞赛并取得过较好的成绩。现将一些应试技巧进行归纳总结，希望能对参赛选手有所帮助。

现在的工具钳工技能竞赛包括理论和操作两项考核内容。理论考核要想取得好成绩，一方面靠平时的理论知识积累，另一方面靠在考前进行有针对性的培训和复习。本文主要着重于操作技能应试技巧。

工具钳工操作技能竞赛因受场地、设备和考试时间等诸多条件的限制，竞赛题目主要以锉配件为主，一般考试时长多为4～8小时。

考前的充分准备

（一）量具的准备

工具钳工操作考试所需量具种类繁多，但选手可根据准备通知单来准备量具。量具准备齐全后要对其进行检测校正，这个工作应由正规检测部门完成。但是，人与人的测量力是有所区别的，所以由正规检测部门检测校正后的量具，选手还需亲自进行检测，以确定自己的测量误差并及时进行调整。此项工作是一项细致耐心的工作，只有量具准确才能保证加工件的精度要求。因此，必须对量具进行逐个检查，做到对每一件量具都心中有数，这是取得好成绩最基本的条件。

（二）工具的准备

钳工操作考试所需工具也同样种类繁多，但也会给出准备通知单。选手可根据准备通知单来进行准备。工具准备是否充分直接影响到工件的加工质量和速度。

锉刀的准备由于工具钳工操作考试主要是以锉配件为主，锉刀的准备工作也就显得尤为突出。首先，锉刀的尺寸规格要齐全，并且在每个尺寸规格中都要准备粗、中、细几种粗细规格。其次，为避免因考件材质出现问题而影响选手的水平发挥，应选用由高碳钢T13或T12制成并经热处理后切削部分硬度达到HRC62～72的锉刀。一般应选用正规大厂产品，最好选用进口锉刀。同时还要检测锉刀的两个主要加工面是否平直，有无扭曲。最后，为方便锉配时的角度清根，还

要将所选锉刀进行一些修磨加工，一般是修磨出3°～5°的斜角。此角度不宜过大或过小，过大易切入工件；过小则不能很好地起到清根效果。

锯弓和锯条的准备锯割操作在工具钳工操作竞赛中是必不可少的。锯割技能的好坏直接影响到加工工件的质量和速度，所以应挑选强度高且比较平直的锯弓，最好选用固定式锯弓，这样可避免因锯弓不正所引起的锯缝的歪斜。选择锯条时，其粗细规格应备全，数量应带足。同时锯条要具备较高的质量，质量好的锯条可减少考试中换锯条的次数，从而节约时间。建议最好选用双金属锯条。

钻头、铰刀和丝锥的准备孔类加工操作在工具钳工操作竞赛中是必不可少的，所占分数比较多，但也是最不易得分之处。这不仅由于其精度受设备性能的影响，而且还与选手在工具上的准备有关。首先将各尺寸的钻头修磨成型，并进行试钻以确定其是否可用。其次应对铰刀进行试铰以确定其是否满足加工需要。对于崭新的铰刀要对其进行研磨，只有这样才能保证铰孔的尺寸精度和表面粗糙度。最后，丝锥应统一选用机用丝锥，并配齐铰杠。

其他工具的准备除对上述工具进行认真准备外，还要对准备通知单上的其他工具进行细致的准备。例如，平口钳要检测其两钳口是否平行，钳口是否与底座垂直；划线工具是否顺手，划规和划针应事先进行刃磨；红丹粉或粉笔这样的小东西也要准备齐全。

（三）心理和生理的准备

首先，考前应保证有一个良好的心态，每个参赛选手在赛前都会为自己制定一个目标，这往往是选手拼搏的动力。选手不要过多地考虑自己的考试成绩，只要求自己发挥出自己的正常水平即可。过高的要求会对选手产生极大的心理压力，会使其难以发挥正常水平。其次，考前一定要认真熟悉考场，对自己所在工位所处的环境条件（如光线的强弱、钳口的高度、台钻的型号和位置、砂轮机的位置、甚至厕所的方位），都要心中有数。最后，选手要有充分的体能储备，因为工具钳工技能操作考试的时间一般比较紧张，劳动强度较大。成绩虽然是技能水平的体现，但如果没有充足的体能储备，很难按时完成考试工件的加工，也就不可能取得好的成绩。

