衝壓是汽車四大工藝之一,在航空、汽車、拖拉機、電機電器、精密儀器儀表等工業佔有十分重要的加工地位。據初步統計,僅汽車製造業差不多有60%——75%的零件是採用冷衝壓加工工藝製成的。那麼,衝壓件常見的零件成型問題有哪些呢?今天就讓小編來具體介紹一下。
在底盤件中,很多零部件也都應用到衝壓工藝,例如一些護板、擺臂、副車架等。後期衝壓件很多問題都是由於前期設計的不合理導致的,所以作為一名合格的產品設計工程師,也要懂得各種工藝。下面我們就要討論下衝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、表面質量(塌陷、滑移、衝擊)
一、起皺問題
主要原因:
由於板料的厚度方向的尺寸和平面方向上的尺寸相差較大,造成厚度方向不穩定,當平面方向的應力達到一定程度時,厚度方向失穩,從而產生起皺現象。
1、材料堆集起皺。進入凹模腔內材料過多變成的皺紋;
2、失穩起皺;
a.板料厚度方向約束力弱的壓縮凸緣失穩;
b.在不均勻的拉伸部位失穩而產生的皺紋。
解決方法:
1、產品設計方面:
A、檢查原始產品模型設計的合理性;
B、避免產品出現鞍形形狀;
C、產品易起皺部位增加吸料筋等等;
2、衝壓工藝方面:
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、用內筋方式舒皺;
E、提高壓料力,調整拉延筋、衝壓方向,增加成形工序、板料厚度,改變產品及工藝造型以吸收多餘材料等方法;
3、材料方面:在滿足產品性能的情況下,對於一些易起皺的零件,採用成形性較好的材料 。
二、開裂
主要原因:
開裂:主要是由於材料在拉伸過程中,應變超過其極限,而形成失穩。
1、材料抗拉強度不足而產生的破裂,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,經應變時效脆化又加重,並且成形時的殘餘應力作用引起的製件晚起破裂;
4、材料受拉伸彎曲既而又彎曲折回以致產生破裂,多產生於凸筋或凹摸口處;
5、條紋狀裂紋。由於材料內有雜質引起的裂紋,一般平行於板料扎制方向。
解決方法:
1、材料方面:採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、調整拉延筋參數;
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、調整壓料力;
三、回彈
由於影響回彈的因素很多,例如:材料、壓力、模具狀態等等,實際生產中很難解決。目前,解決回彈常用下面幾種方法:
1、補償法。其原理是根據彎曲成形後板料的回彈量的大小預先在模具上作出等於工件回彈量的斜度,來補償工件成形後的回彈(經驗和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部的應力狀態和分佈情況,使應力分佈較為均勻,減少回彈量;
3、採用成形性較好的材料。
四、表面質量
主要原因:
主要類型:衝擊線、滑移線、塌陷、暗坑、表面扭曲等
對於外板零件來說,外表面產生的缺陷是不允許的。
衝擊線、滑移線主要是由於在衝壓過程中,板料和模具接觸後,在應力集中處摩擦造成的表面劃痕。塌陷、暗坑、表面扭曲主要是由於零件變形不充分,局部材料應變較小,外力釋放後出現的缺陷。
解決方法:
消除衝擊線,可以通過改變衝壓圓角、凹模圓角,增加拉延深度,更改壓料面等方法。
消除滑移線,可以通過改變產品形狀(左右對稱)、增大阻力等方式。
消除塌陷、表面扭曲,應瞭解零件在變形區所產生應力梯度的等級,儘量保證產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瞭解材料的流動情況,為更好的解決零件成形時產生的缺陷提供幫助。
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
閱讀更多 衝壓之家 的文章