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沖壓模具中的回彈怎么解決?

發布時間:2020-01-17 11:17:21 星期五
摘要:

對于各類沖壓件來說,拉深模是最不好處理的,因為材料會產生流動,其它的類型,會處理一些,但像尺寸要求高的沖壓件, […]

對于各類沖壓件來說,拉深模是最不好處理的,因為材料會產生流動,其它的類型,會處理一些,但像尺寸要求高的沖壓件,回彈的問題有時候也是非常頭痛的,目前部落還沒有看到哪里有準備的回彈計算公式,一般都是大家憑經驗,針對不同的材料,不同的R角來進行補償處理.當然,產生回彈的影響因素我們都是比較清楚的,如果在修理模具方面,針對一些狀況,我們還是可以找到有效控制回彈方法.

回彈對于汽車沖壓件來說是較難解決的問題,現階段僅用軟件分析理論回彈補償量,在產品上增加加強筋控制回彈,但這樣卻不能完全控制回彈,還需要在模具調試階段彌補分析回彈補償量的不足,增加整形工序。

 

沖壓件回彈的影響因素

1. 材料性能

在汽車身上有不同強度的沖壓件,從普通板材到高強板,不同板材有著不同的屈服強度,板材的屈服強度越高,就越容易出現回彈現象。

厚板料零件的材料一般采用熱軋碳素鋼板或熱軋低合金高強度鋼板。與冷軋薄板料相比,熱軋厚板料的表面質量差、厚度公差大、材料力學性能不穩定,并且材料的延伸率較低.

2. 材料厚度

在成形過程中,板料厚度對彎曲性能有很大的影響,隨著板料厚度增加,回彈現象會逐漸減少,這是因為隨著板料厚度增加,參與塑性變形材料增加,進而彈性回復變形也增加,因此,回彈變小。

隨著厚板料零件材料強度級別的不斷提高,回彈所造成零件尺寸精度的問題越來越嚴重,模具設計和后期的工藝調試都要求對零件回彈的性質及大小有所了解,以便采取相應的對策和補救方案。

對于厚板料零件,其彎曲半徑與板厚之比一般都很小,板厚方向的應力及其應力變化不容忽視.

3. 零件形狀

不同形狀的零件回彈差異很大,形狀復雜的零件一般都會增加一序整形,防止成形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彈現象,如U型零部件,在分析成形過程中,必須考慮回彈補償事宜。

4. 零件壓邊力

壓邊力沖壓成形過程是一項重要的工藝措施,通過不斷優化壓邊力,可以調整材料流動方向,改善材料內部應力分布。壓邊力增大可以使零件拉延更加充分,特別是零件側壁與R角位置,如果成形充分,會使內外應力差減少,從而使回彈減小。

5. 拉延筋

拉延筋在當今工藝中應用較為廣泛,合理的設置拉延的位置,能夠有效地改變材料流動方向及有效分配壓料面上的進料阻力,從而提高材料成形性,在容易出現回彈的零件上設置拉延筋,會使零件成形更充分,應力分布更均勻,從而回彈減小。

 

沖壓件回彈控制方法

減少或消除回彈最佳的時機是在產品設計和模具開發階段。借助分析,準確預測回彈量,對產品設計和工藝進行優化,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試周期。

回彈是與拉延成形過程緊密相關的。在不同的拉延條件下(噸位、行程及進料量等),雖然沖壓件都沒有成形問題,但在切邊后的回彈會更加明顯地顯現出來,回彈分析與拉延成形分析使用同樣的軟件,但關鍵是如何設置分析參數,以及對回彈結果進行有效評估。

異型零件回彈控制

前地板左右門檻制件開發過程中出現回彈4°現象(見圖6),圖6標注出了制件回彈部位及回彈多少度。根據制件回彈部位及回彈度數,做出如圖7所示的對策。在工藝路線上同樣增加整形4°,增加第三序整形序,同時模具整形鑲塊材質應用為Cr12MoV,硬度需達到HRC58~62。

L型零件回彈控制

某車型擺臂加強板制件L型制件,一般L形狀制件均為左右對策同模開發,為防止存在側向力,導致成形制件偏移,左右對稱開發L型制件回彈整改與U型零件基本一致。

U型零件回彈控制

一般U型零件都容易出現回彈,圖1為某車型左/右前縱梁內板前部本體制件及在整車上搭接關系的示意圖,從圖1可以看出,此制件在開發過程中出現了回彈問題,圖2標示出了制件回彈部位及具體的回彈量。經過反復分析,并根據其搭接關系與設計人員溝通,對制件做出更改,增加加強筋長度,在模具本身增加整形序,預定整形1~

3.5 mm.

工藝排序增加整形序,制件整個側壁全部整形,保證制件無回彈現象發生。如圖5所以,組后翻邊側沖序增加整形鑲塊,而且模具鑲塊全部用Cr12MoV材質,保證處理淬火硬度達到HRC58~62。最終確定此方案,按照此方案更改模具,現場驗證成形制件無回彈現象出現。

根據以往開發車型的經驗,可以確定容易回彈制件明細,對此類制件應用的開發流程。

 

另外,目前通用的解決板料沖壓回彈的工藝措施做法有如下面幾點:

1、校正彎曲

校正彎曲力將使沖壓力集中在彎曲變形區,迫使內層金屬受擠壓,被校正后,內外層都被伸長,卸載后擠壓兩區的回彈趨勢相抵可以減小回彈。

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,同時也降低了彎曲力,彎曲后再淬硬。

3、過度彎曲

彎曲生產中,由于彈性恢復,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論變形程度的方式來減小回彈。

4、熱彎

采用加熱彎曲,選擇合適溫度,材料有足夠的時間軟化,可以減小回彈量。

5、拉彎

該方法是在板料彎曲的同時施加切向拉力,改變板料內部的應力狀態和分布情況,讓整個斷面處于塑性拉伸變形范圍內,這些卸載后,內外層的回彈趨勢相互抵消,減小了回彈。

6、局部壓縮

局部壓縮工藝是通過減薄外側板料的厚度來增加外側板料的長度,使內外層的回彈趨勢相互抵消。

7、多次彎曲

將彎曲成形分成多次來進行,以消除回彈。

8、內側圓角鈍化

從彎曲部位的內側進行壓縮,以消除回彈。當板形U形彎曲時,由于兩側對稱彎曲,采用這種方法效果比較好。

9、變整體拉延成為部分彎曲成形

將零件一部分采用彎曲成形后再通過拉延成形以減少回彈。這種方法對二維形狀簡單的產品有效。

10、控制殘余應力

拉延時在工具的表面增加局部的凸包形狀,在后道工序時再消除增加的形狀,使材料內的殘余應力平衡發生變化,以消除回彈。

11、負回彈

在加工工具表面時,設法使板料產生負向回彈。上模返回后,制件通過回彈而達到要求的形狀。

12、電磁法

利用電磁脈沖沖擊材料表面,可以糾正由于回彈造成的形狀和尺寸誤差。

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