（四）平时操作技能的训练

选手要想在技能竞赛中取得好成绩，自己的基本功是个关键因素。俗话说：台上十分钟，台下十年功。就是比喻任何成绩的取得，都是平时不断努力和积累的结果。只有平时扎扎实实地进行基本功的训练，才会在竞赛中发挥出较高的水平。选手应多加工一些以前竞赛考题的工件，在训练中进行实考模拟，并养成良好的时间观念。同时对各类考件都要进行细致的加工工艺分析，做到成竹在胸，这样在考场上才能事半功倍。

竞赛考试中的临场发挥技巧

（一）看懂图纸、检查来料并制定正确的加工工艺

此项工作非常重要，选手一定要认真对待。首先，选手应看懂图纸，搞清图纸上的各项加工要求。其次，根据图纸检查来料尺寸，若发现材料有缺陷应及时进行调换。最后再根据图纸和来料尺寸制定出合理的加工工艺。加工工艺制定得正确与否，既是选手个人综合素质的体现，也将直接影响到工件的加工质量。

（二）工量具的摆放

选手进入考场后，应尽快将工量具在自己的工位上摆放整齐。为节约考试时间，应将常用的工具放在自己的右手处（左撇子应放在左手处），将常用的量具摆放在随手就能拿到的地方，可将不常用的工量具摆放在稍远处。将所有量具的盒子打开，将软钳口装好并调整好台钳的方位。任何工具和量具都不能重叠摆放。

（三）对于封闭区间内余料的去除

在工具钳工操作考试中常碰到封闭区间内余料的去除问题，如图1所示。以前去除余料的方法多是排孔后用扁錾子去除余料。这种加工方法不仅剩余加工余量大，费时费力，而且还会使已加工的工件外

部轮廓变形，从而无法保证工件的加工质量。建议选手采用图2所示方法，即在内孔对角处钻出两个直径较大的孔后，先用方锉对孔进行修锉，然后将锯条放入孔内沿图中虚线去除余料。采用这种方法即能避免工件变形，又能减少加工余量以提高工作效率。

（四）钻床精度较差时的铰孔技巧

技能操作竞赛中经常出现对孔进行铰削加工，但这时却发现所用的钻床精度较差而无法保证孔的加工精度。如果钻出底孔后使用铰杠进行手铰，担心孔与大面的垂直度以及表面粗糙度无法保证。解决这个问题可采用如下方法进行加工，即钻出底孔后工件仍然夹在平口钳上，然后装上铰刀，左手抓住钻床的进给手柄下压，右手直接扳动钻床主轴，在钻床上完成手铰工作。采用这种方法，既能保证孔与大面的垂直度，又能保证孔的表面粗糙度。

（五）完成考件后的注意事项

当选手在规定时间内完成工件的加工后，首先，应对所有边角进行倒角处理，以防其影响测量精度。其次，应重新检测所有尺寸，防止因加工变形而改变已有尺寸。若已经产生加工变形，要及时进行修整。最后，要给工件的各个型面涂少许机油，以防止工件上锈而影响检测质量。

以上是对一些应试技巧进行的归纳总结，希望能对以后参加竞赛的选手有所帮助。

第三篇：工具钳工技师论文-拉延筋对汽车覆盖件成型的影响

拉延筋对汽车覆盖件成型的影响

摘要：大型汽车覆盖件成型中，拉延筋的位置与大小对零件质量的影响致关重要。

关键词：汽车覆盖件，拉延筋，局部凸筋。

在汽车和模具工业中，CAE技术已被广泛应用，为提高汽车和模具的设计水平，缩短新产品的开发周期发挥着越来越重要的作用。在模具及冲压领域，板料冲压成形CAE技术的应用可以大大提高模具精度，缩短模具新产品的开发周期，有效提高冲压件质量，在模具和汽车新产品开发中应用越来越多，应用水平也不断提高。

有限元无法克服的矛盾：

目前国内、外的有限元仿真软件都是基于弹塑性有限变形理论开发的，按算法的不同可分为隐式和显式两大类，这两类软件各有特点。隐式算法要求解联立方程组，常常会遇到难以收敛的难题，但由于接触力的计算采用了拉格朗日乘子法，可以精确满足边界条件，因此计算结果的应力场比较精确，对于回弹的计算比较有利；显式算法无须求解联立方程组，因此无条件收敛，但受稳定性限制，有最小时间步长的要求，计算中常常要花费较多时间，为了减少计算时间，一般采取加大冲压速度和板料质量密度的方法。尽管显式软件有一些先天性缺陷，但是由于它没有收敛性问题，在工程中应用越来越广泛。

