冲压件回弹(dàn)的影响因素(sù)和有效控制方法(fǎ)
对于(yú)各类冲压件来(lái)说,部(bù)落觉得(dé),拉深模是最不好处理的,因为材料会产生流动,其它的类型,会处理一(yī)些,但像尺寸要求高的冲(chōng)压件(jiàn),回弹的问题有时候也是非常头痛的,目前部(bù)落(luò)还没(méi)有看到哪里有准备的回弹计算公(gōng)式,一般(bān)都(dōu)是大家凭经验,针对不同的材料,不同的R角来进行补偿处理.当然,产生回弹的影响因素我们(men)都是比较清楚的,如果在修理模具方面,针对一(yī)些(xiē)状况,我们还是可以找到(dào)有效控制回(huí)弹方法.
回弹对于汽车冲压件来说是较难解决的(de)问题,现阶段仅用软件分析理(lǐ)论回(huí)弹补偿量,在产品上增加加强筋控制回弹,但这样却不能完(wán)全控制(zhì)回弹,还需要在模具调(diào)试阶段弥补分析回弹补偿量的(de)不足,增加整形工(gōng)序。
冲压件回弹的影响因素
1. 材料性能(néng)
在汽车身(shēn)上有不同强度的冲压件,从普(pǔ)通板材到高强板,不同板材有着不同的屈服强度,板(bǎn)材的屈服强度越高,就越容易出(chū)现回弹现象(xiàng)。
厚(hòu)板料(liào)零件的材料一般采用热轧碳素钢板或热轧(zhá)低合金高强度钢板(bǎn)。与冷轧薄板料相比,热轧厚板料的表面质量差、厚度公差大、材料力学性能不稳定,并(bìng)且材料的延伸率较低.
2. 材料厚度
在成(chéng)形过程中,板料厚度对弯(wān)曲性能有很大(dà)的影响,随着板料厚度增加(jiā),回弹现象会逐渐(jiàn)减(jiǎn)少,这是因为随着板料厚(hòu)度增加,参(cān)与塑性变形材料增加(jiā),进而弹性回复(fù)变形也增加(jiā),因此,回弹(dàn)变小。
随(suí)着厚板料零件(jiàn)材(cái)料强度级别的不断提高,回(huí)弹所造成零件尺(chǐ)寸精度的问题越(yuè)来越(yuè)严重,模具设计和后期(qī)的工艺调试都要求对(duì)零件回弹的性质及大小有所了解,以便采取相应的对策和补救方案。
对于厚板料零件,其弯曲半径(jìng)与板厚之(zhī)比(bǐ)一般都很小,板厚方向的应力及其应力变化不容忽视.
3. 零件形(xíng)状
不同形状的零件回弹差异很大,形状复杂的零件一般都会增加(jiā)一序整形(xíng),防止成形不(bú)到位出(chū)现回弹现象(xiàng),而更有一部分特殊形状零件比(bǐ)较容易出现回弹现象(xiàng),如U型零部件,在分析成形过程中,必(bì)须考虑回弹补偿(cháng)事(shì)宜。
4. 零(líng)件压边力
压边力冲压成(chéng)形过(guò)程(chéng)是一项重要的工(gōng)艺措施(shī),通过不(bú)断(duàn)优(yōu)化压边力,可以调整材料(liào)流动方向,改善材料内部应力分布。压边力增大可以使零件拉延更加充(chōng)分,特别是零件侧壁与R角位置,如果成形充分,会使内外应(yīng)力差减少,从而使回弹(dàn)减小。
5. 拉延筋
拉延筋(jīn)在当今工(gōng)艺中应用较为广泛,合理的设置拉延的位置,能够有效地改变(biàn)材料流动(dòng)方向及(jí)有效分配压料面上的进料阻力,从而提高(gāo)材料成形性,在容易出现回弹的(de)零件上设置拉(lā)延筋,会使零件成形更(gèng)充分,应(yīng)力分布(bù)更均(jun1)匀,从而回弹减小(xiǎo)。
冲压件回弹控制方法
减少(shǎo)或消除回弹最佳的(de)时机(jī)是在(zài)产品设计和(hé)模具开发阶段。借(jiè)助分析,准确(què)预测回弹量,对产品设计和工艺进行优化,利用产品形状、工艺和补(bǔ)偿来减少回弹。而在模具调(diào)试(shì)阶(jiē)段,必须严格按照工艺分析的指导来试模。与(yǔ)普通SE分(fèn)析比较,回弹的分析和矫正(zhèng)的工作量(liàng)增加了30%~50%,但却可以大大缩短模具调试周期。
回弹是与(yǔ)拉延成形过程紧(jǐn)密相关的。在不(bú)同的拉延(yán)条(tiáo)件下(吨位、行程及进料量等(děng)),虽然(rán)冲压件都没有成形问题,但在切边后的回弹会更加明显地(dì)显现出来,回弹分析与拉延成形分析使用同样的软(ruǎn)件,但关键是如何(hé)设置分析参(cān)数,以(yǐ)及(jí)对回弹结果进行有效评估。
