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摘要：在网格上拉凸，容易产生破裂的原因是由于在拉深过程中每个网格受力变形程度不同，导致变形最大的网格最先屈服并断裂。如何将凸台总的拉深变形尽可能均匀地分散在每个拉深网格上，是解决该工程难题的关键。
关键词：网格拉凸;模具;拉延;冲压速度
一、改善背景
电脑箱体零件和许多不锈钢或铁制箱体零件上，一般在两侧边开有许多散热网孔而形成网格散热面。为支撑两铝质网状饰盖，需要在网格面上拉深两凸台，因此凸台高度和凸台的平面面积是重要的功能尺寸。
图中网格厚度即材料厚度为0.8mm、宽度为0.8mm，要在如此细小的网格上拉4.4mm深凸台的确有相当大的困难。图1所示为图纸要求合格凸台侧视形状。
在模具开发之前，模具设计单位已预见到网格破裂之隐患，并向客户提出设计更改建议，要求增加网络宽度，而客户认为网格加宽，会影响电脑散热效果，因此拒绝更改产品设计，但允许放大凸台拉深圆角，以改善拉深条件。
模具在组立完成后，试模的结果是拉凸网格总有部分断裂。在放大拉深圆角降低冲压速度之后，网格破裂状况才有所好转，但仍有7%左右的不良率。
模具导入初期生产所存在的问题：
1）该产品采用600T冲床生产，实际产能未达到冲床设定产能50%，造成单件生产成本（工费）上升。
2）为防止不良品流入下工站，在生产过程中需投入2人全检，造成人力成本上升。
3）检出的不良品（约7%）无法重工，只能报废，原材料浪费增加，造成材料成本上升。
4）有的产品网格实际已拉断，只是离断面之间分离不明显，不易被捡出。不良品容易流入下工站，导致品质风险上升。
5）加大了凸台圆解半径，相应凸台面积也就减少了，因此对铝质网状饰盖（上下饰盖）支撑作用随之降低，当上下饰盖受到压力时容易凹陷变形，导致产品品质水准总体降低。
二、原因分析：
网格拉凸实际上是属于拉延工艺。拉延是把平面的毛料或工序件变为曲面的冲压工艺，曲面主要依靠位于凸模底部材料延伸形成。
能造成网格断裂的因素经分析可能存在于以下四个方面：
1）材料
材料塑性直接反映拉深性能，材料塑性差，延展率低，拉延性能则差。不同材料，具有不同塑性;相同的材料在不同状态或者成份微小差异时都会带来材料塑性的变化，因此材料的品质，是否造成网格断裂的一个因素。
2）产品设计
网格截面率（宽度/厚度）是决定拉延程度的一个重要因素。网格截面率越小，所能承受的变形最就越小，网格就越容易拉断;凸台设计高度越大，其拉延变形最越大，网格也同样易拉断。
3）成形条件
冲压速度高低决定了网格在拉延过程中受力是否均匀平稳。冲速越快，网格受力以及变形越不均匀，网络越容易拉断;使用适当的拉深油，能使网格因润滑而受拉均匀，增强网格的拉延能力。
4）模具设计
冲压工艺和模具结构不合理，是导致网格断裂重要原因。由于网孔较密，网孔冲制只能分在不同工步冲出，无法保证网格宽度均匀一致。而原设计所采用的一次成型工艺无法保证每个网格均匀受力，故偏窄的网格容易被拉断。
三、改善对策
在材料和产品设计方面的改善主要取决于客户，既然产品有一定的良率，说明在客户设计方面包括材料选用以及凸台高度设定方面都应该是合理的。
在成型条件方面，降低速度可降低不良率，但这不是冲压生产所要改善的方向;在连续模生产中使用拉深油也存在产品必需增加可能产生重工油污的制程，无法满足大量制造的需求。
因此只能将改善方向锁定在工艺改善方面。改善关健点在于：
如何保证每个网格在拉深拉延过程中能受力均匀，尽量让总拉深变形量均匀分散至每个网格上，使每个网格变形是不超过拉深极限是改善的关健。
改善设想：
将原设计的一次拉深成型改为分成多次拉深来控制个网格形量，在形成多级台阶凸出口后通过整形达到蓝图形状和尺寸要求。
改善实施：
根据凸台形状、大小，决定采用二次拉深加一次整形的新工艺冲制凸台。