使用有限元仿真软件模拟实际冲压成形过程，要想得到满意的结果，必须处理好计算精度和速度这一对矛盾，而这恰恰是仿真软件所无法克服的，其原因是：

1.通常板料划分的网格越密，有限元仿真计算的精度就越高，但是花费的计算时间就越长，特别是对于大型汽车覆盖件，为了使计算时间不至于太长，必须控制单元总数，导致对冲压件形状拟合的精度降低；

2.为了减少计算时间，人为地加大冲压速度，由此也带来了不真实的惯性效应，降低了计算结果的可靠性；

3拉延筋是冲压模具上非常重要的工艺结构，它的尺寸较小、曲率较大，要想精确地描述它，就需要很密的网格单元，因此有限元仿真软件大都采用等效拉延筋模型，但这种模型忽略了沿拉延筋方向材料间的不均匀挤压作用，另外对于压边圈闭合时不能模拟出拉延筋的成型效果，在压料面形状起伏较大时失真较大，因而不能非常正确地反映实际情况。

因此，我们决定具体整改方法是：实现材料的塑性变形就得修整模具，改变拉延模拉延筋结构，以控制走料速度，形成内部走料大于外围，使中间材料产生胀形，增加制件表面刚性。

一．双筋结构的工艺改进： 1.拉延筋结构：

拉延筋在汽车覆盖件的拉延成形中占有非常重要的地位。这是由于在拉延成形过程中，毛坯的成形需要一定大小且沿周边适当分布的拉力，这种拉力来自冲压设备的作用力、法兰部分毛坯的变形抗力和压料面的作用力。压料面的作用力只靠在压边力作用下模具和材料之间的摩擦力往往是不够的，需要在压料面上设置能产生很大阻力的拉延筋以满足毛坯塑性变形和塑性流动的要求。同时，利用拉延筋可以在较大范围里控制变形区毛坯的变形大小和变形分布，抑制破裂、起皱和表面畸变等多种冲压质量问题的产生。

可以说，在很多情况下，拉延筋是否合理设置是板金件冲压成功的关键因素之一。圆筋用于材料流入量大时的拉延，修模容易，便于调节拉延筋的阻力。矩形筋用于材料流入量少时的拉延或胀形，与圆筋相比能提供更强的附加拉力。根据这些原因，决定在结构上我们选择用矩形筋来代替圆筋（图1）。

单筋示意（图1）

在压力参数稳定的情况下，增大进料阻力。拉延件的中间位置就更能充分发生塑性变形，有利于提高制件的强度（图2）。当然，这种情况更适合曲率比较小，而又要求制件的中部有一定的强度的零件，如发动机盖、顶盖等。

双矩形筋示意（图2）

2.拉延筋布置：

拉延筋的位置必须根据拉延件形状特点、拉延深度及材料流动特点等情况而定。根据所要达到的目的不同，拉延筋的布置也不同：

a.考虑到顶盖凹模内轮廓的曲率变化不大，直线比较多，只有两个角要求进料速度较快，所以在两角设置凸筋来分散进料。

b.为了调节压料面上各部位材料变形的差异，确保材料向凹模内流动的速度比较均匀，沿凹模口四周设置双筋，弯角处不设。在压力稳定的情况下，增大了阻力，减少材料流入量，中间部位发生塑性变形，增强了工件刚性。

二．局部凸筋的工艺改进：

在一些拉延较深的零件中，存在着这样的问题，在整个零件的成型中，似乎不存在问题，并且出来的零件一眼看上去还很不错，但细看其中的一些局部，却有些很难处理的问题，下图所示的汽车顶盖就是这样的一个零件：

如果把筋封闭，这样两个角处成型后出现开裂，达不到产品的要求，我们都知道，开裂是因为不进料，继续成型时没有足够的料来补充所致，这样一来，就要求把两角处的筋取消。

取消筋后再次成型，因为没有筋，材料的流入就快，在局部的两角处就出现皱纹，延伸到产品。加筋开裂，不加筋又起皱，在局部加上一小段凸筋，其主要是把起皱时多余的料用凸筋来补偿，增加的凸筋要放在修边线以外，以保证产品的要求，如下所示：

