衝壓件回彈的影響因素(sù)和有效控製方法
對於各類衝壓件來說,部落覺得,拉深模是(shì)最不(bú)好(hǎo)處理的,因為材料會產生流動,其(qí)它的類型,會處(chù)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(fēi)常頭(tóu)痛的,目前(qián)部落還(hái)沒有看到哪裏有(yǒu)準備的回彈計算公式,一般(bān)都是(shì)大家憑經(jīng)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(yǐng)響因(yīn)素我們都是比較清楚的(de),如果在修(xiū)理模具方麵,針對一些狀況,我們(men)還是可以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(de)問題(tí),現階段僅(jǐn)用軟件分(fèn)析理論回彈補償量,在產(chǎn)品上增加加強筋(jīn)控製回彈,但這樣卻不能完全控製回彈,還需要在模具調試階段彌補分(fèn)析回彈補償量(liàng)的不足,增加整形工序。
衝壓件回彈的(de)影響因素
1. 材料性能
在汽車身上有不同強度(dù)的衝(chōng)壓件,從普通板材到高強板,不同板(bǎn)材有著不同的屈服強度,板材的(de)屈服強度越高,就越容易出現回彈現象(xiàng)。
厚板料零件的材料一般(bān)采用(yòng)熱軋碳素鋼板或熱(rè)軋低合金高強(qiáng)度(dù)鋼(gāng)板。與冷軋薄板料相比,熱軋厚板料的表麵質量差、厚度公差大、材料力學性能不穩定,並(bìng)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(duì)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(hòu)度(dù)增加,參與塑性變形材料增加,進(jìn)而彈性回複變形也增加,因此,回彈變(biàn)小。
隨著厚板料零件(jiàn)材料強度級別的不斷提高(gāo),回彈所造成零件尺寸精度的問題越來越嚴重,模具設計和後期的工藝調試都要求對零(líng)件回彈的性質及大小有所了解,以便采取相應的(de)對策和補救方案。
對於厚板(bǎn)料零件,其彎曲半徑與板厚之比一般都很小,板(bǎn)厚方向的應(yīng)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(dà),形狀(zhuàng)複雜的(de)零件一(yī)般(bān)都會(huì)增加一序整形(xíng),防止成形不到位出現回彈現象,而更有(yǒu)一部分特殊形狀零件比(bǐ)較容易出現回彈現(xiàn)象,如U型零部件,在分析成形過程中,必須考慮回彈補償事(shì)宜。
4. 零件壓邊力
壓邊力衝壓成形過(guò)程是一項重要的(de)工藝措施,通過(guò)不斷優(yōu)化壓邊力,可以調整材料流動方向,改善(shàn)材料內部(bù)應力分布。壓邊(biān)力增(zēng)大可以使零件拉延更加(jiā)充分(fèn),特別是零件側壁與R角位置,如(rú)果成形(xíng)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(yì)中應用較為廣泛,合理的(de)設置拉延的位置(zhì),能夠有效地改變材料流動方向及有效(xiào)分配壓料麵上的進料阻力,從而提高材料成形性,在容易出現回彈的零(líng)件上設置拉延筋,會(huì)使零件成形更充分,應力分(fèn)布更均勻,從(cóng)而回彈減小。
衝壓件回彈控製方法
減少或消除回彈最佳(jiā)的時(shí)機是(shì)在(zài)產品設計和模具開發階(jiē)段。借助分析,準確預測回彈量,對產品設計和工藝(yì)進行優化,利用產(chǎn)品(pǐn)形狀、工藝和補償來減少回彈。而在(zài)模具調試階段(duàn),必(bì)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(gōng)作量增加了30%~50%,但卻可以大大縮短模具調(diào)試周期。
回彈是(shì)與拉延成形過程緊密(mì)相關的。在不同的拉延條件下(噸位(wèi)、行程及進料量等),雖然衝壓件都沒有成形問題,但在切邊後的回彈會更(gèng)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(zhì)分析參數,以及對(duì)回彈結果進行有效評估。
異型零件回彈控製
前地板左右門檻製件開發過程中出現回彈4°現象(見圖6),圖6標注(zhù)出了製件(jiàn)回(huí)彈(dàn)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(suǒ)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(shí)模具整形鑲(xiāng)塊材質(zhì)應用為Cr12MoV,硬(yìng)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形狀(zhuàng)製件均為左(zuǒ)右對(duì)策同(tóng)模開發,為防止存在側向力,導致(zhì)成形製件偏(piān)移,左(zuǒ)右對(duì)稱開發L型製件回(huí)彈整改與U型零件基本一致。
U型零件回彈控製
一般U型零件都容易出(chū)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意圖,從圖1可以看出,此製件在開(kāi)發過程中(zhōng)出現(xiàn)了回(huí)彈問題,圖2標(biāo)示出了製件回彈部位及具(jù)體的回(huí)彈量。經過(guò)反複分析,並(bìng)根據其(qí)搭接關(guān)係與設計人(rén)員溝通,對製件做出更改,增加加(jiā)強筋長度,在模具本身增加(jiā)整形(xíng)序,預定整形1~
3.5 mm.
