工件拉傷問(wèn)題


引伸(拉延、拉伸)，彎曲、翻邊、薄板輥壓成型等類(lèi)模具，其共同特點(diǎn)是工件在成型過(guò)程中，模具與被加工材料的接觸表面要產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。一般而言，被加工材料以各類(lèi)鋼鐵材料及各類(lèi)鍍層鋼板居多，而模具一般由鋼鐵制成。此類(lèi)工況存在的一個(gè)很大問(wèn)題是成型過(guò)程中，工件和模具表面易產(chǎn)生拉傷，也有稱(chēng)為拉毛、劃傷、或拉絲的。拉傷的后果是影響產(chǎn)品的外觀和產(chǎn)品的質(zhì)量。一些場(chǎng)合，工件表面拉傷，即是廢品。拉傷嚴(yán)重時(shí)形成咬死現(xiàn)象，無(wú)法進(jìn)行正常生產(chǎn)。成型工作壓力比較大或奧氏體不銹鋼類(lèi)材料成型時(shí)拉傷現(xiàn)象表現(xiàn)得尤為嚴(yán)重。對(duì)于此種現(xiàn)象，目前國(guó)內(nèi)還缺乏較系統(tǒng)的研究，對(duì)其解決方法的選擇缺乏有效的指導(dǎo)原則，而國(guó)外則相反。本文結(jié)合筆者多年的科研和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就此問(wèn)題進(jìn)行分析，并對(duì)其解決方法進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹。


2工件拉傷問(wèn)題的實(shí)質(zhì)及解決拉傷問(wèn)題的基本措施


工件成型過(guò)程中拉傷問(wèn)題分以下兩種狀況，一種情況是由于模具的宏觀機(jī)械凹凸不平或被成型材料與模具之間夾雜其它硬質(zhì)顆粒，都會(huì)在工件表面形成機(jī)械的切削。此種情況在實(shí)際生產(chǎn)中可能會(huì)出現(xiàn)，其解決方法是完善模具設(shè)計(jì)和制模時(shí)對(duì)模具表面進(jìn)行仔細(xì)研磨加工，并加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)境的管理。本文以下主要討論另一種情況的拉傷問(wèn)題。


另一種情況是由于工件表面與模具表面粘著磨損[1]而形成的拉傷，也是生產(chǎn)中最常見(jiàn)的又不容易解決的一種狀況，以下詳細(xì)分析粘著磨損的產(chǎn)生及減少粘著磨損的一些基本措施。

成型類(lèi)模具加工工件時(shí)，模具與被加工材料表面相互接觸并相對(duì)滑動(dòng)，組成一對(duì)接觸副或摩擦副。由于材料表面不可能是完全平整的，總存在可以測(cè)到的粗糙度，所以真正的接觸只發(fā)生在微觀接觸面上。分析表明，微觀真實(shí)接觸面積只是名義上的幾何接觸面積的一個(gè)小部分，由此微觀接觸面范圍內(nèi)產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，這些應(yīng)力由于切向相對(duì)運(yùn)動(dòng)還會(huì)加強(qiáng)，以致受到負(fù)荷作用的粗糙面凸峰發(fā)生彈性或彈塑性變形，這樣摩擦副雙方表面的吸附層或反應(yīng)層會(huì)遭到破壞，結(jié)果使暴露在表面的原子鍵聯(lián)結(jié)或多或少地得到加強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為粘著作用。當(dāng)磨擦副發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種原子鍵又會(huì)相互脫開(kāi)，原子鍵脫開(kāi)并不一定都在原始微觀接觸處斷開(kāi)，而有可能在磨擦副雙方表面層附近斷開(kāi)，其結(jié)果是材料從磨擦副的一方轉(zhuǎn)移到磨擦副的另一方上去，這就是所謂的粘著磨損[1]。實(shí)驗(yàn)證明，出現(xiàn)粘著磨損的磨擦副的表面非常粗糙，并有拉傷，其程度與法向力，磨擦副之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度以及溫度等負(fù)荷參數(shù)有關(guān)。當(dāng)以上負(fù)荷參數(shù)超過(guò)了臨界值時(shí)，粘著磨損突然加劇，出現(xiàn)所謂膠合現(xiàn)象，極端情況摩擦副間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)停止，出現(xiàn)咬死現(xiàn)象。由上分析可見(jiàn)，工件成型時(shí)表面出現(xiàn)拉傷或咬死現(xiàn)象就是粘著磨損所引起的結(jié)果。

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