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衝壓(yā)件回彈的影響因素和有效控製方法
對於各類衝壓件來說,部落(luò)覺得,拉深模(mó)是(shì)最不好處理的,因為材料會產生流動,其它(tā)的類型,會處理一(yī)些,但像尺寸要求高的衝壓件,回彈的問題有時候也(yě)是非常頭痛的,目前(qián)部落還沒有看到哪裏有準備的回彈(dàn)計算公(gōng)式,一般都是(shì)大家憑經驗,針對不同的(de)材料,不同的R角來進行補(bǔ)償處(chù)理.當(dāng)然,產生回彈的影響因素我們都是比較清楚的,如果在修(xiū)理(lǐ)模具方麵,針對一些狀況,我(wǒ)們還是可以找到有效控製回彈方法.
回彈(dàn)對(duì)於汽車衝壓件來說是較難解決的問(wèn)題(tí),現階段僅用軟件分析理論回彈補償量,在產品上增(zēng)加加(jiā)強筋控製(zhì)回(huí)彈,但這樣(yàng)卻不能完全控製回彈,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。
衝壓件回彈的影響因素
1. 材(cái)料性能
在汽車身上有不同強度的衝壓件,從普通板材(cái)到高強板,不同板材(cái)有著不同的屈服強度,板材的屈服強度越高,就越容易出現(xiàn)回彈現(xiàn)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(lěng)軋薄板料相(xiàng)比,熱軋厚板料的表(biǎo)麵質量(liàng)差、厚度公差大、材料力學性能不穩(wěn)定,並且(qiě)材料的延伸(shēn)率較低.
2. 材料厚度(dù)
在成形過程中,板料厚度對彎曲性(xìng)能有(yǒu)很大的影響,隨著(zhe)板料厚度增加,回彈現象會(huì)逐漸減(jiǎn)少(shǎo),這是因為隨著(zhe)板料厚度增加,參與塑性變形材料增加,進而彈性回複變形也增加,因此,回彈變小。
隨著厚板料零件(jiàn)材料強度級(jí)別的(de)不斷提高,回彈所造成零件尺寸精度的問題越來越嚴重,模具設計和後(hòu)期的工藝調試都要求對零件(jiàn)回彈的性質及大(dà)小有(yǒu)所了解,以便采取相應的(de)對策(cè)和補救方案。
對於厚板料零件,其彎曲半徑與板厚之比一般都很小,板(bǎn)厚方(fāng)向的應力及其應力變(biàn)化不容忽視.
3. 零件形狀
不同形狀的零件回彈(dàn)差異很大,形(xíng)狀複雜的零件一般都會增加一序(xù)整形,防止成形不到位出現(xiàn)回(huí)彈現象,而更(gèng)有一(yī)部分特殊形狀零件比較容易出現回彈現象,如(rú)U型零部件,在分析成形過程中,必須考慮(lǜ)回彈補償事宜。
4. 零件壓邊力
壓邊力衝壓成形過程是一項重要(yào)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(bié)是零件側壁與R角位置,如(rú)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(yán)筋在當今工藝中應用較(jiào)為(wéi)廣(guǎng)泛,合(hé)理的設置拉延的位置,能夠有效地改變材料(liào)流動方向及有效分配壓料麵上的進料阻力,從而提高材料成(chéng)形性,在容(róng)易(yì)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。
衝壓件回彈控製方法
減少或消除回彈最佳的時機是在產品設計和模具開發(fā)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(hé)補償來減少回彈。而在模具(jù)調試階段,必須嚴(yán)格按照工(gōng)藝分(fèn)析的指導(dǎo)來試模。與(yǔ)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(què)可以大大縮短模具調(diào)試周期。
回彈是與拉延(yán)成形過程緊密(mì)相關的(de)。在不(bú)同的拉延條件下(xià)(噸位、行程及(jí)進(jìn)料量等),雖然衝壓件都沒有成形問題,但在切邊後的回彈會(huì)更加明顯地顯現出來(lái),回彈分析與拉延成形分析(xī)使用同樣的軟件,但關鍵是如何設置分(fèn)析參數,以及對回(huí)彈結果進行有效評估。
異型(xíng)零件回彈控製
前地板左右門檻製件開發(fā)過程中出現回彈4°現象(見圖6),圖6標注出了製件回彈部位及回彈多少度。根據製件回彈部位及回彈度數,做出如圖7所示的(de)對策。在工藝路線上同樣增加整形4°,增加第三序整形序(xù),同時模具整形鑲塊(kuài)材質應用為Cr12MoV,硬度需達到HRC58~62。
L型零件回彈控製
某(mǒu)車型擺臂加強板製件L型製件,一般L形(xíng)狀製件均為左右對策同模開發,為防止存在側向力(lì),導致(zhì)成形製件偏移,左右對稱(chēng)開發L型製件回彈(dàn)整改與U型零件基本一致。
U型零(líng)件回彈控製
一般U型零件都容(róng)易出現回彈,圖(tú)1為某(mǒu)車型左/右前縱梁(liáng)內(nèi)板前部本體製(zhì)件及在整車上(shàng)搭接關係的示意圖,從圖1可以看出,此製件在(zài)開發過程中出現了(le)回(huí)彈問題,圖2標示出了製件回彈(dàn)部位及具體的回彈量。經過反複分析,並(bìng)根據其搭(dā)接關(guān)係與設計人員溝通,對製件做出更改,增加加(jiā)強筋長度,在模具本(běn)身增加整形序,預定整形1~
3.5 mm.
