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衝壓件回彈的影響因素和有效控製方法
對於各類衝壓件來說,部落覺得,拉深模是最不好處理的,因為材料(liào)會產生流動,其它的類型,會處理一些,但像尺寸要求高的衝壓件,回彈的問題有時候(hòu)也是非(fēi)常頭痛的,目前部落還沒有看到哪裏有(yǒu)準備的回彈計(jì)算公式,一般都是大家憑經驗,針對不同的材(cái)料,不同的R角來(lái)進行補償處理(lǐ).當然,產生回彈的影響因素我們(men)都是比較(jiào)清楚的,如果在(zài)修理模具方麵,針對一些狀(zhuàng)況(kuàng),我們還是可以找到有(yǒu)效控製回彈方法(fǎ).
回彈對(duì)於汽車衝壓(yā)件來說是較難解決的問題,現(xiàn)階段僅用軟件分析理論回彈補償(cháng)量,在產品上(shàng)增加加(jiā)強筋控製回彈,但這樣卻不能完全控製回彈,還需(xū)要在模具調試階段彌補分(fèn)析回彈補償量的不足,增加整形工序。
衝壓件回彈的影響因素
1. 材料性(xìng)能
在汽車身上有(yǒu)不同強度的衝壓件,從普通板材到高(gāo)強板,不同板材有著不同的屈服強度,板材的屈服強度越高,就越容易(yì)出現回彈現象。
厚板料零件的材料一般采用熱軋碳素鋼板或(huò)熱軋低合金高強度鋼板。與冷(lěng)軋薄板料相比,熱軋厚板料的表麵質量差(chà)、厚度公差大、材料力學性(xìng)能不穩定,並且材料的延伸率較低(dī).
2. 材料厚度
在成形(xíng)過程中,板料厚度對彎曲性能有很(hěn)大的影響,隨著板料厚度增加,回彈現象會(huì)逐漸減少(shǎo),這(zhè)是因為隨著板料厚度增加,參與塑性變形材料增加,進而彈性回複變形(xíng)也增加(jiā),因此,回彈變(biàn)小。
隨著厚板料(liào)零件材料強度級別的不斷提高,回彈所造成零件尺寸精度的問(wèn)題越來越嚴(yán)重,模具設計和後期的工藝調試都要求對(duì)零件回(huí)彈的性質及大小有所了解,以便采取相應(yīng)的對策(cè)和(hé)補救方案。
對於厚板料零件,其彎(wān)曲半徑與板厚之比一般都很小,板厚方向的應力及其應(yīng)力(lì)變化不容忽視.
3. 零件(jiàn)形狀
不同形狀的零件回彈差異很大,形狀複雜的零件一般都會增加一序整形,防止成形不到位(wèi)出現回彈現象,而更有一部分特殊形狀零件比較容易出現回彈現象(xiàng),如U型零部件,在分析成形過程中,必須考慮回彈補償事宜。
4. 零件壓邊力
壓邊力衝壓成形過程是一項重(chóng)要的工藝措施,通過(guò)不斷優化壓邊力,可(kě)以調整材料流動方向,改善材料內部應力分布。壓邊力增大可以使零件拉延更加充分,特別是零件(jiàn)側(cè)壁與R角位置(zhì),如果成形充分,會使內外應(yīng)力差減少,從而(ér)使回彈減小。
5. 拉延筋
拉延筋在當今工藝中應用較為廣泛,合理的設置拉延的位置,能(néng)夠有效地(dì)改(gǎi)變材料流動(dòng)方向及有效(xiào)分配壓料麵上的進料阻力,從(cóng)而提高材料成形性,在容易出現回彈的零(líng)件上設置拉延(yán)筋,會使零件成形更充分,應(yīng)力分布更均勻,從而回彈減小(xiǎo)。
衝壓件回彈控製方法
減少或消除回彈最佳的時機是在產品設計(jì)和模具開發階段。借助分析,準確(què)預測回彈量,對產品設計和工藝進行優化,利用產(chǎn)品形狀、工藝和補償來減少回(huí)彈。而在模具調試階段,必須嚴格按照工藝分析的指導來試(shì)模。與普通SE分析比較,回彈的分(fèn)析(xī)和矯正的工(gōng)作量增加了30%~50%,但卻可以大大縮短模具調試周期(qī)。
回彈是與拉(lā)延成形(xíng)過程緊密相關的。在不同的拉延條件下(噸位、行程(chéng)及進(jìn)料量等),雖然衝壓件都(dōu)沒有成形問題,但在(zài)切(qiē)邊後的回彈會更加明顯地顯(xiǎn)現出來,回彈分析與拉延成形分析使用同樣的軟件(jiàn),但關鍵是如何設置分析參數,以及對回彈結果進行(háng)有效(xiào)評(píng)估。
