衝壓件回彈的影響因素和有效控製方法
對於(yú)各類衝壓件來說,部落覺得,拉(lā)深(shēn)模是最不(bú)好處(chù)理的(de),因為材料會產生流動,其它的類型,會處理一些,但像尺寸要求高的衝壓件,回彈(dàn)的問題有時候也是非常頭(tóu)痛的(de),目前部落還沒有看到哪裏有(yǒu)準備的(de)回彈計算公(gōng)式,一般都是大家憑經驗,針對不(bú)同的(de)材料,不同的R角來進(jìn)行補償處理.當然,產生回彈的影響因素我們(men)都是比較清楚的,如果在修理模具方麵,針對一些狀況,我們還是可以找到有效控製回彈方法.
回彈對於汽車衝(chōng)壓(yā)件來說是較難解決的問題,現(xiàn)階段僅用(yòng)軟件分(fèn)析理論回彈補償量,在產品上增加(jiā)加強筋控製回彈,但這樣卻不能完全控製回彈,還(hái)需要在模具調(diào)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. 材料性能
在汽車身上有不同(tóng)強度的衝(chōng)壓件,從(cóng)普通板材到(dào)高(gāo)強(qiáng)板,不同板材有著不同的屈(qū)服強度,板材的屈服強度越高(gāo),就越(yuè)容易出(chū)現回彈現象。
厚板料零(líng)件(jiàn)的(de)材料(liào)一般采用(yòng)熱軋碳素鋼板或熱軋低合金(jīn)高強度鋼板。與冷軋薄板料相比,熱軋厚板料的表麵質量差、厚度公(gōng)差(chà)大、材料力學性能不穩定,並且材料的延伸(shēn)率(lǜ)較低.
2. 材料厚度
在成形過程中,板料厚度對彎(wān)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(zēng)加,參(cān)與塑性變形材料增加,進而(ér)彈性回複變形也增加,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(chóng),模具設計和後期的工(gōng)藝調試都要求對零件回彈的性質及大小有所(suǒ)了解,以便采取相應的對策和補救方案(àn)。
對於厚板料零(líng)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(yīng)力變化不容忽視.
3. 零件形狀
不(bú)同形狀的零件回彈(dàn)差異很大,形狀複雜(zá)的零件一般都會增加一序整形,防止成形不到(dào)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(chéng)中,必須考慮回彈補償事宜。
4. 零件壓邊力
壓邊力衝壓成形過程是一項重要的工藝(yì)措(cuò)施,通過不斷優(yōu)化壓邊力,可(kě)以調整材料流動(dòng)方向,改善材料內部應力分布。壓(yā)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(huí)彈減小。
5. 拉延筋
拉延筋在當今工藝中應用較(jiào)為廣泛(fàn),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麵上的進料(liào)阻(zǔ)力,從而(ér)提高材料成形(xíng)性,在(zài)容易出現回彈的零件上設置拉延筋,會使零件(jiàn)成形更充分,應力分布更均勻,從而回彈減小。
衝壓件(jiàn)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階段。借助分析,準(zhǔn)確預測回(huí)彈量,對產品設計和(hé)工藝進行優化,利用產品形狀(zhuàng)、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(zhǐ)導(dǎo)來試(shì)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(mó)具調試周期。
回彈是與拉延成形過程緊(jǐn)密相關的。在不同的拉延(yán)條件(jiàn)下(噸位、行程及進料量等),雖然(rán)衝壓件都沒有成形問題,但在(zài)切邊(biān)後(hòu)的(de)回彈會更加明顯(xiǎn)地顯(xiǎn)現出來,回彈分析(xī)與拉延成形分(fèn)析使用同樣的軟件,但關鍵是如何設置分析參數,以及對回(huí)彈結果進行(háng)有效評估。