这样成型后，延伸到产品上的裂纹没有了，修边后产品达到了要求。

总之，覆盖件的成型是一个相当复杂的问题，它涉及的知识是多方面的，仅一个零件，它就要求考虑材料的纤维方向，同一牌号不同批次的微量元素的含量，成型时操作是否正确等等一系列的问题，这些就要求我们不断学习，不断的在实践中摸索，以求更高的技能为工厂出力，为公司甚至整个中国的汽车行业出力献策。

参考文献：

1.汽车工业出版社《冲压手册》………….王孝培主编 2.西北工业大学出版社《冲压工艺学》….吴诗惇主编

第四篇：拉延件起皱和开裂的分析及控制措施

众所周知，目前我们使用的轿车外表面覆盖件是由薄钢板制造而成，具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大及表面质量要求高等特点。车身表面质量的好坏取决于覆盖件拉延的结果，而拉延模是拉出合格零件的关键。因此，拉延模的设计和制造调试是当今各汽车制造厂家和模具制造厂家需要共同攻克的一道难题。由于影响拉延件质量的因素主要是起皱、开裂和拉毛，所以从冲压工艺设计到模具结构设计都必须认真考虑。模具制造完成后，在拉延模调试过程中，若拉延件出现开裂和起皱现象，必须对此进行仔细分析与研究后采取相应的解决措施。

在拉延模调试过程中，拉延件起皱和开裂的原因很多，主要原因有4个方面：从设计上考虑拉延模工艺性是否合理；从模具本身的制造精度上考虑；从压力机选择是否合理，滑块平行度、工作台的精度以及试模板料牌号是否符合设计要求等方面考虑。

冲压工艺对拉延件开裂和起皱的影响

拉延件的工艺性是冲压工艺首先要考虑的问题，只有设计出合理的、工艺性好的拉延件，才能保证在拉延过程中不起皱、不开裂或少起皱、少开裂。在设计拉延件时，不但要考虑冲压方向、冲压位置、压料面形状、拉延筋的形状及配置以及工艺补充部分等可变量的设计，还要合理地增加工艺补充部分，正确确定压料面。各可变量设计之间又有相辅相成的关系，如何协调各变量的关系是成形技术的关键，不但要使之满足该工序的拉延，还要满足该工序冲模设计和制造工艺的需要，并给下道修边、整形工序创造有利条件。拉延较复杂的拉延件成形性分析（CAE分析）是借助计算机软件来实现的，世界各大汽车制造厂家以及模具制造厂家都要借助于一种或几种板成形模拟软件来提高其成功率和确保模具制造周期。国际上常用的软件主要有美国ETA公司的Dynaform、法国ESI集团的PAM系列软件以及德国AutoForm工程股份有限公司的AutoForm等。成形模拟软件都有自己的专用软件包，很大程度上帮助了模具设计人员，显著减少模具开发设计时间及试模周期，不但具有良好的易用性，而且包括大量的智能化自动工具，可方便地求解各类板件成形问题，直观地看到成形过程中板料的裂纹、起皱、变薄、划痕、回弹分析以及评估板料的成形性能，从而为板金成形工艺以及模具设计提供了很大的帮助。

以AutoForm为例，LG-1顶盖后横梁和右后门内板CAE分析如图1所示，其中：红色为开裂区；橘黄色为隐裂区；黄色为危险区；绿色为安全区；灰色为延伸区；蓝色为波浪区；粉色为起皱区。

设计拉延件时需要考虑以下4个方面： 1．正确确定冲压方向 零件的冲压方向是确定拉延工艺首先要遇到的问题，它不但决定能否拉延出满意的拉延件，而且还影响到工艺补充部分的多少和压料面的形状。合理确定冲压方向应满足以下4方面的要求：

（1）无负角，设定冲压方向时不允许产生图2所示的冲压负角；

（2）无滑移，保证开始拉延时凸模接触毛坯的状态良好、平坦、多点、平衡以及材料不窜动。接触面越大，接触面与水平面的夹角越小，毛坯越不易发生局部应力过载而使零件产生破裂。材料在拉延时贴模性能提高，容易获得完整的凸模形状，有利于提高零件的变形程度。设定时成形深度要浅。图3显示因为冲压方向PRESS1的成形深度要比PRESS2的浅，所以设定PRESS1为冲压方向。

