衝壓件回彈的影響因素和有效控製方法
對於各類衝壓件來說,部落覺得,拉深(shēn)模是最不(bú)好處理的,因為材料會產生流動,其它的類型(xíng),會(huì)處理一些,但像尺寸要求高的衝壓件,回彈的問題有時候也是非(fēi)常頭(tóu)痛的(de),目前部落(luò)還沒有看到哪裏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(bú)同的R角來進行補償處理.當然,產生回彈的影響因素我們(men)都(dōu)是(shì)比較清楚的,如果在修理(lǐ)模具方麵,針對一些狀況,我(wǒ)們還是可以(yǐ)找到有效控製回彈方法.
回彈對於汽車衝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(bǔ)償量,在產品上增加加強筋控(kòng)製回彈,但這樣卻不能完全控製(zhì)回彈,還需要在模具調試(shì)階段彌補分析回彈補償量的不足,增加整形工序(xù)。
衝壓件回彈的影(yǐng)響因素
1. 材料性能
在汽車身上有不同強度的衝壓件,從普通板材(cái)到高強板,不同板材有著不同的屈服強度,板材的屈服(fú)強度越高,就(jiù)越容易出現回彈現象。
厚板料零件的材料(liào)一般采用熱軋碳素鋼板或熱軋低合金高強度鋼板(bǎn)。與冷軋(zhá)薄板料相比,熱軋厚板(bǎn)料的表麵質量差、厚度公差大、材料力學性能不穩定,並且材料的延(yán)伸率較低.
2. 材料厚度
在成形過程中,板料厚度對彎曲(qǔ)性(xìng)能(néng)有很(hěn)大(dà)的影響,隨著板料厚度增加,回彈現象會逐漸減少,這是因(yīn)為隨著板料厚度增加,參與(yǔ)塑性變形材料增(zēng)加,進而彈性回複(fù)變形也增加,因此,回(huí)彈變小。
隨著厚板(bǎn)料零件(jiàn)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(hé)後期(qī)的(de)工藝調試都要求對(duì)零件回彈的性質及大小有(yǒu)所了解(jiě),以便采取相應的對策和(hé)補救方(fāng)案。
對於厚板料零件,其彎曲半(bàn)徑與板(bǎn)厚之比一般都很小,板厚方向的應力及其應力(lì)變化不容忽視.
3. 零件形(xíng)狀
不同形狀的零件回彈差異(yì)很大,形狀複雜的零件一般都會(huì)增加一序整形,防止成形(xíng)不到位出(chū)現回彈現(xiàn)象,而更有一部分特殊形狀零件(jiàn)比較容易(yì)出現回(huí)彈現象,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. 零件壓邊力
壓邊(biān)力衝壓成形過程是一項重要的工藝措施,通(tōng)過不斷優化(huà)壓邊力,可以調整材(cái)料流動方向,改善材料(liào)內部應力分布。壓(yā)邊力增大可以使零件拉延更(gèng)加充分,特別是(shì)零件側壁與(yǔ)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(xiǎo)。
5. 拉延筋
拉延筋在當今工藝(yì)中應用較為廣泛,合理的設置拉延的位置,能夠有(yǒu)效地改變材料流動方向及(jí)有效分配壓料麵上的進(jìn)料阻力(lì),從而提高(gāo)材料成形性,在容易出現回彈的(de)零件上設(shè)置(zhì)拉延筋,會使零件成形更充(chōng)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階段。借助分析,準確預測(cè)回(huí)彈量,對產品設計和工藝進(jìn)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(fèn)析的指導來試模。與普通SE分析比較,回(huí)彈(dàn)的分析(xī)和矯正的工作量增加了30%~50%,但卻可以大大(dà)縮短模具(jù)調試周期。
回彈是與(yǔ)拉延成形過程緊(jǐn)密相關的。在不同的拉延條件下(xià)(噸位、行程及進料量等(děng)),雖然衝壓件都沒(méi)有(yǒu)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(yán)成(chéng)形分析使用同樣的軟件,但關鍵是如何設置分析參數,以及(jí)對回彈結果進行有效評估。
