冲压件回弹(dàn)的影响因素和有效控制(zhì)方法
对(duì)于各类冲压件(jiàn)来说,部落觉得(dé),拉深模是最不好处理的,因为材料会产生流动,其它的类型,会处理一(yī)些,但像尺寸要求高的冲压(yā)件,回(huí)弹的问题有时候也是非常头痛的,目前部落还没有看(kàn)到哪里有准备的回弹计算公式,一般(bān)都是大家凭经验,针对(duì)不同的材料,不同的R角来进行补偿处理(lǐ).当然,产(chǎn)生回弹的影响因素我们都是比较清楚的,如果在修理模具方(fāng)面,针对一些状况(kuàng),我们还是(shì)可以找(zhǎo)到有效控制回弹方法.
回弹对于汽车冲压件来说是较难解(jiě)决的(de)问题,现阶段仅用软件分析理论回(huí)弹补偿量,在产品上(shàng)增加加强筋控制回弹,但这样(yàng)却不能完全控制回弹,还需要在模具调试阶段弥补分析回弹补偿量的不足,增加整形工序。
冲(chōng)压件回弹的影响因素
1. 材料性能
在汽车身上(shàng)有不同强度的冲压件,从普通板材到高强板,不同板材有着不同的屈服强度,板材的屈服强度越高,就越容(róng)易出现回弹(dàn)现象。
厚板料零件的材(cái)料一般采用热轧碳素钢板或(huò)热轧低合金高强度钢板。与(yǔ)冷(lěng)轧薄板料相比,热轧厚板料的表面质量差、厚度公差(chà)大、材料力学性(xìng)能不稳定,并且(qiě)材(cái)料的延伸率较低.
2. 材料厚度
在成形过程中(zhōng),板料厚度对弯曲性能有很大的影响,随着板料厚度增加,回弹现象会逐渐减(jiǎn)少,这是(shì)因(yīn)为随着板料厚(hòu)度增加,参与塑性变形材料增加,进而弹性回(huí)复变形也增加,因此,回弹变小。
随(suí)着厚板料零件材料强度级别的不断提高,回(huí)弹所造成零件尺寸精度的问题越来(lái)越严重,模(mó)具设计和后期的工(gōng)艺调试(shì)都要求对零件回弹的性质及大小(xiǎo)有所了解,以便(biàn)采取相应的对策(cè)和补救方案。
对于厚(hòu)板料零件,其弯(wān)曲半径与板厚之比一般都很小,板厚(hòu)方向的应力及(jí)其应力变化不容忽视.
3. 零件(jiàn)形状
不同形状的零件(jiàn)回弹差异很大,形状复杂的(de)零件一(yī)般都会增加一序整形,防止成形不到位出现回弹现象,而更有一部分特殊形状零件比较容易出现回弹现象,如U型零部件,在分析(xī)成形过程中,必须考(kǎo)虑回弹补偿事(shì)宜。
4. 零(líng)件(jiàn)压边力
压边力冲压成形过(guò)程是一项重要的工(gōng)艺措施,通过不断(duàn)优化压(yā)边力,可以调整材料流动(dòng)方向,改善材料内部应力分布。压边力增大可(kě)以使零件拉(lā)延更加充分(fèn),特别(bié)是零件侧壁与R角位置,如果成形(xíng)充分,会(huì)使内外应力差减少,从而(ér)使回弹减小。
5. 拉延筋
拉延筋在当今工艺中应(yīng)用较为广泛,合理的设置(zhì)拉延的位置,能够(gòu)有效地改变材料流动方向及有效分配压料面上的进料阻力,从(cóng)而提高材料成形性,在容易出现回弹的零件上设置拉(lā)延筋,会使零件成形更充分,应力分布(bù)更均匀,从而回弹减小。
冲压件(jiàn)回弹(dàn)控制方法
减少或消除回弹最佳的时机是在产品设计和模具开发阶段。借助分析,准确预测回弹量(liàng),对产品设计和工艺进行优化(huà),利用产品形状、工艺和补偿来减少回弹。而在模具调试阶段,必须严格按照工(gōng)艺分析的(de)指导来试模。与普(pǔ)通SE分析比较,回弹的分析和矫正的(de)工作量增加了30%~50%,但却可(kě)以(yǐ)大大缩短模(mó)具调(diào)试周期。
回弹是(shì)与拉(lā)延成形过程紧密相关的。在不同的(de)拉延条件下(吨位、行程及进料量等),虽然冲压件都没(méi)有成形问题(tí),但在切边后的回弹会更加明显地显现出来,回(huí)弹分(fèn)析与拉延成形分析使用同(tóng)样的软件,但(dàn)关键是如何设置分(fèn)析参数,以(yǐ)及(jí)对回弹(dàn)结(jié)果进行(háng)有(yǒu)效评估。