工藝(yì)排序增加整形序,製件(jiàn)整個側壁全部整形,保證製(zhì)件無回彈現象(xiàng)發生。如圖5所以,組後(hòu)翻邊側衝(chōng)序增加整形鑲(xiāng)塊,而且模具鑲塊全部用Cr12MoV材質,保證處理淬火硬度(dù)達到HRC58~62。最終確(què)定此方案,按照此方案更改模具(jù),現場驗證成形製件無回彈現(xiàn)象出現。
根據以往開發車型的經驗,可以確定容易回彈製件明細,對此類製件應用(yòng)的開發(fā)流(liú)程。
另外,目前通用的解決板(bǎn)料衝壓回彈(dàn)的工藝措施做法有如下麵幾點(diǎn):
1、校正彎曲
校正彎曲力將使衝壓力集中在彎曲變形區,迫使內層金屬受擠壓,被校正後,內(nèi)外層都被伸長,卸載後(hòu)擠壓兩區的回彈趨勢相抵可以減小回彈。
2、熱(rè)處理
在彎曲前進行(háng)退火(huǒ),降低(dī)其硬(yìng)度(dù)和屈服應力可減小回彈,同(tóng)時也降低(dī)了彎曲力,彎曲後再淬硬。
3、過度彎曲
彎曲生產中,由於彈性恢複,板料(liào)的變形角度及半徑會變(biàn)大,可以采用板料變形程度超出理(lǐ)論變形程度的方式來減小回彈。
4、熱彎
采用加熱彎曲(qǔ),選擇(zé)合適溫度,材料有足夠(gòu)的時間軟化,可(kě)以減小回彈量(liàng)。
5、拉(lā)彎
該方法是在板料彎曲的同(tóng)時施加切向拉力,改(gǎi)變(biàn)板料內部的應(yīng)力狀態和分(fèn)布情況,讓整個斷(duàn)麵處於(yú)塑性拉伸變形範圍內,這些(xiē)卸載後,內外層的回彈(dàn)趨勢相互抵消,減小了(le)回彈。
6、局部壓縮
局部壓縮(suō)工藝(yì)是通過減薄(báo)外側板料的(de)厚度來增加外側板料的長度,使內外層的回彈趨勢相互(hù)抵(dǐ)消。
7、多次(cì)彎(wān)曲
將彎(wān)曲成形分成多次來進(jìn)行,以消除回彈。
8、內側圓角鈍化
從彎曲部(bù)位(wèi)的內(nèi)側(cè)進行壓(yā)縮,以消除回彈。當板形U形彎曲時,由於兩側對稱彎曲,采用這種方法效果比較好。
9、變整(zhěng)體拉延(yán)成為部分彎曲成形
將零件一部分采用彎曲成形後(hòu)再通過拉延成形以減少回彈。這(zhè)種方法對二維形狀簡單的產品有效。
10、控製殘餘應力
拉延時在工具的(de)表麵增加局(jú)部的凸包(bāo)形狀,在後道工序時再消除增加的形狀,使材料內的殘餘應力平衡發(fā)生變化,以消除回彈。
11、負回彈
在(zài)加工工具表麵時,設法使板料(liào)產生負(fù)向回彈(dàn)。上(shàng)模返回後,製件通過回彈(dàn)而(ér)達到要求的形狀。
12、電磁法
利用電磁脈衝衝擊材料表麵,可(kě)以糾正由於(yú)回彈造成的形(xíng)狀和尺寸誤差。