冲压件起皱叠料面品缺陷不仅影响制件外观,而且对焊接、装配均产生不同程度的影响,导致整车品质下降,另外起皱叠料问题本身会造成模具的使用寿命降低,因此 预防和严格控制起皱叠料问题的发生。本文针对冲压件常见的起皱叠料问题通过案例进行分析问题发生原理,总结解决思路及方法。
起皱叠料定义:起皱叠料是板料在拉伸成形过程中流动过快或者流动不畅,内应力无法释放,产生的局部板料堆积,出现褶皱现象,严重者出现叠料。
起皱叠料问题的影响因素及整改方法
1、拉伸筋
拉伸筋作用:
(1)增大进料阻力,提高材料塑性变形增加拉伸件的刚度。
(2)调整压料面上各部分阻力调节进料阻力的分布。使拉伸件的外轮廓上的直线部分与圆角曲线部分的进料阻力均匀,材料流动均匀。
(3)增加径向拉应力,减少切向压应力,防止压料面起皱。
(4)降低对压料面精度的要求,提高拉伸稳定性。在容易起皱的部位适当放拉伸筋,可扩大调压范围,减小气垫压力波动的影响。
通过调整拉伸筋位置、数量、形状可板料的流动速度,从而解决制件起皱问题。
案例:某车型前顶灯安装支架由于拉伸高度较深,采用二次拉伸工艺,在 次拉伸时没有设置拉伸筋,拉伸时板料进料阻力小,流动,造成侧壁起皱。通过施加2段拉伸筋(长度:50mm,高度5mm,宽度3mm),起皱问题。
2、模具间隙
起皱产生机理:模具间隙不均,成形时上下模的挤压过程为间隙小的部位板料受挤压力大,间隙大的部位受挤压力小,板料在模腔内向间隙大的部位聚集,从而产生起皱或者叠料。
案例:某车型后尾灯外护板调试过程中出现起皱问题,分析成形过程,凸模向下运动接触制件,挤压过程中制件两侧板料向中部间隙大的部位运动。凸凹模间隙为1.5mm,料厚0.7mm,板料流动,产生积料,导致制件型面起皱。
整改方法:序凸凹模设计间隙为:(0.9~1.2)×t,需调整凸凹模间隙,以凸模为基准,对凹模进行补焊研合,使凸凹模间隙值为0.7mm。冲压时,板料流动顺畅,型面平顺,起皱问题。
3、压边力
起皱产生机理:压边力小,不能将板料压实,成形过程中板料流动速度较快,造成起皱问题。调整压边力的方式单动拉伸与双动拉伸中有所不同,常见单动拉伸中通过调整气垫压力大小、顶杆行程、平衡块等方式来达到所需压边力;双动拉伸一般通过调整压力机外滑块4个角上的调整螺母,达到所需要的压边力。
案例:某车型冲压件在拉伸中(单动拉伸)右下角部位起皱。分析原因为压边力小,不能将板料压实,板料流动速度较快,拉伸不充分。调试过程中在起皱位置对应的顶杆连接杆及调压垫之间增加了0.3mm垫片,增加压边力,起皱问题。另外还要确认板料尺寸,如果板料设计尺寸过小,制件在拉伸过程中不能压紧料,板料流动,也会形成起皱,通常 道拉伸筋外有5mm宽的料。
4、制件结构
起皱产生机理:制件结构存在积料区,成形过程中板料向积料区流动,积料区不能释放应力,造成板料起皱叠料,通常有两种解决形式:
形式1:工艺缺口。
案例:某车型前防撞梁立柱本体翻边处叠料,叠料处为收缩翻边,弧度两侧板料均向中间移动,产生多料区。此类问题一般的解决方法为在叠料处开工艺缺口,切掉多余的料,叠料问题。
形式2:吸料筋。此种形式用在制件要求不宜增开工艺缺口的多料区。
案例:某车型B柱加强板在SE分析时,拉伸起皱。起皱部位在成形过程中产生的余料没有空间释放,导致板料聚集,产生褶皱。此类型问题常用的整改方法是在多料区增加吸料筋,将多余的材料做成美观的筋,了皱的问题。
5、工艺排布
起皱产生机理:制件成形工艺排布影响板料的流向趋势,排布不合理,板料流动不顺畅,就会造成起皱的风险。
案例:某车型后围侧围连接板左右件对称,设计工艺为左右制件对称拉伸,此工艺排布经过SE成形分析,在制件的拐角处出现褶皱区。分析原因为制件的走料趋势为从四周向中间聚积,造成制件拐角部位积料严重,引起起皱叠料。需要对工艺结构进行 改,使走料方向变 ,制件拐角部位板料向外扩散。对 改后的工艺排布进行SE拉伸分析,起皱问题。
冲压件起皱叠料现象在冲压品质缺陷中占有很大比重,解决起皱的方法很多,工艺人员在遇到起皱问题,要通过起皱发生的位置、板料流动情况等排查造成起皱问题的 根本原因,选择 佳的方案解决问题。本文只对常见的一些起皱现象进行分析及对策,为工艺人员在提升冲压件品质过程中提供参考。