异型零件回(huí)弹控制
前地板左右门槛制件开发过程中出现回弹4°现象(见(jiàn)图6),图6标注出了(le)制件回弹部位及回弹多少度。根据制件回弹部位及回弹度数,做出如图7所示的对(duì)策(cè)。在工艺路线上同样增加整形4°,增加第三序(xù)整形序,同时模具整形镶块材质应用为Cr12MoV,硬度需达到HRC58~62。
L型零件回弹控制
某车型摆臂加强板制件L型制件,一般(bān)L形状制件均为左右对策同模开发,为防止存在侧向力,导致成形制件偏(piān)移,左右(yòu)对称(chēng)开发L型制件回弹整改与U型零件基本一致。
U型零件回弹(dàn)控制
一(yī)般U型(xíng)零件都容(róng)易出现回弹(dàn),图1为某车型左/右前纵梁内板前部本体制件及在整车上(shàng)搭接关系的示意图,从(cóng)图1可以看出(chū),此制件在开发过程中出(chū)现了回弹问题,图2标示出了制件回弹部位及具体的(de)回弹量。经过反复分析(xī),并根据其搭接关系与设计(jì)人员沟通,对制件做出更改,增加加强筋长度,在模(mó)具本身增加整形序,预定整形1~
3.5 mm.
工艺排序增加整形序,制件整个侧壁全部整形,保证制件无回弹现象发生(shēng)。如图5所(suǒ)以,组后翻边(biān)侧冲序增加整形镶块,而(ér)且模具(jù)镶块(kuài)全部(bù)用Cr12MoV材质,保证处理(lǐ)淬火硬度(dù)达到HRC58~62。最(zuì)终确定此方案,按照此方案更改模具,现场验证成形制件无回弹现象出现。
根据以(yǐ)往(wǎng)开发车型的经验,可以确定(dìng)容易回弹制件明细,对此类制件应(yīng)用(yòng)的开发(fā)流程。
另外,目前通用的解决(jué)板料冲压回弹的工艺措施做法有如下面几点(diǎn):
1、校正弯曲(qǔ)
校(xiào)正弯曲力将使冲压(yā)力集中在弯(wān)曲变形区,迫使内层金属受挤压,被校正后,内外层都(dōu)被伸(shēn)长,卸载后挤压两区的回弹趋势相抵可以减小回弹。
2、热处理
在弯曲(qǔ)前进行退火,降低其硬度和屈服(fú)应力可减小回弹,同时也(yě)降低(dī)了弯曲力,弯曲(qǔ)后再淬硬。
3、过度弯曲
弯曲生(shēng)产中,由于弹性恢复,板料的变形角度及(jí)半径会变大,可(kě)以采(cǎi)用板料变形程度超出理论变形(xíng)程度的方式来减小回弹。
4、热弯(wān)
采用加热弯曲,选择合适温度,材料(liào)有足够的时间软化,可以(yǐ)减小回弹量。
5、拉弯
该方法是在板料弯曲的(de)同时施加切向拉力,改变板料内部的应力状态和分布情况,让整个断(duàn)面处于塑性拉伸变(biàn)形范围内,这些卸载后,内外层的回弹趋势(shì)相互抵消,减小了回弹。
6、局部压缩
局部压缩工艺是通过减薄外侧板料的厚(hòu)度(dù)来增加外侧板料的长度,使内外层的回弹趋势相互抵消。
7、多次弯曲
将弯曲成形分成多(duō)次来进(jìn)行,以消除回弹(dàn)。
8、内侧圆角钝(dùn)化
从弯曲部位的内侧进行压缩,以消除回(huí)弹。当板形(xíng)U形弯曲时,由于两侧对称弯曲,采(cǎi)用这种方法效果比较好。
9、变整(zhěng)体拉延成为部分弯曲成形
将零(líng)件一(yī)部分采用(yòng)弯曲成形后再通过拉延成形以减少回弹。这种方法对二维形状(zhuàng)简单的产品有效。
10、控制残余应力
拉延时在工具的表面(miàn)增加局部的凸包形状,在(zài)后道(dào)工序时再消除增加的形状,使材料内(nèi)的残余应力平衡发生变化(huà),以消除(chú)回弹。
11、负回弹
在加工工(gōng)具表面时,设法使板料产生负向回(huí)弹。上模(mó)返回(huí)后(hòu),制件通过回弹而达到要求的形状。
12、电磁法
利用电磁脉冲冲击材料表面,可以纠正由于回弹造成的形状和尺寸误差。