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衝壓件回彈的影響(xiǎng)因素和有效控製方法
對於各類衝壓件來說,部落(luò)覺得(dé),拉深模是最不好處理的,因為(wéi)材料會產生流動,其它的類型,會處(chù)理一些,但像尺寸要求高的衝壓件,回彈的問題有時候也是非常頭痛的,目前部落還(hái)沒有看到哪裏有準備的回彈計算(suàn)公式,一般都是大家(jiā)憑經驗,針對不同的(de)材料(liào),不同的(de)R角來進行補償(cháng)處理(lǐ).當(dāng)然,產生回彈的影響因素我們(men)都是比較清楚的,如果在修理模具方麵,針對一些狀況,我們還是可以找到有效控(kòng)製回彈方法.
回彈對於汽車衝壓件來說是較難解決的問(wèn)題,現階段僅用軟件(jiàn)分析(xī)理論回彈補償量,在產品上增加加強筋控製回彈,但這樣卻不能完全控製回彈(dàn),還需要在模(mó)具調試階段彌補分析回彈補償量的不(bú)足(zú),增加整形工序。
衝壓件回彈的影響因素
1. 材料性能
在汽(qì)車身上有不同強度的衝壓件,從普通板材到高強板,不同板(bǎn)材有著不同的屈服強度,板材的(de)屈服強度越高,就越容易出現回彈現象(xiàng)。
厚板料零件的材料一般采用(yòng)熱軋碳素鋼(gāng)板或熱軋低合金高強度鋼板。與冷(lěng)軋薄板料相比,熱(rè)軋厚板料的表麵質量差、厚度公差(chà)大、材料力學性能不穩定,並且材料的延伸率較低.
2. 材料厚度
在成形過程(chéng)中,板料厚度對彎曲性能有很大(dà)的影響,隨著板料厚度增加,回彈現象會逐漸減少,這是因為隨(suí)著板料厚度增加,參與塑(sù)性(xìng)變形材料增加,進而彈性回複變形也增加,因此,回彈變小。
隨著(zhe)厚板料零件材料強度級別的不斷提高(gāo),回彈(dàn)所造(zào)成零件尺寸精度的問題越來越嚴重,模具設(shè)計和(hé)後期的工藝調試都要求對零件回彈的性(xìng)質及大小有(yǒu)所了解,以便采取相應的對(duì)策和補救方案。
對於厚板料零件,其彎曲半徑與板厚之比(bǐ)一般都很小,板厚方向(xiàng)的應力及其應力變化不容忽視.
3. 零件(jiàn)形狀
不同形狀的零件回彈差異很大(dà),形狀複(fù)雜的零(líng)件一般(bān)都會增加一序整形(xíng),防止成(chéng)形(xíng)不到位出現回彈現象,而更有一部分特殊形狀零件比較容易出現回(huí)彈現(xiàn)象,如(rú)U型零部件,在分析成形過程中,必須(xū)考(kǎo)慮(lǜ)回彈補償事宜。
4. 零件(jiàn)壓邊力
壓邊力衝壓(yā)成形過程是一(yī)項重要的工藝措施,通過不斷優化壓邊(biān)力,可以調整材料流動方(fāng)向,改善材料內部應力(lì)分(fèn)布。壓邊(biān)力增大可以使零件拉延更加充分(fèn),特別是零件側壁與R角(jiǎo)位(wèi)置,如果成形充分,會使內外應力差減少,從(cóng)而使回彈(dàn)減小。
5. 拉延筋
拉延筋在(zài)當今工藝中應用(yòng)較為廣(guǎng)泛,合理的設置拉(lā)延的位置,能夠(gòu)有效地改變材料流動方向及有效分配壓料麵上的進(jìn)料阻力,從而提(tí)高材料成形性,在容易出現回彈的零件上設置拉延(yán)筋(jīn),會使零件成形更充分,應力分布更均勻(yún),從而(ér)回彈減(jiǎn)小。
衝壓件回彈控製方法
減少或消除回(huí)彈最(zuì)佳的時機是(shì)在產品設計和模具開發(fā)階段。借助分析,準確預測回彈量,對產品設計和工藝進行(háng)優化(huà),利用產品形狀、工藝和補償來減少回彈。而在模具調試階段,必須嚴格按照工藝分析的指導(dǎo)來試模。與普通SE分析比較,回彈的分析和矯正的工作量增加了30%~50%,但卻可以大(dà)大縮短模具調試周期(qī)。
回彈是(shì)與拉延成形過程緊密相關的。在不同的拉延條件下(噸位、行程(chéng)及進料量等),雖(suī)然衝壓件都沒有成形問題,但在切邊後的回彈會更加明顯地顯現出來,回彈分析與(yǔ)拉延成形分析使用同樣的軟件,但關鍵是如何設置分(fèn)析(xī)參數,以及對回彈結果進行有效評估(gū)。
