[一]、冲压件制件起皱的原因
(1)五金冲压件制件拉伸太深,落差较大。导致板料流动过快,造成起皱。
(2)型面剧烈变化与多处型面交汇处极易聚料,造成起皱。
(3)拉伸过程中,制件凹R角过大,走料过程中凸R角压不住料,造成起皱。
(4)工艺方法不合理,在有些部位明确起皱情况下未加吸皱筋、斜槽等。
(5)顶缸压力过小,导致压料面压不住料,引起起皱。
(6)板料尺寸优化不合理,出现某些要料的地方料少,造成板料走料时该处未压料导致起皱。
(7)凸、凹模间隙不合理。
(8)拉伸筋位置,尺寸布置不合理,研合不到位。
(9)生产中润滑过度。
(10)需伸展的制件采用成形工艺,而非拉伸。
总之,不管是制件原因,还是工艺原因,走料不均匀是制件起皱的根本原因,压料面各部分进料阻力均匀是拉伸件不起皱甚至开裂的重要。调整凸、凹模,凹模与压边圈之间的间隙,凸、凹模间隙的调整可以参考如下方法:压料间隙采用里紧外松的原则。
在凹模口直线弯曲变形区和伸长变形区应允许压料面稍有里紧外松现象,里侧间隙应略小于料厚t,外侧间隙应略大于料厚t。因为在这两类区域中,材料由于拉伸变形过程中产生料厚t不变或变薄,这样就造成了压料面间隙的变化。为材料变形过程中不同区域材料受力情况,伸长类变形区在圆周方向径部均受拉应力作用,料厚变薄。随着材料的流动,料厚变薄,压料面间隙相对增大,减少了压料力。当板料流过紧区时,压料面与材料与贴合均匀,这样,控制了进料速度,压料面均衡了压料力。
随着材料的移动,压料面始终保持压料作用,此过程可以防止起皱等缺陷产生。
[二]、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。