?五金沖壓件廣泛的應(yīng)用于我們生活當(dāng)中的各個(gè)領(lǐng)域。五金沖壓就是利用沖床及模具將不銹鋼,鐵,鋁,銅等板材及異性材使其變形或斷裂,達(dá)到具有一定形狀和尺寸的一種工藝。
1.沖壓材料力學(xué)性能
在汽車身上有不同強(qiáng)度的五金沖壓件,從普通板材到高強(qiáng)板,不同板材有著不同的屈服強(qiáng)度,板材的屈服強(qiáng)度越高,就越容易出現(xiàn)回彈現(xiàn)象,特別是DP系列雙相高強(qiáng)鋼。
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2.沖壓材料厚度
在成形過程中,板料厚度對(duì)彎曲性能有很大的影響,隨著板料厚度增加,回彈現(xiàn)象會(huì)逐漸減少,這是因?yàn)殡S著板料厚度增加,參與塑性變形材料增加,進(jìn)而彈性回復(fù)變形也增加,因此,回彈變小。
隨著厚板料零件材料強(qiáng)度級(jí)別的不斷提高,回彈所造成零件尺寸精度的問題越來越嚴(yán)重,模具設(shè)計(jì)和后期的工藝調(diào)試都要求對(duì)零件回彈的性質(zhì)及大小有所了解,以便采取相應(yīng)的對(duì)策和補(bǔ)救方案。
3.沖壓零件形狀及復(fù)雜程度
不同形狀的零件回彈差異很大,形狀復(fù)雜的零件一般都會(huì)增加一序整形,防止成形不到位出現(xiàn)回彈現(xiàn)象,而更有一部分特殊形狀零件比較容易出現(xiàn)回彈現(xiàn)象,如U型零部件,在分析成形過程中,必須考慮回彈補(bǔ)償事宜。
4.模具零件的脫料板壓邊力
模具脫料板壓邊力沖壓成形過程是一項(xiàng)重要的工藝措施,通過不斷優(yōu)化壓邊力,可以調(diào)整材料流動(dòng)方向,改善材料內(nèi)部應(yīng)力分布。壓邊力增大可以使零件拉延更加充分,特別是零件側(cè)壁與R角位置,如果成形充分,會(huì)使內(nèi)外應(yīng)力差減少,從而使回彈減小。
5.模具拉延筋
模具拉延筋在當(dāng)今工藝中應(yīng)用較為廣泛,合理的設(shè)置拉延的位置,能夠有效地改變材料流動(dòng)方向及有效分配壓料面上的進(jìn)料阻力,從而提高材料成形性,在容易出現(xiàn)回彈的零件上設(shè)置拉延筋,會(huì)使零件成形更充分,應(yīng)力分布更均勻,從而回彈減小。
五金沖壓件回彈控制方法
減少或消除沖壓回彈極佳的時(shí)機(jī)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具開發(fā)階段。借助前期CAE回彈分析,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)回彈量,對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝進(jìn)行優(yōu)化,利用產(chǎn)品形狀、工藝和補(bǔ)償來減少回彈。而在五金模具調(diào)試階段,必須嚴(yán)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%,但卻可以大大縮短模具調(diào)試周期。
回彈是與拉延成形過程緊密相關(guān)的。在不同的拉延條件下(噸位、行程及進(jìn)料量等),雖然沖壓件都沒有成形問題,但在切邊后的回彈會(huì)更加明顯地顯現(xiàn)出來,回彈分析與拉延成形分析使用同樣的軟件,但關(guān)鍵是如何設(shè)置分析參數(shù),以及對(duì)回彈結(jié)果進(jìn)行有效評(píng)估。
沖壓件異型零件回彈控制及L型零件回彈控制
某車型擺臂加強(qiáng)板制件L型制件,一般L形狀制件均為左右對(duì)策同模開發(fā),為防止存在側(cè)向力,導(dǎo)致成形制件偏移,左右對(duì)稱開發(fā)L型制件回彈整改與U型零件基本一致。
U型零件沖壓回彈控制。一般U型零件都容易出現(xiàn)回彈,例如部分車型的左/右前縱梁內(nèi)板前部本體制件,此制件在開發(fā)過程中出現(xiàn)了回彈問題。經(jīng)過反復(fù)分析,并根據(jù)其搭接關(guān)系與設(shè)計(jì)人員溝通,對(duì)制件做出更改,增加加強(qiáng)筋長(zhǎng)度,在模具本身增加整形序,預(yù)定整形1~
3.5mm。沖壓工藝排序增加整形序,制件整個(gè)側(cè)壁全部整形,保證制件無回彈現(xiàn)象發(fā)生。如圖5所以,組后翻邊側(cè)沖序增加整形鑲塊,而且模具鑲塊全部用Cr12MoV材質(zhì),保證處理淬火硬度達(dá)到HRC58~60。確定此方案,按照此方案更改模具,現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證成形制件無回彈現(xiàn)象出現(xiàn)。根據(jù)以往開發(fā)車型的經(jīng)驗(yàn),可以判斷部分汽車模具的回彈。
另外,目前通用的解決板料五金沖壓回彈的工藝措施做法有如下面幾點(diǎn):
1、校正彎曲
校正彎曲力將使沖壓力集中在彎曲變形區(qū),迫使內(nèi)層金屬受擠壓,被校正后,內(nèi)外層都被伸長(zhǎng),卸載后擠壓兩區(qū)的回彈趨勢(shì)相抵可以減小回彈。
2、過度彎曲
彎曲生產(chǎn)中,由于彈性恢復(fù),板料的變形角度及半徑會(huì)變大,可以采用板料變形程度超出理論變形程度的方式來減小回彈。
3、拉彎
該方法是在板料彎曲的同時(shí)施加切向拉力,改變板料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)和分布情況,讓整個(gè)斷面處于塑性拉伸變形范圍內(nèi),這些卸載后,內(nèi)外層的回彈趨勢(shì)相互抵消,減小了回彈。
4、局部壓縮
局部壓縮工藝是通過減薄外側(cè)板料的厚度來增加外側(cè)板料的長(zhǎng)度,使內(nèi)外層的回彈趨勢(shì)相互抵消。
5、多次彎曲
將彎曲成形分成多次來進(jìn)行,以消除回彈。
6、內(nèi)側(cè)圓角鈍化
從彎曲部位的內(nèi)側(cè)進(jìn)行壓縮,以消除沖壓回彈。當(dāng)板形U形彎曲時(shí),由于兩側(cè)對(duì)稱彎曲,采用這種方法效果比較好。
7、變整體拉延成為部分彎曲成形
將五金沖壓零件一部分采用彎曲成形后再通過拉延成形以減少回彈。這種方法對(duì)二維形狀簡(jiǎn)單的產(chǎn)品有效。
8、控制殘余應(yīng)力
五金模具在拉延時(shí)在工具的表面增加局部的凸包形狀,在后道工序時(shí)再消除增加的形狀,使材料內(nèi)的殘余應(yīng)力平衡發(fā)生變化,以消除回彈。
9、放負(fù)回彈
沖壓加工的工件設(shè)法使板料產(chǎn)生預(yù)留的負(fù)向回彈。上模返回后,制件通過回彈而達(dá)到要求的形狀。