冲压件缺陷的影响因素同设计的原则

发布时间:2022-05-02  发布者:ZZJ

  一、冲压缺陷的影响因素
  汽车金属制件在冲压成型过程中,可能会存在起皱、断裂、回弹等典型缺陷u,导致冲压缺陷的因素可归结为以下几点:
  1、材料性能
  理论上,通常应用成型曲线(FLD)表示板料成形性能,其中金属材料的应变硬化指数n和厚向硬度指数r对曲线拟合效果影响显著。在冲压变形中,应变硬化指数n越高,变形裕度越大,材料承载能力越强,但材料加工硬化能力随之增强,且易发生颈缩缺陷。厚向硬度指数r越大,材料拉伸性能越好,整体厚度变形均匀,金属板材一般具有较好的成形性。
  2、模具参数
  不同冲压方法应采用不同类型模具,同时对模具材料要求也有差异。模具表面硬度和粗糙度会对制件拉毛缺陷产生影响。模具工作表面有划伤,模具材料内部含有杂质,都会影响制件表面质量,使其产生拉伤、压痕等缺陷。
  凸、凹模之间的间隙,对冲压件质量有着重要的影响。若间隙过小,凸、凹模之间的材料会被二次剪切,断面出现较长的毛刺;若间隙过大,材料的弯曲与拉伸增大,容易形成确定厚度的毛刺,且制件会产生翘曲变形。因此,凸、凹模间隙应均匀合理。
  此外,凸、凹模圆角半径,对拉深件质量有着显著影响。若半径过大,板料与模具间的接触面积会减少,即板料处于悬空状态,进而易于产生起皱缺陷;若半径过小,板料挤压作用和摩擦阻力增大,制件表面容易产生断裂缺陷。
  因而,凸、凹模圆角半径选取不宜过大,也不能过小。
  3、工艺条件
  影响冲压缺陷的工艺参数主要包括压边力、冲压速度、拉延筋的设置、润滑油的使用以及成型工序的设定等。
  压边力过小以及压边圈上的润滑油过多,都会增大进料速度,进而引起板料起皱缺陷;压边力太大以及润滑条件不好,会引起凸模与材料相对滑动减弱,导致危险断面变薄破裂;由于大型制件结构的不对称性,板料在成型时材料流入速度不一致,因而需要在压边圈上设置拉延筋以控制不同区域的板料流入速度,使冲压件深受均匀变形;冲压工序的设置不是固定的,针对同一个零件,不同厂家可能会给出不同的工艺方案,但基本坚持一个原则,即在结构不发生干涉的情况下,尽可能采用较少的工序加工生产。
  另外,随着计算机技术的发展,目前可利用autoform/abaqus等多种CAE分析软件对冲压工艺过程进行数值模拟,优化工艺过程及参数,以降低冲压工艺缺陷,降低生产成本。
  二、冲压件设计的原则
  ⑴设计的冲压件满足产品使用和技术性能,并能便于组装及修配。
  ⑵设计的冲压件有利于提高金属材料的利用率,减少材料的品种和规格,尽可能降低材料的消耗。在允许的情况下采用价格适宜的材料,尽可能使零件做到无废料及少废料冲裁。
  ⑶设计的冲压件形状简单,结构合理,以有利于简化模具结构、简化工序数量,即用少、简单的冲压工序完成整个零件的加工,减少再用其他方法加工,并有利于冲压操作,便于组织实现机械化与自动化生产,以提高劳动生产率。
  ⑷设计的
冲压件,在保护能正常使用情况下,尽量使尺寸精度等级及表面粗糙度等级要求低一些,并有利于产品的互换,减少废品、保护产品质量稳定。
  ⑸设计的冲压件,应有利于尽可能使用现有设备、工艺装备以及工艺流程对其进行加工,并有利于冲模使用寿命的延长。

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