異(yì)型零件回彈控製
前地板左右門檻製件開發(fā)過程(chéng)中出現回彈4°現象(見圖6),圖6標注出了製件(jiàn)回彈部位及回(huí)彈多少度。根據製件(jiàn)回彈部位及回彈度數,做出如圖7所示的對(duì)策。在工(gōng)藝路線上同樣增加(jiā)整形4°,增加(jiā)第三序整形序,同時模具整形鑲塊材(cái)質應用為(wéi)Cr12MoV,硬度(dù)需達到HRC58~62。
L型零件回彈控(kòng)製
某車型擺臂加強板製件L型製(zhì)件(jiàn),一般L形狀製件均(jun1)為左右對策同模開發,為(wéi)防止存在側向力,導(dǎo)致成形製件偏移,左右對稱開發L型製(zhì)件回彈整改與(yǔ)U型零(líng)件基本一致。
U型零件回彈控製
一般U型零件都(dōu)容(róng)易出現回(huí)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(shàng)搭(dā)接關係的示意圖,從圖1可以看出,此製件在(zài)開(kāi)發過程中出現了回彈問題,圖2標示出(chū)了製件回彈部位及具體的回彈量。經過反複分析,並根(gēn)據其搭接(jiē)關係(xì)與(yǔ)設計人(rén)員溝通,對製件做出更改,增(zēng)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,製件整個側壁全部整形,保證製(zhì)件無回彈(dàn)現象發生。如圖5所以,組後翻邊(biān)側衝序增加(jiā)整形鑲(xiāng)塊,而且模具(jù)鑲塊全部用(yòng)Cr12MoV材質,保證處(chù)理淬火(huǒ)硬度達到HRC58~62。最終確定此方案,按照此方(fāng)案更改模具,現場驗證成形製件無回彈現象出現。
根(gēn)據以往開發車型的經驗,可以(yǐ)確定容易回彈製件(jiàn)明細,對此類製件應(yīng)用的開發流程。
另外,目前通用的解決(jué)板料(liào)衝壓回彈的(de)工藝措施做法有如下麵幾(jǐ)點:
1、校正彎曲(qǔ)
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,內外層都被伸長,卸載(zǎi)後擠壓(yā)兩區的回彈趨勢相抵可以減小回彈。
2、熱處理
在彎曲(qǔ)前進(jìn)行退火,降低其硬度和屈服(fú)應力可減小回(huí)彈,同時也降低(dī)了彎(wān)曲(qǔ)力,彎曲後再淬硬(yìng)。
3、過度彎曲
彎(wān)曲生(shēng)產中,由於彈性恢複(fù),板料的變形角度及半徑會(huì)變大,可以采用板料變形(xíng)程度超出(chū)理論變形程度(dù)的方式來(lái)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(zài)板料(liào)彎曲(qǔ)的同時(shí)施加切向拉力,改變板料內部的應力狀態和分布情(qíng)況,讓整個(gè)斷麵(miàn)處於塑性拉伸變形範圍(wéi)內,這(zhè)些卸(xiè)載後,內外層(céng)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(shǐ)內外層(céng)的回(huí)彈趨勢相互抵消。
7、多次彎曲
將彎曲成形分成多次來(lái)進行,以消(xiāo)除回彈。
8、內側圓角鈍化
從彎曲部位的內(nèi)側進行壓縮,以消(xiāo)除回彈。當板形U形彎曲時,由於兩側對稱彎曲,采用這(zhè)種方法效果比較好。
9、變(biàn)整體拉延成為部分彎曲成形
將零件一(yī)部分(fèn)采用彎曲成形後再通過拉延(yán)成形以減少回彈。這種方法(fǎ)對二維形狀簡單的(de)產品有效。
10、控製殘餘(yú)應力
拉延時在工具的表麵增加局部(bù)的凸(tū)包形狀,在後道工序(xù)時再消除增加的形狀,使材料內的殘餘應力平衡發生變化,以消除(chú)回彈。
11、負(fù)回彈
在加工工具表麵時,設法使板料產生負向回彈。上模返(fǎn)回後,製件通過回彈而(ér)達到要求的形狀。
12、電磁法(fǎ)
利用(yòng)電磁脈(mò)衝衝擊材料表麵,可以(yǐ)糾正由於回彈造成的形狀和尺寸誤(wù)差。