異型零件回(huí)彈控製(zhì)
前地板左右(yòu)門檻製件(jiàn)開(kāi)發過程(chéng)中出現回彈4°現象(見圖6),圖6標(biāo)注出了製件回彈部位及回彈多(duō)少度。根據製件回彈部位及回彈度數,做出(chū)如(rú)圖7所示的對策(cè)。在工藝路線上同(tóng)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(líng)件回彈控製
某車型擺(bǎi)臂加強板製件L型製件,一般L形狀製件均為左右對策同模開發,為防止存在側向力,導致成形製件偏移,左右對稱開發L型製件回彈整改與U型零件基本一致。
U型零(líng)件回彈控製
一般U型零件都容易(yì)出現回彈,圖1為某車型左/右前縱梁內板前部本體製件及在整車上搭接關係的示(shì)意圖,從圖1可以看出,此製件在開發過程中出現了回彈問題,圖2標示出了製件回彈部位及具體的回彈量。經(jīng)過反複分析,並根(gēn)據其搭接關係與設計人員溝通,對製件做(zuò)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(zēng)加(jiā)整形序,製件(jiàn)整(zhěng)個側壁全部整形(xíng),保(bǎo)證製件無回彈現象發生。如圖5所以,組後翻邊側衝序增(zēng)加整形(xíng)鑲塊,而(ér)且模(mó)具鑲塊全部用Cr12MoV材質,保證(zhèng)處理淬火硬度(dù)達(dá)到HRC58~62。最終(zhōng)確(què)定此方案,按照此(cǐ)方案更(gèng)改(gǎi)模具,現(xiàn)場驗證成形製件無回(huí)彈現象出現。
根據以往開發車型的經驗,可以確定容易回彈製件明細,對此類製件應用的開發流程。
另外,目前通用的解決板料衝壓回彈的(de)工藝(yì)措施做法有如下(xià)麵幾點:
1、校正彎曲
校正彎曲力將使衝(chōng)壓力集中在彎曲變形區,迫使內層金屬(shǔ)受擠壓,被校正後,內外(wài)層都被伸長,卸載後擠壓兩區的回彈趨勢(shì)相抵可以減小回彈。
2、熱處理
在彎曲(qǔ)前進行(háng)退火,降低其硬度和屈(qū)服應力可減小回彈,同時也降低了彎曲力,彎(wān)曲後再淬硬。
3、過度(dù)彎曲
彎曲生產中,由於彈性恢複,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(lùn)變形程度(dù)的方式(shì)來減小回彈。
4、熱彎
采用加熱彎曲,選擇合適溫度,材料有足(zú)夠的時間軟化,可以減小回彈量。
5、拉彎
該方法是(shì)在板料彎曲的同時(shí)施加切向拉力,改變板料內部的應力狀態(tài)和分布情況,讓整個斷(duàn)麵處於塑性拉伸變形範圍內,這些卸(xiè)載後,內外層(céng)的回彈趨勢相互抵消,減小了回(huí)彈。
6、局部壓縮
局部(bù)壓縮工藝是通過減薄外側板料的厚(hòu)度來增(zēng)加外側板料的長(zhǎng)度,使內外層的(de)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(dàn)。
8、內側圓角鈍化
從彎曲部位的(de)內側(cè)進行壓縮,以(yǐ)消除回彈。當板形U形彎(wān)曲時(shí),由於兩側對稱彎曲,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後再通過拉(lā)延成形以減少回(huí)彈。這種方法對二維形狀簡(jiǎn)單的產品有效。
10、控製殘餘應力
拉延(yán)時在工具的表麵增加局(jú)部的凸包形狀,在後道工序時(shí)再消除增加的形狀,使材料內的殘餘應力平衡發生變化,以消除(chú)回彈。
11、負回彈
在加工工具表麵時,設法使板料產生負向(xiàng)回彈。上模返回(huí)後,製件(jiàn)通過回彈而達到要求的形(xíng)狀(zhuàng)。
12、電磁法
利(lì)用電磁脈衝衝擊材料表麵,可以糾正(zhèng)由(yóu)於回彈造成的形狀和尺寸誤差。