冲压件(jiàn)回弹的影响(xiǎng)因素和有效控制方法
对于各类冲压件来说,部落觉得,拉深(shēn)模(mó)是最不好处理的,因为(wéi)材料会产生流(liú)动,其它的类型,会处理一些,但像尺(chǐ)寸要求高的冲压件,回弹的问题有时候也是非常头痛的,目前部落还没有看到哪(nǎ)里有准备的回弹计算公式,一般都是大(dà)家凭经验,针对不同的材料,不同(tóng)的R角来进行补偿(cháng)处理.当然,产生回弹的影响因素我们都是比较清楚的(de),如果在修理模具方面,针对一些状况,我们还是可以找到有效控(kòng)制回弹方法.
回弹对于(yú)汽车冲压件来(lái)说是较难解决的问题,现阶(jiē)段仅用软件(jiàn)分析理论回弹补偿量,在产品上增加加强筋控制回弹,但这样却不能完全控制(zhì)回弹,还(hái)需要在模具调(diào)试阶段弥补分析回弹补偿量的不足,增加整形工序(xù)。
冲压件回弹的影响因素
1. 材料性能
在汽(qì)车身上有不同强度的冲压件,从普通板材到高强板,不同板材有着(zhe)不同的屈服强度,板材的屈服强度越高,就越容(róng)易出现回弹现(xiàn)象。
厚板(bǎn)料零件的材(cái)料一(yī)般采用热轧碳(tàn)素钢(gāng)板或热轧(zhá)低合金高强度钢(gāng)板。与冷轧薄板(bǎn)料相比,热轧厚板料的表面质量差、厚度公差大、材料力学性能不稳定,并且材料的延伸率较低.
2. 材料厚度
在(zài)成形过程中,板料(liào)厚度(dù)对弯曲(qǔ)性能有很(hěn)大的影响,随着板料厚度增加,回弹现象会逐渐减少,这是因为随着板(bǎn)料厚度增加,参与塑性变形(xíng)材料增加,进而弹性(xìng)回复变形也增加(jiā),因此,回弹变小。
随着厚板料零件材料强度(dù)级别的(de)不断提高,回(huí)弹所造(zào)成零件尺(chǐ)寸(cùn)精度的问题越来越严重,模具设计和后期的工艺调试都要求对零件回弹的性质及大小有所(suǒ)了解,以便(biàn)采取相应的对策和补救方案。
对于厚(hòu)板(bǎn)料零件(jiàn),其弯曲半径与板(bǎn)厚之(zhī)比一般都很小,板厚方向的应力及其应力变化不容忽视.
3. 零件形状
不同形(xíng)状的零(líng)件回弹差异很大,形状复杂(zá)的零(líng)件一般都会增加一(yī)序整形,防止成形不到位出现回弹现象,而更(gèng)有一部分特殊形状(zhuàng)零件比较容易出现回弹现象,如U型零部件,在分析成形过程中(zhōng),必须考虑回弹补偿事宜。
4. 零件压边力
压边力冲压成形过程是一项(xiàng)重要的工艺措施,通过不断优化压边力,可以调整材料流动方向,改善材料内部应力分布。压边力增大(dà)可(kě)以使零件拉延更加充分,特别是零(líng)件侧壁与R角位置,如果成形充分,会(huì)使内(nèi)外应力差减少,从(cóng)而使回弹减小。
5. 拉(lā)延筋
拉延筋(jīn)在当今(jīn)工艺中应(yīng)用较为广泛,合(hé)理的(de)设置拉延的(de)位(wèi)置,能够有效地改变材(cái)料流动方向及有效分配压料面上的进料阻力(lì),从而提(tí)高材料成形性,在容(róng)易出现(xiàn)回弹的零件上设(shè)置拉延筋,会使零件成形更充分,应力(lì)分布更均匀,从而回弹减小。
冲压件回弹控制方法
减少或消除回弹最(zuì)佳的时机是在产品设(shè)计和(hé)模具开发阶(jiē)段。借助分析,准(zhǔn)确预测回弹量,对产品设计和(hé)工艺进行优化,利用产品形状、工艺(yì)和补(bǔ)偿(cháng)来减少回(huí)弹。而在模具调试阶段,必须严格按照工艺(yì)分(fèn)析的指(zhǐ)导来试模。与普通SE分析比较,回弹(dàn)的分析和矫(jiǎo)正的工作量增加了30%~50%,但却(què)可(kě)以大大缩短(duǎn)模具调试周(zhōu)期。
回弹是与拉延成形过程紧密相关的。在不(bú)同(tóng)的拉延条件下(吨位、行程及进料量等),虽然冲压件都没有成形问题,但在切边后的回弹会更加明显地显现出来,回弹(dàn)分析与拉延成形分析使用同样的软件,但关键是如何设置(zhì)分析参(cān)数,以及对回弹结果进行有效评估。
