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冲(chōng)压件回弹的影响因素(sù)和有效(xiào)控制方法
对于各类(lèi)冲压件来说,部落(luò)觉得,拉深模是最不好处理的,因为材料会产生流动,其它的(de)类型,会处理一些,但像尺寸要求高的冲压件,回弹的问(wèn)题有时候也是非(fēi)常头痛(tòng)的,目前部落还(hái)没有看到哪里(lǐ)有准备的回弹(dàn)计算(suàn)公式,一般都是大家凭经验,针对不(bú)同的材料,不同的(de)R角来进行补偿(cháng)处理.当然,产生回弹的(de)影响因素我们都是比(bǐ)较清楚的,如果在修理模(mó)具方面,针对(duì)一些(xiē)状况,我们还是可以找到(dào)有效控(kòng)制回弹方法.
回弹对于汽车冲压件来说是较难(nán)解决的问题,现阶段仅用软(ruǎn)件(jiàn)分析理论回弹补(bǔ)偿量,在产品上增加加(jiā)强筋控制回弹,但这样却(què)不能完(wán)全控制回弹,还需要在模具调试阶段弥补分析回(huí)弹补偿量的不足,增加整形工序。
冲压件回弹(dàn)的影响因素
1. 材料性能
在汽车身(shēn)上(shàng)有不同强(qiáng)度的冲压(yā)件,从普通板材到高强板,不同板材有着不同的(de)屈服强度,板材的(de)屈服强度越高,就越容易出现回弹现象。
厚板料零件的材料一般采用热轧碳素钢板(bǎn)或热轧低合金高强度钢(gāng)板(bǎn)。与冷轧薄板料相比,热轧厚板料的表面质量(liàng)差、厚度(dù)公差大、材料力学性能不稳(wěn)定,并(bìng)且材料的(de)延伸率较低.
2. 材料厚度(dù)
在(zài)成形(xíng)过程中,板料厚度对弯曲性能有很大的影响,随着板料厚度增(zēng)加,回弹现象会逐渐减少,这是因为随着板料厚度增加,参与塑性变形材料增加,进而弹性回复变形也增(zēng)加(jiā),因此,回弹变小。
随(suí)着厚板料零件材料强度级别的不断提高,回弹所(suǒ)造成零件尺寸精度的问题越来越(yuè)严重,模具设计和后期的工艺调试都要求对零(líng)件回弹的性质及大小有所了解,以便采取(qǔ)相应的(de)对策和补(bǔ)救方案。
对于厚(hòu)板料零件,其弯曲半径与板厚之比一般都很小,板厚方向的应力及其应力变化(huà)不容忽视.
3. 零件形状
不同形状的零件回弹差异(yì)很大,形状复杂的零件一般都会增加(jiā)一序整(zhěng)形,防止成形不(bú)到位出现回弹现象,而更有一(yī)部分特殊形状零件比较容易出现回弹现象,如U型零部件,在分(fèn)析成形过程中,必须考虑回弹补偿事(shì)宜。
4. 零件压边力
压边力冲压成形过(guò)程是一项重要的工艺措施,通过不断优化压(yā)边力,可(kě)以调整(zhěng)材(cái)料流动方向,改善材料内(nèi)部应力分布。压边(biān)力增大可以使零件拉延更加充分,特别是(shì)零件(jiàn)侧壁与R角位置,如果成形充分,会使内外应力差减少,从而使回弹减小。
5. 拉延筋
拉延(yán)筋在当今工艺中应用较为广泛,合理的(de)设置(zhì)拉延的位置,能够有效(xiào)地改变材料流动方向及有效分配压料面上的进料阻力,从而提(tí)高材料成形性,在容易出现回弹的(de)零件上设置拉延筋(jīn),会使(shǐ)零件成形更充(chōng)分,应力分布更均(jun1)匀(yún),从而(ér)回弹减小。
冲压件回弹控制方(fāng)法(fǎ)
减少或消除回弹最佳的时机(jī)是在(zài)产品设(shè)计和模具开发阶段。借助分析(xī),准确预测回弹量,对产(chǎn)品设计和(hé)工艺进行优化,利用产品形状、工艺和补偿来减少回弹。而在模具调试阶段,必须严格(gé)按照工艺(yì)分析的指导来试模。与普通SE分析比较(jiào),回弹的分析和(hé)矫正的(de)工作量增(zēng)加了30%~50%,但却可以大大缩短模具调试周期。
回弹是与拉延成形过程紧密相关的。在不同的(de)拉延(yán)条件下(吨位、行程及进料量等),虽然冲压件(jiàn)都没(méi)有成形问(wèn)题,但在(zài)切边后的回(huí)弹会更(gèng)加明显(xiǎn)地显现出(chū)来,回弹分析与拉延成(chéng)形分(fèn)析(xī)使用同样的软件,但关键(jiàn)是如何设置(zhì)分析参数,以及对回弹结果进行有效评估。
异型零件回弹控制
前地板左右门槛(kǎn)制件开发过程中出现回弹4°现(xiàn)象(见图6),图6标注出了制件回弹部位及回弹多(duō)少度。根(gēn)据制件回(huí)弹部位及(jí)回弹度数,做出如图(tú)7所示的对策。在工艺路线上同样增加整形(xíng)4°,增加第三序整(zhěng)形序(xù),同时模具整形镶块材质应用为(wéi)Cr12MoV,硬度需达到HRC58~62。
L型(xíng)零件(jiàn)回弹控(kòng)制
某车型摆臂(bì)加强板(bǎn)制件L型(xíng)制件,一般L形状(zhuàng)制件均为左右对策同模开发,为防止存在侧向力,导致成形制件偏移,左右对称开(kāi)发L型制件回弹整改与(yǔ)U型零件基本一致。
U型零件回弹控制
一般U型零件都容易出现回(huí)弹(dàn),图1为某车型左/右前纵梁内板前部本体制件及在整车上(shàng)搭接关系的示意图,从图1可以看出,此制件在(zài)开发(fā)过程中出现了回弹问题,图2标(biāo)示出(chū)了制件回弹部位及具体的回弹量。经过反复分析,并根据其搭接关系与设计人员沟通,对制件做出更改,增加加强筋(jīn)长度(dù),在模具本身增加整形序,预定整形1~
3.5 mm.