第一步：拉深浅凸台，其外形尺寸与最后凸台相同，高度高于原凸台一半（约0.2-0.4mm）
第二步：在第一次拉深凸台上再次拉深一小凸台，其外形尺寸（面积）约为第一次拉深凸台的一半，凸台高度为原高度的一半。
第三步：将前两步拉制台阶式凸台通过整形，冲制成蓝图要求的形状。在高度方向通过回压0.2-0.4mm来消除拉深应力，防止凸台自行回弹，保证凸台尺寸精度。
第一步拉深时模具结构图中。凸模固定于夹板上，凹模（下模）安装强力顶底。在拉深时，位于凸模下端网格被压住，没有拉伸变形，而靠近侧边的网格发生微小变形;而位于侧边上的网格侧有充分的受拉变形。
为第二步拉深时模具结构图中。脱料板安装压料块，与下模凹模入块一起将第一次拉深过的网格压住，而下模顶底则采用轻力弹簧，只起脱料作用，而不起压料作用。这样，第一次未被拉深或未被充分拉深的网格在此次得到拉深。
整形模具结构中。上、下模整形块分别装在脱料板和下模板上，整形不需压料，网格只要形状改变，无需再拉深。如果网格在前两次拉深中无破裂，则整形过程中也不会出破裂。
四、改善后状况
该改善实施后，效果明显，表现在以下几方面：
1）网格断裂现象完全消除。
2）以前被放大的凸臺圆角半径已缩小到蓝图的要求，凸台形状也恢复到蓝图形状要求。
图1为改善后的凸台侧向照片，与改善前图2对比凸台平面面积明显增多。
图1
图2
3）生产冲速可达38SPM，净产能可提升到0800PCS/H，产能比导入初期提升了80%。
4）取消了全检动作，节省人力2人。
五、改善意义
1）此次改善，不仅解决了网格破裂问题，也为其它拉深改善提供了一个方向，具有一定的推广性。
2）未来在Desk Top产品设计方面，客户会从成本和环保等方面考量，以铁制外观件取代塑料外观件已成为一种趋势，这将对铁制外观件技术提出更高的要求，因此该项技术应用会有广阔前景。
作者简介：
谭文平（1972～），男，湖南株洲人，高级工程师，主要从事汽车覆盖件、电脑机箱机壳、消费性电子类产品及模具相关技术方面的研究与管理工作。
课题项目：受湖南省车辆工程重点建设学科资助，项目编号：湘教通（2012）594号。
关键词：网格拉凸;模具;拉延;冲压速度
一、改善背景
电脑箱体零件和许多不锈钢或铁制箱体零件上，一般在两侧边开有许多散热网孔而形成网格散热面。为支撑两铝质网状饰盖，需要在网格面上拉深两凸台，因此凸台高度和凸台的平面面积是重要的功能尺寸。
图中网格厚度即材料厚度为0.8mm、宽度为0.8mm，要在如此细小的网格上拉4.4mm深凸台的确有相当大的困难。图1所示为图纸要求合格凸台侧视形状。
在模具开发之前，模具设计单位已预见到网格破裂之隐患，并向客户提出设计更改建议，要求增加网络宽度，而客户认为网格加宽，会影响电脑散热效果，因此拒绝更改产品设计，但允许放大凸台拉深圆角，以改善拉深条件。
模具在组立完成后，试模的结果是拉凸网格总有部分断裂。在放大拉深圆角降低冲压速度之后，网格破裂状况才有所好转，但仍有7%左右的不良率。
模具导入初期生产所存在的问题：
1）该产品采用600T冲床生产，实际产能未达到冲床设定产能50%，造成单件生产成本（工费）上升。
2）为防止不良品流入下工站，在生产过程中需投入2人全检，造成人力成本上升。
3）检出的不良品（约7%）无法重工，只能报废，原材料浪费增加，造成材料成本上升。
4）有的产品网格实际已拉断，只是离断面之间分离不明显，不易被捡出。不良品容易流入下工站，导致品质风险上升。
5）加大了凸台圆解半径，相应凸台面积也就减少了，因此对铝质网状饰盖（上下饰盖）支撑作用随之降低，当上下饰盖受到压力时容易凹陷变形，导致产品品质水准总体降低。
二、原因分析：
网格拉凸实际上是属于拉延工艺。拉延是把平面的毛料或工序件变为曲面的冲压工艺，曲面主要依靠位于凸模底部材料延伸形成。
能造成网格断裂的因素经分析可能存在于以下四个方面：
1）材料