异型零件回弹控制
前地板左右门槛制件开发过程中出现回(huí)弹4°现象(见图6),图6标注出了制件回弹部位及回弹多少(shǎo)度。根据制件回弹部位及回弹度数,做出如图7所示的对策。在工(gōng)艺路线上同样增加整形4°,增(zēng)加第(dì)三序整形序,同(tóng)时模(mó)具整形镶块材质应用为Cr12MoV,硬度需达(dá)到HRC58~62。
L型(xíng)零件回(huí)弹控制
某车型摆(bǎi)臂加强板(bǎn)制件L型制件,一般L形状制件(jiàn)均为左右对策同模开发,为防止存在侧向(xiàng)力,导致成形制件偏移,左右对称开发L型制件回弹整改与U型零件基本一致(zhì)。
U型零件回弹(dàn)控制
一般U型零件都容易出现回弹,图1为某车型左/右前纵梁(liáng)内板前部本体制(zhì)件及在整车上搭接关系的示意(yì)图,从图1可以看出,此制件在开发过程中出现了(le)回弹问题,图2标示出了制件回弹部位及(jí)具体的回弹量。经过反复分析,并根(gēn)据其(qí)搭接(jiē)关系与设计人员沟通,对制件做出更改,增加加强筋长度,在模具本身增加整形序,预定整(zhěng)形1~
3.5 mm.
工艺排序增加(jiā)整形(xíng)序,制件(jiàn)整个侧壁全(quán)部整形,保证(zhèng)制件(jiàn)无回弹现(xiàn)象(xiàng)发生。如图5所以,组后翻边侧(cè)冲序增加整形(xíng)镶块,而且模具镶块全(quán)部用Cr12MoV材质(zhì),保证(zhèng)处理淬火硬度达到HRC58~62。最终确定此方案,按照此方案更改模具,现场验证成形(xíng)制件无回弹现象出现。
根据以往开发车型的经验,可以确定容易回弹制件明细,对此类制件应用(yòng)的开发流程。
另(lìng)外,目前通用的解决板料冲压回弹的工艺措施做法有如下面几点:
1、校(xiào)正弯曲
校正弯曲力将使冲压力集中(zhōng)在弯曲变形区,迫使内层金属受挤压,被校正后,内外层都被伸长,卸载(zǎi)后挤压两区的回弹(dàn)趋势相抵可以减小回弹。
2、热处理
在弯曲前进行退火,降(jiàng)低其硬度和(hé)屈服应力可(kě)减小回弹,同时(shí)也降低(dī)了弯曲力,弯曲后再淬硬。
3、过度弯曲
弯曲生产中,由于(yú)弹(dàn)性恢(huī)复,板料的变形角度(dù)及半径会变大(dà),可以采用板料变形程度超出理论变(biàn)形程度的方式来减小回弹。
4、热弯
采用加热(rè)弯曲,选择合适温度,材料有(yǒu)足够的时间软化,可以减(jiǎn)小回弹量。
5、拉弯
该方(fāng)法(fǎ)是在板料弯曲的同时施加切(qiē)向拉力,改变板料内部的应力状态和分布情况,让整个断面处于塑性拉伸变形(xíng)范围内,这些卸载后,内外层的回弹趋(qū)势相互抵消,减小了回弹。
6、局部压缩(suō)
局部压缩工艺是通过减薄(báo)外侧板(bǎn)料的厚度来增加外侧板料的长(zhǎng)度,使内外层的回弹(dàn)趋势相互抵消(xiāo)。
7、多次(cì)弯曲
将弯曲成形分成多次来(lái)进行,以消除回(huí)弹。
8、内侧圆角钝化
从弯曲部位的内侧进行压(yā)缩,以消除回弹。当板形U形弯曲时,由于两侧对称弯曲,采用这种方法效果比较好。
9、变整(zhěng)体拉延成为部(bù)分(fèn)弯曲成形(xíng)
将零件一部分采用弯曲成形后再通过拉延成形以(yǐ)减少回弹。这种方法对二维形状简单的产(chǎn)品有效。
10、控制残余应力
拉延时在工具的表面增加局部的凸包形状,在后道工序时再消除增加的形状,使材料内的残余应(yīng)力平(píng)衡发生变化,以消除回弹。
11、负回弹
在加工工具表面时,设法使板料产生负向回弹。上模(mó)返回后,制件通过回弹而达到要求(qiú)的形状。
12、电磁(cí)法
利(lì)用电(diàn)磁(cí)脉冲冲击材料表面(miàn),可以纠正由于回弹造成的形状和尺寸误差(chà)。