工艺排(pái)序增加整形序,制件整个侧壁全部整形,保证制件无回弹现象(xiàng)发生。如图5所以,组后翻边(biān)侧冲序增加整形镶块,而且模具镶块(kuài)全部用Cr12MoV材质,保证处理淬火硬度达到HRC58~62。最(zuì)终确定此方案,按照此方案更改模具,现场验证成形制件无回弹现象出(chū)现。
根据以往开发车型的经验,可以确定容易回弹制(zhì)件明细,对(duì)此类制件应用的开发流程。
另外(wài),目(mù)前通(tōng)用的解(jiě)决板(bǎn)料冲压回弹的(de)工艺措施做法有如下面几点:
1、校正弯曲
校(xiào)正弯曲力(lì)将使冲压力集中在弯曲变(biàn)形(xíng)区(qū),迫使(shǐ)内层金属受(shòu)挤压(yā),被校正后,内外层都被伸长,卸载后挤压两(liǎng)区的回弹趋(qū)势相抵可以减小回弹。
2、热处理
在弯曲前进行退火,降低其硬度和屈服应(yīng)力(lì)可减小回弹,同时也降(jiàng)低了弯曲(qǔ)力,弯曲(qǔ)后再淬硬。
3、过度弯曲
弯曲生产中(zhōng),由于弹性恢复,板料的变形角度及半径会变大,可以采用(yòng)板料变形程度超出理论变(biàn)形(xíng)程度的方式来减小回弹。
4、热弯
采(cǎi)用(yòng)加热弯曲,选择合适(shì)温度,材料有足够的时间软化,可(kě)以减小回弹量。
5、拉弯
该方法是在板料弯曲的同时施加切向拉力(lì),改变板料内部的应(yīng)力状态和分布(bù)情况,让整个断面处于塑性拉伸变形范(fàn)围内,这些卸载(zǎi)后,内外层的回弹趋势相互抵(dǐ)消(xiāo),减小了回弹。
6、局部压缩
局(jú)部压缩工艺是通过减薄外侧板料的厚度(dù)来增加外侧板料的长度,使内外层的回(huí)弹趋势相互抵消。
7、多次弯曲(qǔ)
将弯曲成形分成多次来进行(háng),以消除回弹。
8、内(nèi)侧圆角钝化
从弯曲部位的(de)内侧进行压(yā)缩,以消除回弹。当板形U形弯曲时,由于两侧对称弯曲,采用这种方法效果(guǒ)比较(jiào)好。
9、变整(zhěng)体拉延成为部分弯曲成形
将零(líng)件(jiàn)一部分采(cǎi)用弯曲成形后再通过拉延(yán)成形以减少回弹(dàn)。这种方(fāng)法(fǎ)对二维形(xíng)状简单的产品有效。
10、控制残余应力
拉延时在工具的表面增(zēng)加局部的凸包形状,在(zài)后(hòu)道工序时再(zài)消除增加(jiā)的形状,使材料内(nèi)的残余应力平衡(héng)发生(shēng)变化,以消除回弹(dàn)。
11、负回弹
在加工(gōng)工具表面时,设法使板料(liào)产生负向回弹。上模返(fǎn)回(huí)后(hòu),制件通过回弹而达到要(yào)求的形状(zhuàng)。
12、电磁法
利用电磁脉冲冲击材料表面,可以(yǐ)纠正由于回弹造成(chéng)的形状和尺寸误差。