（3）无侧向力，拉延深度要均匀，进料阻力要平衡。拉延深度均匀是保证压料面各部分进料阻力均匀可靠的主要条件，而压料面各部分进料阻力均匀是确保拉延件不起皱、不开裂的重要保证。为尽可能地减少产品倾斜，当出现跟图4相同倾斜情况时，受到箭头方向的侧向力，板件的面压力不同，导致不能受到均匀的延伸率，所以成为起皱和破裂的原因。必须要倾斜时，设计模具的时候要考虑硬实一点能承受侧向压力的材质，并在模具结构上设置反侧向力装置，防止箭头方向的变位。

（4）无冲击线，轿车外板不得在零件表面留下冲击线痕迹。

此外，正确的冲压方向还要考虑到后序工序，修边刃口强度好，翻边后零件的形状不变形，修边冲孔的定位可靠。

2． 合理增加工艺补充面

为了实现拉延，往往要在制件的基础上增加工艺补充部分，从而达到满意的拉延效果。工艺补充部分是构成完整拉延件的必要组成部分，是指零件本身以外的部分，是拉延件设计成功与否的关键，也是衡量冲压工艺设计水平的标志之一。图5中红色部分为LG-1左前翼子板拉延模的工艺补充面。

合理地增加工艺补充部分应满足以下4方面的要求：

（1）必须构成完整的拉延件，生产一个完整的壳体，以利于拉延成形。

（2）平衡成形阻力，控制材料的流量，拉延深度要均匀，平衡拉延件各断面的线段长度，充分利用材料的成形极限，避免开裂和起皱。（3）满足压料面的设计要求。

（4）满足拉延后的修边工序和翻边工序的要求。

设计中应根据修边线的位置确定各工艺补充部分的尺寸，特别是凹模R圆角处，因凹模圆角部分对拉延毛坯进料阻力影响很大，直接关系到拉延件的起皱或开裂，所以取值要合理。工艺补充部分的凹模圆角半径一般取8～10mm，在能够拉出满意的拉延件的条件下，尽可能减少工艺补充部分，但必要时还要有意增加工艺补充(如凹槽、斜槽和凸筋等)。如果在设计拉延件时，经过仔细分析，已考虑到某一部分(形状变化急剧的部分)在拉延时有多余的金属，可能会产生起皱，那么工艺人员就要有意在这部分的工艺补充上加凹槽或凸筋等，使多余的金属在拉延过程中流到凹模或凸筋中，充分吸收多余的材料，使拉延不起皱。同时加凹槽时要考虑到修边容易去掉，这个方法可有效地解决拉延起皱问题。

3．正确的压料面形状

压料面是工艺补充的一部分，在增加工艺补充时必须正确确定压料面的形状，使压料面各部分进料阻力均匀可靠。要做到这一点，必须要保证拉延深度均匀，因为只有在压料圈将拉延毛坯压紧在凹模压料面上，不形成皱纹或折痕，才能保证拉延件不皱不裂。图6为LG-1左前翼子板拉延模压料面。

在确定压料面时一定要注意以下6点：（1）压料面尽可能按一个平面设置。

（2）压料面尽可能一个方向是曲线的话，另一个方向是直线。（3）压料面尽量避免急剧弯曲。

（4）压料面要尽量降低拉延深度，使形面平缓。

（5）压料面展开长度比凸模展开长度短，材料才能产生拉延。如果压料面展开长度比凸模长，拉延时可能会形成波纹或起皱。

（6）如果压料面是零件本身的凸缘部分，则凹模圆角半径只要根据具体情况确定，因零件圆角半径一般都比较小，直接作为凹模圆角半径不易拉延，必须加大才不会导致拉延时起皱或破裂。加大后的圆角可通过后工序的整形达到产品要求。

4．增加工艺切口或冲工艺孔

轿车外覆盖件在拉延过程中，拉延较深的或有窗口反拉延成形的零件易拉裂，可用增加工艺切口或工艺孔的方法来解决。增加的工艺孔或切口应保证不因材料流动不好、拉应力过小而形成波纹或起皱，故工艺切口或工艺孔必须设置在拉应力大的拐角处，工艺切口或工艺孔的位置、大小、数量和形状需要在调试拉延模时试验确定。