異型零(líng)件(jiàn)回彈控(kòng)製
前地板左右(yòu)門檻製件開發過程中出現回彈4°現象(見圖6),圖6標注出了製件回彈部位及回彈多少度。根據製件回彈部(bù)位及回彈度數,做出如圖7所示的對策。在工藝(yì)路線上同樣增加整形4°,增加第三序整形序,同(tóng)時模具整形鑲塊材質應用為Cr12MoV,硬度需達到HRC58~62。
L型零件回彈控製
某車型擺臂加(jiā)強板製件L型製件,一般L形狀製件均為左右對策同(tóng)模開(kāi)發,為防止存在側向力,導致成形製件偏移,左右對稱開發L型製件回(huí)彈整(zhěng)改與U型零件(jiàn)基本一致。
U型零件回彈控製
一般U型零件都容易出現回彈,圖1為(wéi)某車型左/右前(qián)縱梁(liáng)內板前部本體製件及在整車上搭接關係(xì)的(de)示意圖,從圖1可以看出,此(cǐ)製件在開發過程中(zhōng)出現了回彈問題,圖2標(biāo)示出了製件回(huí)彈部位及具體(tǐ)的回彈量。經過反複分析,並根據其搭接關(guān)係與設計人員溝通,對製件做出更改,增加加(jiā)強筋長度,在模具本身(shēn)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,保證製件無回彈現象發生。如圖5所以,組後翻邊(biān)側衝序增加整形鑲塊,而且模具鑲塊全部用Cr12MoV材質,保證處理淬火硬(yìng)度達到(dào)HRC58~62。最終確定(dìng)此方案(àn),按照此方案更改(gǎi)模具,現場驗(yàn)證成形製件無回彈現象出現。
根據以往開發車型的經驗,可以確定容易回彈製件明細,對此(cǐ)類製件應用的開發流程。
另外,目前通用的解決板料衝壓回彈(dàn)的工藝措施做法有如下麵幾點:
1、校(xiào)正彎曲
校正彎(wān)曲力將使衝(chōng)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(dōu)被伸長,卸載後擠壓兩區的回彈趨勢相抵可以減小(xiǎo)回彈。
2、熱處理
在彎曲前進行退火,降低其硬度和屈服應力可減小回彈(dàn),同時也降低了彎曲(qǔ)力(lì),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,可以采用板料變形程度超出理(lǐ)論(lùn)變(biàn)形(xíng)程度的方式來減小回彈。
4、熱彎(wān)
采(cǎi)用加熱彎曲,選(xuǎn)擇合適溫度,材料(liào)有足夠的時間(jiān)軟化,可以減(jiǎn)小回(huí)彈量。
5、拉彎
該方法(fǎ)是在板料彎曲的同時施加切向拉力,改(gǎi)變板料內(nèi)部的應力狀(zhuàng)態和分布情況,讓整個(gè)斷麵處於塑性(xìng)拉伸變(biàn)形範圍內,這些卸載後,內外層的回彈趨勢(shì)相互(hù)抵消,減小了回彈。
6、局部壓縮
局部壓縮(suō)工藝是通過減薄外側板料的厚度來增加外側板料的長度(dù),使(shǐ)內外層的回彈趨勢相互抵消。
7、多次彎曲
將彎曲成形(xíng)分成多次來進行,以消除回彈(dàn)。
8、內側圓角鈍化
從彎曲部位的內(nèi)側進行壓縮,以消除回彈。當板形(xíng)U形彎曲(qǔ)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(yán)成為部分彎曲成形
將零件一部分采用彎曲成(chéng)形後再通過拉延成形以減少(shǎo)回彈。這種方法對二維形狀簡(jiǎn)單的產(chǎn)品有效。
10、控製殘餘應力
拉延時在工具的表麵增加局部的凸包形狀,在後道工序時再消除增加的形狀,使材料內的殘餘應力平衡發生變化,以消除回彈。
11、負回彈
在(zài)加工工具表(biǎo)麵時(shí),設法使板料產生負向回彈。上模返回(huí)後,製件通過(guò)回彈而(ér)達到要求的形狀。
12、電磁法
利用電磁脈衝衝擊材料表麵,可以糾正(zhèng)由於回彈造成的形狀和尺寸誤差。