异型零件回弹控(kòng)制(zhì)
前地板左右门槛制(zhì)件开发过程中出(chū)现回弹4°现(xiàn)象(xiàng)(见(jiàn)图6),图6标注(zhù)出了制件(jiàn)回弹部位及回弹多少度。根据制件回弹部位及回弹度数,做出如图7所示的对(duì)策。在工艺路线上同样增加整形(xíng)4°,增加第三序(xù)整形序,同时模具整形镶块材质应用为Cr12MoV,硬度需达到HRC58~62。
L型零件回(huí)弹控制
某车型摆臂加强板制件L型(xíng)制件,一般L形状(zhuàng)制件均为左右对策同模开发,为(wéi)防止(zhǐ)存在侧向力,导致成形制件偏移(yí),左右(yòu)对称开发L型制件回弹整改与U型零件基(jī)本一致。
U型零件回(huí)弹控制
一般U型零件都(dōu)容易出现回弹,图1为(wéi)某车型左/右前纵梁内板前部(bù)本(běn)体制件及在整车上搭接关系的示意图,从图1可以看出,此制件在开发过程(chéng)中出(chū)现了回弹问题,图2标示出了制件回弹部位及具体的回(huí)弹量。经过(guò)反复分析,并根(gēn)据其搭接关系与设计人员沟通,对制件做出(chū)更改,增加(jiā)加强筋长度(dù),在模具本(běn)身(shēn)增加(jiā)整形序,预(yù)定整形1~
3.5 mm.
工艺排序增加整形序,制件整个侧壁全(quán)部整形(xíng),保证(zhèng)制件无回(huí)弹现象发生。如图5所以,组后翻边侧冲序增加整形镶块,而且模具镶块全部用Cr12MoV材质,保证处理淬火硬度达到HRC58~62。最(zuì)终确定此(cǐ)方案,按照此方案更改模具,现场验证成形制件(jiàn)无回弹现象出现(xiàn)。
根据以往开发车型(xíng)的经验,可以确定容易回弹制件明细,对此类制件应用(yòng)的开(kāi)发流程。
另外(wài),目前通用的解决板料冲压回弹的工艺措施做法有如下面几点:
1、校正弯曲
校正弯曲力将使冲压力集(jí)中在弯曲变(biàn)形区,迫使内层金属受挤压,被校正后,内外(wài)层都被伸(shēn)长,卸载后挤压两区的回弹(dàn)趋势相抵可以减小回弹(dàn)。
2、热处理(lǐ)
在弯曲前进行退火,降(jiàng)低其硬度(dù)和屈服应力可减小回弹,同时也降低(dī)了弯曲力,弯曲后再(zài)淬硬。
3、过度(dù)弯曲
弯曲生产(chǎn)中,由于(yú)弹性恢复,板料的变形(xíng)角度及半径会变大,可以采用板料变(biàn)形程度超出理论变形程(chéng)度(dù)的方式来减小回弹。
4、热弯
采用加热弯(wān)曲,选择合适温度,材(cái)料有足够的时间软化,可以(yǐ)减小回弹(dàn)量。
5、拉弯
该方法是在板料弯曲的同时(shí)施加切向拉力,改变板料内部的应力状态和分布情况,让整个断面处于塑性拉伸变(biàn)形范围内,这些卸(xiè)载后,内外层(céng)的(de)回弹趋势相互抵消,减小了回弹。
6、局部(bù)压(yā)缩
局(jú)部压(yā)缩工艺是通过减(jiǎn)薄外侧板料的厚度来增加(jiā)外侧(cè)板料的长度,使内(nèi)外层的回弹(dàn)趋势相互抵消。
7、多次弯曲
将弯曲(qǔ)成形分成多次来进行,以消除回弹。
8、内侧圆角钝化
从弯曲部位的内侧进行压缩,以消除回弹(dàn)。当(dāng)板(bǎn)形U形弯曲时,由于两侧对称(chēng)弯曲,采用这种方法(fǎ)效(xiào)果比较好。
9、变整体拉延成为部分弯(wān)曲成形
将零(líng)件一部分采用弯曲成形后再通过拉延成(chéng)形以减少回弹。这(zhè)种方(fāng)法对(duì)二维形状简单的产(chǎn)品有效。
10、控制残余应力
拉延时在工具的表面增加局部的凸包形状,在后道工序时再消除增加的(de)形状,使材(cái)料内的残余应力平(píng)衡(héng)发生(shēng)变化,以消除回(huí)弹。
11、负回弹
在加工工具表面时,设法使板料(liào)产生负向回弹(dàn)。上模返回后,制件通过回弹而(ér)达(dá)到要求的形状。
12、电磁法
利用电磁脉冲冲击材料(liào)表面,可以纠正由于回(huí)弹(dàn)造成的形状和尺寸误差。