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沖壓零件成形常見問題

 宋洋sy 2019-02-20

在底盤件中,很多零部件也都應用到?jīng)_壓工藝,例如一些護板、擺臂、副車架等。后期沖壓件很多問題都是由于前期設計的不合理導致的,所以作為一名合格的產(chǎn)品設計工程師,也要懂得各種工藝。下面我們就要討論下沖壓零部件成形的一些常見問題。一般零件成形常見問題主要有:1、起皺;2、開裂;3、回彈;4、表面質(zhì)量(塌陷、滑移、沖擊)

一、起皺問題

主要原因:

由于板料的厚度方向的尺寸和平面方向上的尺寸相差較大,造成厚度方向不穩(wěn)定,當平面方向的應力達到一定程度時,厚度方向失穩(wěn),從而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象。

1、材料堆集起皺。進入凹模腔內(nèi)材料過多變成的皺紋;

2、失穩(wěn)起皺;

  a.板料厚度方向約束力弱的壓縮凸緣失穩(wěn);

  b.在不均勻的拉伸部位失穩(wěn)而產(chǎn)生的皺紋。

解決方法:

1、產(chǎn)品設計方面:

   A、檢查原始產(chǎn)品模型設計的合理性;

   B、避免產(chǎn)品出現(xiàn)鞍形形狀;

   C、產(chǎn)品易起皺部位增加吸料筋等等;

2、沖壓工藝方面:

   A、合理安排工序;

   B、檢查壓料面和拉延補充面的合理性;

   C、檢查拉延毛坯、壓料力、局部材料流動情況的合理性;

   D、用內(nèi)筋方式舒皺;

   E、提高壓料力,調(diào)整拉延筋、沖壓方向,增加成形工序、板料厚度,改變產(chǎn)品及工藝造型以吸收多余材料等方法;

3、材料方面:在滿足產(chǎn)品性能的情況下,對于一些易起皺的零件,采用成形性較好的材料 。

二、開裂






主要原因:

開裂:主要是由于材料在拉伸過程中,應變超過其極限,而形成失穩(wěn)。

1、材料抗拉強度不足而產(chǎn)生的破裂,如靠凸、凹模園角處,局部受力過大而破裂;

2、材料變形量不足而破裂,在脹形變形時,靠凸模頂部產(chǎn)生的破裂,或凸緣伸長變形流入引起的破裂;

3、時效裂紋:即嚴重成形硬化部分,經(jīng)應變時效脆化又加重,并且成形時的殘余應力作用引起的制件晚起破裂;

4、材料受拉伸彎曲既而又彎曲折回以致產(chǎn)生破裂,多產(chǎn)生于凸筋或凹摸口處;

5、條紋狀裂紋。由于材料內(nèi)有雜質(zhì)引起的裂紋,一般平行于板料扎制方向。

解決方法:

1、材料方面:采用拉延性能較好的材料;

2、減少應變方面:

A、選擇合理的坯料尺寸和形狀;

B、調(diào)整拉延筋參數(shù);

C、增加輔助工藝(切口等);

D、改善潤滑條件;

E、修改工藝補充面;

F、調(diào)整壓料力;

三、回彈


由于影響回彈的因素很多,例如:材料、壓力、模具狀態(tài)等等,實際生產(chǎn)中很難解決。目前,解決回彈常用下面幾種方法:

1、補償法。其原理是根據(jù)彎曲成形后板料的回彈量的大小預先在模具上作出等于工件回彈量的斜度,來補償工件成形后的回彈(經(jīng)驗和CAE模擬);

2、拉彎法。是在板料彎曲的同時施加拉力來改變板料內(nèi)部的應力狀態(tài)和分布情況,使應力分布較為均勻,減少回彈量;

3、采用成形性較好的材料。

四、表面質(zhì)量

主要原因:

主要類型:沖擊線、滑移線、塌陷、暗坑、表面扭曲等

對于外板零件來說,外表面產(chǎn)生的缺陷是不允許的。

沖擊線、滑移線主要是由于在沖壓過程中,板料和模具接觸后,在應力集中處摩擦造成的表面劃痕。塌陷、暗坑、表面扭曲主要是由于零件變形不充分,局部材料應變較小,外力釋放后出現(xiàn)的缺陷。

解決方法:

消除沖擊線,可以通過改變沖壓圓角、凹模圓角,增加拉延深度,更改壓料面等方法。

消除滑移線,可以通過改變產(chǎn)品形狀(左右對稱)、增大阻力等方式。

消除塌陷、表面扭曲,應了解零件在變形區(qū)所產(chǎn)生應力梯度的等級,盡量保證產(chǎn)品塑性變形的均勻性。同時通過增大阻力,提高局部形狀應變等手段。

當然現(xiàn)在隨著CAE仿真及應用,越來越多的缺陷能夠在模擬中被識別出來。例如:通過成形的切線位移場可以了解材料的流動情況,為更好的解決零件成形時產(chǎn)生的缺陷提供幫助。

而且越來越多的主機廠開展同步工程,設計部門、工藝部門、供應商等一起進一步將失效形式控制在設計階段。

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