衝壓件回彈的影響因素和有效控製方法
對於各類衝(chōng)壓件來說,部(bù)落覺得,拉深模是(shì)最不(bú)好處理的,因為材料會產生流動,其它的類型,會處理一(yī)些,但像尺寸(cùn)要求高的衝壓件,回彈的問題(tí)有時候也是非常(cháng)頭痛(tòng)的,目前部落還沒有看到哪裏有準備的(de)回彈計算公式,一般都是大家憑經驗,針對不同的材料,不同的(de)R角來進行補償處理(lǐ).當然,產生回彈的影響因素我們都是比較清楚的,如果(guǒ)在修(xiū)理(lǐ)模具方麵(miàn),針對一些狀(zhuàng)況,我們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問題,現階段僅(jǐn)用軟件分析理論回彈補償量,在產品上增加加強筋控製回彈,但這(zhè)樣(yàng)卻不能完(wán)全控製回(huí)彈,還需要在模具調(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(de)影響因素
1. 材料性能
在汽車身(shēn)上有(yǒu)不同(tóng)強度的衝壓件,從普通板材到高強板(bǎn),不同板材有著不同的屈服強度,板(bǎn)材的(de)屈服強度越高,就越容易出現回彈現象。
厚板料零件的材料一般采用熱軋碳素鋼(gāng)板或熱軋低合金高強度鋼板。與冷(lěng)軋薄板料相比,熱軋厚(hòu)板料的表麵質(zhì)量差、厚度公差大、材料力學性能不穩定,並且材料的延伸率較低.
2. 材(cái)料厚度
在成形過程中,板料厚度(dù)對彎曲性能(néng)有很大的影響,隨著板料厚度增加,回彈現象會逐(zhú)漸減少,這是因(yīn)為隨著板料厚度增加(jiā),參與塑性變形(xíng)材料(liào)增(zēng)加,進而彈性回複變(biàn)形也增加(jiā),因此,回彈變小。
隨著厚板料零件材料強度級別的(de)不斷提(tí)高,回彈所造成零件尺(chǐ)寸精度的問題越來越嚴重(chóng),模具設計和後期的工藝調試都要求對零件回彈的性質及大(dà)小有所了解,以便(biàn)采取相(xiàng)應的對策和補救方案。
對於厚板料零件,其彎曲半徑與板厚之比一(yī)般都很小,板厚方向的應力及其應力變化不容忽視.
3. 零件形狀
不(bú)同形狀的零件回彈差異(yì)很大,形狀複(fù)雜的(de)零件一般都會增加(jiā)一序整形,防止成形不到位出(chū)現回彈現象,而更有一部(bù)分特殊形狀零(líng)件比較容易出現回彈現象,如U型零部件,在分析成形過程中,必須考慮回彈補償事宜。
4. 零件(jiàn)壓邊力
壓邊力衝壓成(chéng)形過程(chéng)是一項重要的工藝措(cuò)施,通過不斷優化壓(yā)邊力,可以調整(zhěng)材料流動方向,改善材料內部應力分布(bù)。壓邊力增(zēng)大可以使零件拉延更加充分,特別是零件側壁與R角位(wèi)置,如果(guǒ)成形充分,會使內外應力差減少,從而使(shǐ)回彈減小。
5. 拉(lā)延筋
拉延筋在當今工藝中應(yīng)用較為廣泛,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(fèn)配壓料麵上的進料阻力,從而提高(gāo)材(cái)料成形性,在容易出現回彈的零件上設(shè)置拉延筋,會使零件成形更充分,應力分布更均(jun1)勻,從而回彈減小。
衝壓件回彈控製方法
減少或消除回(huí)彈(dàn)最(zuì)佳的時機是在產品設計和(hé)模具開發階段。借助分析,準確(què)預測回彈量,對產品設計和工藝進行優化,利(lì)用產品形狀、工藝和補償來(lái)減少回彈。而在模具調試(shì)階段,必須嚴格按照工藝分析的指導來試(shì)模。與普(pǔ)通SE分析比(bǐ)較,回(huí)彈的分析和矯正的工作量增加了30%~50%,但(dàn)卻可(kě)以大大縮短模具(jù)調試周期。
回彈(dàn)是與拉延(yán)成形過程緊密相關的。在(zài)不同的拉(lā)延條件(jiàn)下(噸位、行程及進料量等),雖然衝壓件都(dōu)沒有成形問題,但在切邊後的回彈(dàn)會更(gèng)加明顯地顯現出來,回(huí)彈(dàn)分析與拉延成形分析(xī)使用同樣的(de)軟(ruǎn)件,但關鍵是如何設置分析參數,以(yǐ)及對(duì)回彈結果進行有效評(píng)估。