例如：金刚LG-

1、LG-3车型四门外板拉延模、LG-3背门内板拉延模就是通过在反成形和拉延深处的废料区域冲制工艺切口得到圆满解决的。既保证了拉延件的表面质量，又不影响产品形状。一般工艺切口或工艺孔、凹槽应设在废料部分，最后将其修掉。

模具设计时应注意的问题

由于拉延件在拉延时受多方面因素的影响，如压力机精度以及模具制造误差等，造成压料面间隙不均匀，各点的压力不均匀，导致拉延开裂和起皱。增加平衡块的作用是调整压料面的间隙，稳定进料阻力，使材料流动均匀。平衡块数量一般为8个，可以根据不同情况相应增加或减少，用内六角螺钉安装于压边圈上，其间隙调整为最大不产生皱纹，最小不低于板件料厚。

起皱和开裂现象的解决方法 1．零件起皱

拉延件产生凸缘起皱主要是由于拉延时板料受压缩变形而引起的，通常采用提高板料内径向拉应力来消除皱纹，其调整方法如下：

（1）调整压边力的大小

当皱纹在制件四周均匀产生时，应判断为压料力不足，逐渐加大压料力即可消除皱纹。当拉延锥形件和半球形件时，拉延开始时大部分材料处于悬空状态，容易产生侧壁起皱，故除增加压边力外，还应采用增加拉延筋来增大板内径向拉应力，消除皱纹。

（2）调整凹模圆角半径

凹模圆角半径太大，会增大坯料悬空部位，减弱控制起皱的能力，调整时可适当减小凹模圆角半径。

（3）调整压料面的间隙

调整压料面间隙的方法有以下几种：

①图7采用里紧外松的原则，在凹模口直线弯曲变形区和延长变形区应允许压料面稍有里紧外松现象，即里侧间隙应略小于料厚t，外侧间隙应略大于料厚t。因为在此两类区域中，材料变形过程中料厚t或不变或变薄，这样就造成了压料间隙的变化。

材料变形过程中不同区域材料受力情况，延长类变形区在圆周方向径部均受拉应力作用，料厚变薄。随着材料的流动，料厚变薄，压料面间隙相对增大，减少了压料力。当板料流过紧区时，压料面就减弱了压料作用，而里紧外松的压料面则可以均衡压料力。随着材料的流动，压料面始终保持压料作用，防止起皱等缺陷产生。

②图8为采用里松外紧的原则，在压缩变形区中，材料处于径向受拉，切向受压的应力状态，毛坯在圆周方向上产生压缩变形。随着材料的流动，料厚有增大的趋势，这样会使压料面间隙相对减小进而增大进料阻力，材料在拉应力的作用下易于破裂。因此在调模具压料面间隙时应采用里松外紧的方法，消除材料厚度增加对材料变形的不利影响。

拉延模的调整是一项比较复杂和困难的工作，在压料力不易控制的情况下，采取调整拉延间隙的办法可消除因材料厚度变化而引起的压料力变化对材料变形的不利影响，这种方法在调整拉延模时是很有效的。上述压料面间隙调整原则是实际调整拉延模的经验总结，与理论分析相吻合。

2．零件开裂

零件开裂的根本原因在于拉延变形抗力大于简壁开裂处材料的实际有效抗拉强度。在实际的模具调试中，常见解决拉延件破裂的调整方法如下：

①调整压料力，使压料力变小；

②调整拉延间隙，放置一个0.1mm的间隙垫，并使间隙变得均匀；

③调整凹模圆角半径，凹模圆角半径太小，零件易拉裂，加大凹模圆角半径可减小拉裂程度； ④调整凸模圆角半径；

⑤调整凸模与凹模的贴合率（研配）；

⑥毛坯尺寸太大或形状不当，板料质量及润滑不好也会使零件拉裂，故应改变毛坯尺寸或形状，调整冲压工艺；

⑦模具表面粗糙度不足，造成板料流动阻力过大； ⑧把气垫调整低一点； ⑨调整拉延筋阻力；

⑩在实际模具调试过程中，如果以上手段还不能解决开裂问题，与产品协商对拉延件开裂部位，进行局部工艺造型更改。

造成零件开裂的原因很多，在调整时应仔细检查开裂状况、产生的部位，确定产生开裂的拉延行程位置，根据具体情况推断产生开裂的原因，从而制定出解决开裂的具体方案。

结语

拉延模在初次试拉时拉延件又皱又裂，这时必须仔细观察压料面走料的情况，分析各种引起皱裂的原因。如果压料面有压痕，凹模圆角半径处开裂，说明进料困难；如果压料面形成波纹，则开始进料容易，以后由于波纹的产生，材料流动困难，从而产生起皱开裂在实际模具调试中，还可以先对试模板料进行等值网格划分，待拉延完成后观察板料的流动情况。