材料塑性直接反映拉深性能，材料塑性差，延展率低，拉延性能则差。不同材料，具有不同塑性;相同的材料在不同状态或者成份微小差异时都会带来材料塑性的变化，因此材料的品质，是否造成网格断裂的一个因素。
2）产品设计
网格截面率（宽度/厚度）是决定拉延程度的一个重要因素。网格截面率越小，所能承受的变形最就越小，网格就越容易拉断;凸台设计高度越大，其拉延变形最越大，网格也同样易拉断。
3）成形条件
冲压速度高低决定了网格在拉延过程中受力是否均匀平稳。冲速越快，网格受力以及变形越不均匀，网络越容易拉断;使用适当的拉深油，能使网格因润滑而受拉均匀，增强网格的拉延能力。
4）模具设计
冲压工艺和模具结构不合理，是导致网格断裂重要原因。由于网孔较密，网孔冲制只能分在不同工步冲出，无法保证网格宽度均匀一致。而原设计所采用的一次成型工艺无法保证每个网格均匀受力，故偏窄的网格容易被拉断。
三、改善对策
在材料和产品设计方面的改善主要取决于客户，既然产品有一定的良率，说明在客户设计方面包括材料选用以及凸台高度设定方面都应该是合理的。
在成型条件方面，降低速度可降低不良率，但这不是冲压生产所要改善的方向;在连续模生产中使用拉深油也存在产品必需增加可能产生重工油污的制程，无法满足大量制造的需求。
因此只能将改善方向锁定在工艺改善方面。改善关健点在于：
如何保证每个网格在拉深拉延过程中能受力均匀，尽量让总拉深变形量均匀分散至每个网格上，使每个网格变形是不超过拉深极限是改善的关健。
改善设想：
将原设计的一次拉深成型改为分成多次拉深来控制个网格形量，在形成多级台阶凸出口后通过整形达到蓝图形状和尺寸要求。
改善实施：
根据凸台形状、大小，决定采用二次拉深加一次整形的新工艺冲制凸台。
第一步：拉深浅凸台，其外形尺寸与最后凸台相同，高度高于原凸台一半（约0.2-0.4mm）
第二步：在第一次拉深凸台上再次拉深一小凸台，其外形尺寸（面积）约为第一次拉深凸台的一半，凸台高度为原高度的一半。
第三步：将前两步拉制台阶式凸台通过整形，冲制成蓝图要求的形状。在高度方向通过回压0.2-0.4mm来消除拉深应力，防止凸台自行回弹，保证凸台尺寸精度。
第一步拉深时模具结构图中。凸模固定于夹板上，凹模（下模）安装强力顶底。在拉深时，位于凸模下端网格被压住，没有拉伸变形，而靠近侧边的网格发生微小变形;而位于侧边上的网格侧有充分的受拉变形。
为第二步拉深时模具结构图中。脱料板安装压料块，与下模凹模入块一起将第一次拉深过的网格压住，而下模顶底则采用轻力弹簧，只起脱料作用，而不起压料作用。这样，第一次未被拉深或未被充分拉深的网格在此次得到拉深。
整形模具结构中。上、下模整形块分别装在脱料板和下模板上，整形不需压料，网格只要形状改变，无需再拉深。如果网格在前两次拉深中无破裂，则整形过程中也不会出破裂。
四、改善后状况
该改善实施后，效果明显，表现在以下几方面：
1）网格断裂现象完全消除。
2）以前被放大的凸臺圆角半径已缩小到蓝图的要求，凸台形状也恢复到蓝图形状要求。
图1为改善后的凸台侧向照片，与改善前图2对比凸台平面面积明显增多。
图1
图2
3）生产冲速可达38SPM，净产能可提升到0800PCS/H，产能比导入初期提升了80%。
4）取消了全检动作，节省人力2人。
五、改善意义
1）此次改善，不仅解决了网格破裂问题，也为其它拉深改善提供了一个方向，具有一定的推广性。
2）未来在Desk Top产品设计方面，客户会从成本和环保等方面考量，以铁制外观件取代塑料外观件已成为一种趋势，这将对铁制外观件技术提出更高的要求，因此该项技术应用会有广阔前景。
作者简介：
谭文平（1972～），男，湖南株洲人，高级工程师，主要从事汽车覆盖件、电脑机箱机壳、消费性电子类产品及模具相关技术方面的研究与管理工作。
课题项目：受湖南省车辆工程重点建设学科资助，项目编号：湘教通（2012）594号。