異型零件(jiàn)回彈控製
前地板(bǎn)左(zuǒ)右門檻製件開發過程(chéng)中出現回彈4°現象(見圖6),圖6標注(zhù)出了製件回彈部(bù)位及回彈多少度。根據(jù)製件(jiàn)回彈部位及回彈度數,做出如圖7所示的對策。在工藝路線上同樣增加整形4°,增加第三序整形序,同時模具整形鑲塊材質應用為Cr12MoV,硬度需達到HRC58~62。
L型零件回彈控製(zhì)
某車型擺臂加強板製件L型製件,一般L形狀製(zhì)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(jiàn)回彈整改與U型零件(jiàn)基本一致(zhì)。
U型零(líng)件回彈控製
一般(bān)U型零(líng)件都容易出現回彈,圖1為某車型左/右前縱梁內板前(qián)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,此製件在開發過程中出(chū)現了回彈問題,圖2標示出(chū)了(le)製件回彈(dàn)部位及具體的回彈量。經(jīng)過反複分析,並根據其搭接關係與設計人(rén)員溝通,對製件做出更改,增加加強筋長度,在模具本身增(zēng)加整形序,預(yù)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,組後翻邊側衝序(xù)增加整形鑲塊,而且模具鑲塊全部用Cr12MoV材質,保證處理淬(cuì)火(huǒ)硬度達到HRC58~62。最終確定此方案,按照此方案更改(gǎi)模具,現場驗證成形製件無回彈現象出現。
根據以往開發車(chē)型的經驗,可以(yǐ)確定容(róng)易(yì)回彈製件明細,對此類製件應用的開(kāi)發流程。
另外,目前通用的解決板料衝壓回彈的工(gōng)藝措施做(zuò)法有如下麵幾點:
1、校正彎曲
校(xiào)正彎曲力將(jiāng)使衝壓力集(jí)中在彎曲變形區,迫使內層(céng)金屬受擠(jǐ)壓,被校正後,內外層都被伸長,卸載後擠壓兩區的回彈趨勢相抵可以(yǐ)減小(xiǎo)回彈。
2、熱處理
在彎曲前進行退火,降低其硬度和屈服應力可(kě)減小(xiǎo)回(huí)彈,同(tóng)時也(yě)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,板料的變形角度及半徑會變大,可以采用(yòng)板料變形程度超(chāo)出理論變形程度的方式來減小回彈。
4、熱彎
采用加熱彎(wān)曲,選(xuǎn)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
該方法是在板料彎曲的同時施加切向拉(lā)力,改變板料內部的應(yīng)力狀態和分布情況,讓整個斷麵處於(yú)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,減小了回彈。
6、局部壓縮(suō)
局部壓縮工藝是通過減薄(báo)外側板料的厚(hòu)度來增加外側板料的長度,使內(nèi)外(wài)層的回(huí)彈趨(qū)勢相互抵消。
7、多次彎曲
將彎曲成(chéng)形分成多(duō)次來進行,以消除回彈。
8、內側圓角(jiǎo)鈍(dùn)化
從彎曲部位(wèi)的內側進行壓縮(suō),以消(xiāo)除回(huí)彈(dàn)。當板形(xíng)U形彎曲時,由於兩側對稱彎曲(qǔ),采用這種方法效果比較好。
9、變整(zhěng)體拉(lā)延成為部分(fèn)彎曲成形
將零(líng)件一部分(fèn)采用彎曲成(chéng)形後再通(tōng)過拉延成形以減少回彈。這種方法對二維形狀簡單的產品(pǐn)有效。
10、控製殘餘應力
拉延時在工具(jù)的表(biǎo)麵增加(jiā)局部的凸包形狀,在後道工序時再消除增加的形狀,使材料內(nèi)的殘餘(yú)應(yīng)力平衡發生變化(huà),以消除回彈。
11、負回彈
在加工工具表麵時,設法使板料產生負向回彈。上模返回後,製件通過回彈而達到要求的形狀。
12、電磁法(fǎ)
利用(yòng)電(diàn)磁脈衝衝擊(jī)材料表麵,可以糾正由於回彈造成的形狀和尺寸誤差。