进料困难一般是由于压料面的进料阻力太大引起的。如果压料面和凹模圆角表面粗糙度值太大，或有反成形，局部拉延落差太大，就要减小机床压边力，适当加大凹模圆角，降低表面粗糙度值和加大拉延筋槽的间隙。如果局部拉延变形太大，有反成形，则要采取增加工艺切口或工艺孔的方法解决。

进料容易主要是由于压料面的进料阻力太小，压料面接触不好，或设计的拉延件工艺性较差所致。如果是压料面问题则要求研修压料面，保证全面接触，另外还要增加机床压边力或增加压边面积。如果是拉延件工艺性较差，则要重新设计拉延件，以拉延出合格产品。

以上仅是从冲压工艺和拉延模设计以及调整等方面讨论了如何防止零件的拉延起皱开裂的问题。引起拉延件起皱开裂的原因很多，我们应该在实际生产中注意观察和总结。

第五篇：钳工技师论文

积碳对发动机的危害与预防

邹 刚 牡丹江机械（厂）有限责任公司 157005 王永彩 牡丹江热电有限公司 15700

5一、积碳的形成

积碳的生成比较复杂，它与发动机结构以及使用燃料和润滑油料的种类、发动机所处工作条件及工况等密切相关。首先是燃油, 汽油在存储、运输过程中, 容易和空气发生氧化反应, 生成胶壮物质, 或者汽油本身胶质的含量就很高, 这些胶质随汽油通过车辆的燃油供给系统进入燃烧室内部, 然后和汽油一同燃烧后,就会使燃油供给系统中的喷油器、发动机的燃烧室、活塞环槽、火花塞、进气门背部、进气道等部位产生很多积碳。其次是拥堵的城市路况, 使车辆始终处于走走停停的状态, 发动机不能高转速运转, 燃油或窜入燃烧室的润滑油也不可能百分之百燃烧, 燃烧的部分燃料在高温和氧的作用下形成胶质, 粘附在发动机内部的零件表面上, 再经过高温作用形成积碳.。积碳的组成成分有润滑油、羟基酸、沥清质、油焦质、碳青质、硫酸盐、硅化合物(来自空气中的灰沙)和微量金属屑 及其化合物等。汽油机使用含铅汽油时，还会含有铅化合物。发动机温度越高，形成的积碳也越硬越紧密，与金属粘接越牢固。

二、积碳对发动机的危害

1、积碳造成冷车故障

在发动机内部的每一处, 积碳都会对发动机的正常工作带来不好的影响。积碳过多时, 冷启动喷油头喷出的汽油会被积碳大量吸收, 导致冷启动的混合气过稀,使得启动困难, 直到积碳吸收的汽油饱和, 才容易着车, 着车后吸附在积碳上的汽油又会被发动机的真空吸力吸入汽缸内燃烧, 又使混合气变浓, 发动机的可燃混合气是稀是浓, 造成冷启动后怠速抖动。由于气温越低, 冷启动所需要的油量越大, 积碳的存在就越会影响冷启动的顺利与否。

2、燃烧室积碳的危害

燃烧室内的积碳过多时, 会使燃烧室的容积变小, 使发动机的压缩比增加形成许多高温热面或热点, 极易点燃混合气，引起早燃和爆燃.。

(1)早燃，由于要消耗一定的功来压缩燃烧工质，使发动机的功率下降(损失

约2 %～15 %)，同时高温工质与壁面接触时间延长，壁面吸收热量明显增加，又引起下一工作循环早燃，早燃的自强化作用使早燃发生越来越早，其结果可能导致活塞烧蚀。更为严重的是，早燃故障在发动机高负荷工作时难以判别，这时发动机潜在着被报废的危险。