異型零件回彈控製
前地板左右門檻製件開發過程中出現回彈4°現象(見圖6),圖6標注出(chū)了(le)製件回彈部位(wèi)及回彈多少度。根據製件回彈部位及回(huí)彈度數,做出如圖7所示的對策(cè)。在(zài)工藝路線上同樣增加整形4°,增加第三序整形(xíng)序,同時模具整形鑲塊材質應用為Cr12MoV,硬度需達到HRC58~62。
L型零件回彈控(kòng)製
某車型擺臂加強(qiáng)板製件L型(xíng)製件(jiàn),一般(bān)L形狀(zhuàng)製件均為左右對(duì)策同模開發,為防止存在側向力,導致成形製件(jiàn)偏移,左(zuǒ)右對稱開發L型製件回彈整改與U型零件基本一致。
U型(xíng)零(líng)件回彈控製
一般U型零件都容易出現回彈,圖1為某車型左/右前縱梁內板前(qián)部本體製(zhì)件及在整車上搭接關係的示意圖(tú),從圖(tú)1可以看出,此製(zhì)件在開(kāi)發過程中出現了回彈問題,圖2標示出了製件回彈部位及具體的回彈量。經過反複(fù)分析,並根(gēn)據其搭接關係與設計(jì)人員溝通,對製件做出更改(gǎi),增(zēng)加加強筋長度,在模具本身增加整形序,預定整形1~
3.5 mm.
工藝排序增加整形序,製件整個側壁全部整形(xíng),保證製件無回彈現(xiàn)象發生。如圖5所以,組後翻邊側(cè)衝序增加整形鑲塊,而且模具鑲塊全(quán)部用Cr12MoV材質,保證(zhèng)處(chù)理淬火硬度達(dá)到HRC58~62。最終確定此方案,按(àn)照此方案更改模具,現場驗證成形製(zhì)件無回彈現象出現。
根據以往開發車型的經驗,可(kě)以確定容易回彈製件明細,對此類製件應用的開發流程。
另外(wài),目前通用的解決板料衝壓回彈的工藝措施做法有如下(xià)麵幾點:
1、校正彎曲(qǔ)
校正彎曲力將使衝壓力集中在彎曲變形區(qū),迫使內層金屬受(shòu)擠壓,被校正後,內外層都被伸長,卸載後擠壓兩區的回彈趨勢相抵可以減小回彈。
2、熱處理
在彎曲前進行退(tuì)火,降低其硬度和屈(qū)服應力可減小回彈,同時也(yě)降低了彎曲力,彎曲後再淬硬。
3、過度彎曲
彎曲生產中,由於彈性恢複,板料的變形角度及半徑會變大,可以(yǐ)采用板料(liào)變(biàn)形程度超出理論變形程度的方式來減小回彈(dàn)。
4、熱彎(wān)
采用加(jiā)熱彎曲,選擇合適溫度,材料有足夠的時間軟化(huà),可以減小回彈量(liàng)。
5、拉彎
該方法是在板料(liào)彎曲(qǔ)的同時施加切向拉力,改變板料內部的應(yīng)力狀態和分(fèn)布情況,讓整個(gè)斷麵(miàn)處於塑性拉(lā)伸變形範圍內,這(zhè)些卸載後(hòu),內外層的回彈趨勢相互抵(dǐ)消(xiāo),減小了(le)回彈。
6、局部壓縮
局部壓縮工藝(yì)是通過減(jiǎn)薄外側板(bǎn)料的厚度來增加外側板料的長度,使內外層的回彈趨勢相互抵消。
7、多次彎曲
將彎曲成形分成多(duō)次來(lái)進行,以消除回彈。
8、內側圓(yuán)角鈍化
從彎曲部位的(de)內側進行(háng)壓縮,以消除回(huí)彈。當板形U形彎曲時,由於兩側對稱彎曲,采用這種方法效(xiào)果比較好。
9、變整體拉延成為部分彎曲成形
將零件一部分采用彎曲成形後再通過拉延成形以減少回彈。這種方法對二維形狀簡單(dān)的產品有效。
10、控製殘餘應力
拉延時在工具(jù)的表麵增加局部的凸包形狀(zhuàng),在後道工序時再消除增加的形狀,使材料內的殘餘(yú)應(yīng)力平衡發生(shēng)變化,以消除回彈。
11、負回彈
在加工工具表麵時,設法使板料產生負(fù)向回彈。上模返回(huí)後,製件通過回彈而達到要求(qiú)的形狀。
12、電磁(cí)法
利用電磁脈衝衝(chōng)擊材料表麵,可以糾正由於回彈造成的形狀和尺寸誤差。