工藝排序增加整(zhěng)形序,製件整個側壁(bì)全部整形(xíng),保證製件無回彈現象發生。如圖5所(suǒ)以(yǐ),組(zǔ)後翻邊側(cè)衝序增(zēng)加整形鑲塊,而且模具鑲塊全部用(yòng)Cr12MoV材質,保證處理淬(cuì)火硬(yìng)度達到HRC58~62。最終確定此方案,按(àn)照此方案(àn)更改模具,現場驗證成(chéng)形製(zhì)件無回彈現象出現(xiàn)。
根據以往開發車型的經驗,可(kě)以確定容易(yì)回彈製件明細,對此(cǐ)類製件應用的開發流程。
另外,目前通用的解決板料衝壓回(huí)彈的工藝措施做(zuò)法有如下麵幾點:
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(shǐ)內層金屬受擠壓,被校正後,內外層(céng)都被伸長,卸載後擠壓兩區的回(huí)彈趨(qū)勢(shì)相抵可以減小回彈。
2、熱處理
在彎曲前進行退(tuì)火,降(jiàng)低其硬度和屈服應力可減小(xiǎo)回彈,同時也降低了彎曲力,彎曲後再淬硬。
3、過度彎曲
彎曲生產中,由於彈性恢複,板料的變形角度(dù)及半徑會變大,可以(yǐ)采用板料(liào)變形程度超出理(lǐ)論變形(xíng)程度的方式來減小回彈。
4、熱(rè)彎(wān)
采用加熱(rè)彎曲,選擇合適(shì)溫(wēn)度,材料有足(zú)夠的時間軟化(huà),可(kě)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(bǎn)料內部的應力狀態和分布情(qíng)況,讓整個斷麵處於塑性(xìng)拉伸變形範圍內,這些卸載後,內外層的回彈趨勢(shì)相互抵(dǐ)消,減小(xiǎo)了(le)回彈(dàn)。
6、局部壓縮
局部壓縮(suō)工藝是通過減薄外側板(bǎn)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抵消。
7、多次彎曲
將彎曲成形分成(chéng)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,由於兩側對稱(chēng)彎曲,采用這種方法效果比較(jiào)好。
9、變整體拉延(yán)成(chéng)為部分彎曲成形
將零件一部分采(cǎi)用彎曲成形後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、控製(zhì)殘餘應力
拉(lā)延時在工具(jù)的表麵增加局部的凸包形狀,在(zài)後道工序時再(zài)消除增加的形狀,使(shǐ)材料內的殘(cán)餘應力平衡發生(shēng)變化,以消除(chú)回彈。
11、負回彈
在加工工具表麵時,設(shè)法使板料產生負向回彈。上模(mó)返回後(hòu),製件通(tōng)過回彈而達到要求的(de)形狀。
12、電磁法
利用(yòng)電磁脈衝衝(chōng)擊材料表麵,可(kě)以糾正由於回彈造成的形狀和尺寸(cùn)誤(wù)差(chà)。