(2)爆燃会增加曲轴及活塞连杆组的机械负荷，使发动机磨损加剧；使活塞环断裂，引起拉缸事故；产生冲击波破坏缸壁表面的油膜，恶化活塞—气缸摩擦副的润滑；冲击波加剧了从燃烧产物向壁面的传热作用，使发动机过热，导致燃烧室某些零件如活塞头部边缘、缸盖衬垫、气门头及火花塞绝缘体等被损坏。发动机长时间处于强爆燃工作状态，不仅功率下降，热效率低，油耗增加，甚至会导致活塞脱顶事故。3、气门积碳的危害

(1)气门及其座圈工作面上有积碳, 会引起气门关闭不严而漏气, 在气门头部形成积碳，减少了进气通道断面，影响发动机充气量。进气门背部及进气管内 积炭过多，导致喷入的汽油被积炭吸附而不能进入燃烧室。出现发动机难启动、工作无力以及气门易烧蚀等不良现象;排气门上的积碳可使气门关闭不严，出现漏气，发动机功率下降，排气管放炮。高温颗粒积碳附着在排气门上也会使气门及气门座烧蚀，加剧气门漏气。气门漏气，又使高温燃气冲刷气门及气门座, 这又进一步使气门及气门座烧蚀。

(2)气门导管和气门杆部积碳积胶, 将加速气门杆与气门导管的磨损, 甚至会引起气门杆在气门导管内运动发涩而卡死, 产生粘气门的故障。

4、活塞环槽内积碳的危害

活塞环槽内积碳, 会使活塞环边隙、背隙变小, 甚至无间隙,造成活塞环失去弹性而卡死, 这一方面使活塞环密封性下降, 引起烧机油现象，进而加剧了积碳的生成；另一方面也使活塞环的散热作用减弱，使活塞可能会因高温而烧熔。

5、火花塞、喷油嘴积碳的危害

积碳沉积在火花塞电极间，会使火花塞火花减弱或电极短路而出现失火现象，引起发动机功率下降，燃料消耗增大，且发动机HC化合物排放剧增，发动机动力不足;节气门处的积碳过多时也会造成启动困难及怠速抖动的故障。对于柴油机，在喷油嘴处形成积碳极易堵塞喷孔，使燃油雾化不良，燃烧恶化；还会造

成各缸喷油嘴喷油量的不同, 使发动机抖动或唑车;喷油器内部胶质积炭过多造成喷油器关闭不严或堵塞。

三、预防积碳形成的措施

发动机在工作过程中，积碳不可避免地要生成, 应根据其生成原因及日常使用经验，采取措施，将积碳控制在合理水平。下面介绍几个减少和预防积碳产生的方法。

1、加注高质量的汽油

汽油中的蜡和胶质等杂物是形成积碳的主要成分，所以清洁度高的汽油形成积碳的趋势就弱一些。大家要注意高标号并不等于高质量，也就是说97号的油并不一定比93号的杂质就少，标号只代表油的辛烷值，并不能代表品质和清洁程度。

采用在汽油里添加汽油清洁剂的做法。可有效地防止在金属表面形成积碳结层，并能逐渐活化原有的积碳颗粒慢慢去除，从而保护发动机免受伤害。不过汽油清洁剂的添加一定要慎重，如果加入了伪劣的产品会得到相反的效果。

2、不要长时间怠速行驶

在冷车热车时，怠速时间过长，发动机达到正常温度的时间也就变长，汽油被喷到气门背面后蒸发的速度就慢，积碳也由此而生。一般冷车起步预热2分钟左右就可以了。同时经常怠速行驶，进入发动机的空气流量较小，这样对积碳的冲刷作用变得也很弱，会促进积碳的沉积。所以不要长时间怠速行驶。

3、多跑高速，尽量提高手动挡车的换挡转速

多跑高速的目的就是要利用气流对进气道的冲刷作用来预防产生积碳。另外，提高换挡的转速也与多跑高速有同样效果，把原来在转速2000转时换挡变成2500转换，不但可以有效预防积碳生成，还可以提高汽车的动力性，也避免了换挡转速过低带来的爆振，保护发动机。

4、注意灭车时机

对于装有涡轮增压器的汽车,在高速行驶或是爬坡后不要马上灭车,在怠速运转10分钟后再灭车,因为装有涡轮增压器的汽车其形成积碳的速度比一般自然吸气式的汽车要快数倍。