揭秘冲压拉延模具核心要素之一：拉延筋的类型、作用与设计原则
引言与拉延筋概述
拉延筋是在板料冲压成形过程中，用于控制金属板料流动的重要结构元素，拉延筋的设计是冲压模具设计的关键技术之一，它广泛应用于薄板成形，有着悠久的历史。
拉延筋通常由两部分组成：上模的凸筋和下模上的凹槽。拉延筋的作用原理是板料通过拉延筋时将产生两种阻力：板料与拉延筋的摩擦力和板料通过拉延筋时产生的弯曲与反弯曲变形力。
拉延筋的形状有多种，如半圆形、矩形、多边形和异形等，每种形状对材料的产生阻力与应变的影响不同。有时候还会设计多道筋的组合，有些像战场上的多道防线，也有些像导流的多级水坝，拉延筋的总体目的就是要板料按照设计师的意图进行流动。
拉延筋的主要作用
拉延筋是汽车覆盖件拉延模中不可或缺的元素，概括而言，其主要作用就是为板料流动增加阻力，展开而言其作用包括：
增加板料流动阻力：拉延筋可以增大板料流动时的阻力，有助于控制材料的流动，防止起皱现象的发生。
调节板料流动阻力的分布：通过合理布置拉延筋，可以在板料流动过程中不同位置形成不同的阻力，从而实现对板料流动的精确控制。在材料容易流动的部位应多设置拉延筋，以防止板料成形不充分、制件起皱和回弹后造成暗坑缺陷。相反，在材料流动困难的部位，如门内板A/B柱与门槛位置相交的区域，一般不加或少加拉延筋，以防止制件出现缩颈和开裂问题。
增强板料的塑性变形：拉延筋能够加剧板料的塑性变形，减小回弹，提高制件拉延成形以后的刚性。
降低对压料面的磨损：拉延筋的设置可以降低对压料面的磨损，延长模具的使用寿命。
改善板料表面质量：拉延筋外侧已经起皱的板料在通过拉延筋时，能够在一定程度上得到矫平，从而改善板料的表面质量。
节约板料成本：通过合理的拉延筋设计，可以在一定范围内节约板料成本，提高材料的利用率。
提高制件成形的刚性：拉延筋的设置有助于提高制件成形的刚性，避免在成形过程中产生裂纹或变形。
防止板料起皱和拉裂：合理设置拉延筋可以有效地控制板料的流动，防止起皱和拉裂，提高产品的质量和产量。
拉延筋的设计原则
上述是拉延筋的作用，那么他的设计原则又是什么呢？概括而言可以有以下几个方面：
拉延筋高度：在设计初期，应确保拉延筋的高度足够大，以便为后续模具调试留出余地，避免因高度不足导致烧焊问题。同时，拉延筋的高度应根据制件不起皱的要求进行调整。
拉延筋阻力：为了保证冲压件的尺寸精度和刚度，需要设置较大的拉延筋阻力。此时，拉延筋和筋槽的半径应尽可能小，但半径过小可能会导致拉延件表面刮伤，增加制件返修和擦模时间。因此，筋和筋槽的R角应不小于R2，同时可以适当增加拉延筋的高度以补偿因增大筋槽圆角半径而引起的阻力损失。
拉延筋表面处理：为了提高拉延筋的使用寿命和减少制件生产过程中的拉毛和积屑瘤问题，拉延筋和筋槽表面应保持光滑、无棱角，并进行淬火处理，以确保淬火硬度不低于55HRC。
拉延筋宽度和高度：对于深拉延和成形困难的拉延模，钢板件和铝板件的拉延筋宽度分别为10mm和12mm，高度分别为5mm和6mm。
拉延筋的布置：拉延筋应设置在上模压料面上，拉延筋槽应设置在下模压边圈的对应位置。在材料容易流动的部位应多设置拉延筋，以防止板料成形不充分、起皱和回弹后造成暗坑缺陷。在材料流动困难的部位，一般不加或少加拉延筋，以防止制件出现缩颈和开裂问题。
拉延筋的数量和形状：在设置多道拉延筋的部位，如果拉延筋的高度需要变化，可以由模腔内侧向外逐渐减低，即所谓的“内高外低”原则。
拉延筋的方向：拉延筋设置时必须保证与板料流动方向垂直，并且必须垂直于水平面，不能垂直于压料面，否则，工序件在冲压方向存在负角，会导致一系列问题：如加工不便利，拉延取件困难，后序因切边负角而叠料。
以上原则有助于确保冲压模具的高效运行和冲压件的质量。在实际设计过程中，还需要结合具体的材料属性、产品形状和生产要求进行细致的调整和优化。
