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关于冲压件起皱控制方法及影响因素探究

2018-09-15 09:27:27
新闻详情

  从现代的汽车生产工艺来看,超过半数的汽车车身零件来自于薄板经过冲压而生产出来的覆盖件,从统计数据来看,在整个汽车生产环节中,模具的开发和制造占总成本的五分之一左右,而随着人们对审美的不断追求,对于汽车外观的要求越来越高,这种大环境下对于模具的生产质量和冲压件的品质提出了很高的标准。而汽车的大型覆盖件具有尺寸大、形状多变、轻薄等的特卢,这些特点决定了大型覆盖件的质量和品质直接受到冲压工艺的影响,这种影响因素包括冲压过程中的原材料成形性能波动、冲压模具的设计、冲压设备的精度、设备的使用维护状态等等。在冲压过程中,无论是模具的设i书决陷还是加工的过程问题都会引起冲压件的破裂、起皱等问题。如何避免这些问题是所有工程师都了解的技术关键。
  一、拉深工艺关键影响因素
  冲压工艺的环节就是拉深工艺,拉深工艺的好坏由零件冲压方向、冲压位置、压料面形态、拉深筋等等因素共同确定。拉深工艺的关键是各个变量的综合切调,而拉深工艺并不只是满足拉深,而是在满足拉深的基础上能够同时给后续的冲模和制造提供一定的条件,并同时为切边翻边作下良好铺垫。
  1、冲压方向
  确定冲压方向的考虑因素有三,一是确保凸模能够进入凹模,二是凸模开始拉延时与拉延毛坯的接角州犬态,第三是压料面各部位的进料阻力是否均匀互靡。
  2、压料面形状
  压料面属于拉深工艺的补充部分,属于衡量拉深件质量水平的重要指标。在设计压料面时,有两点需要尤其注意:
  1、拉延深度要合理控制。压料面在零件凸缘面的时候,应该给压料面一定的弯曲。另外压料夜的部分需要加工成带有一定角度的倾斜角,这是为了有效控制拉延深度,使毛坯能够和压料面契合。这里要注意,倾斜角的角度问题,角度过小的话会产生皱纹,但是过大却增加了拉延深度。
  2、不要忽视凸模对拉延毛坯的拉延效果。压料面的展开长度如果比凸模的便面展开长度小的化,凸模就会对拉延毛坯产生一定的拉延作用,但是这并不是说就能完全避免皱纹,实际上凸模在产生拉延作用的时候,每一个时刻的压料面展开长度和凸模表面展开长度的长短对比都会产生效果,如果前者比后者短就会产生拉深作用,相反则会产生皱褶。拉深工艺中如果产生的皱褶数量很少的话可能会被拉延作用消除,所以在实际的设i润泊操作日寸,很难对形成的皱纹产生比较判断。
  二、拉伸件起皱原因
  拉伸件在拉伸过程中可能受到多方面的影响从而产生起皱现象,综合来讲主要受这几个因素影响:
  1)冲压件拉伸深度过大,零件在走料的时候非常容易板料流动过快而导致零件起邹。
  2)拉伸过程中冲压件的凹模角度超出范围,致使凸模在拉伸过程中不能压住料,板料流动受不到约束,引起起皱。
  3)冲压件压料筋设计问题,压料筋大小不匹配或者位置存在偏差,板料流动不受约束,引起起皱现像。
  4)顶杆压力不足,冲压件的冲压不彻底,导致起皱。
  5)模具设计偏差,同样会造成冲压件拉伸过程中的压料无法压实、压料边过小,拉伸过程无法压住料,造成起邹。
  6)凹凸模之间空隙过大,拉伸过程中无法压住料,造成起皱。
  这六点是常见的拉伸过程中的起皱影响因素,但在着手消除起皱现象时还要结合的具体情况具体分析,从而找出具体的起皱原因。
  三、冲压件起皱控制办法
  总的来说,防止起皱的根本办法就是保证在拉伸过程中模具能够切实的压住料,同时板料能够以一个合理的速度流动。板料流速如果过快就会造成起邹,而过慢的后果就是零件开裂。
  所以详细来说,防止起皱的一步,就是采用正确的压料装置。这种正确的压料装置能够在压料时将毛坯的变形部分充分压实,同时作用压料力,有效避免凸缘部位拱起而导致起皱。压料力的大小同样需要掌控。压料装置有弹性压料和刚性压料两种方式,前者适用于浅拉深,后者适用于深拉伸。
  其次,拉延筋的重要性不容忽视。拉延筋是压料面上调节控制变形阻力有效的办法之一。拉延筋的突出特卢就是对材料流动情况良好的掌控和调节,从而使拉伸过程中各部位的材料受力均匀,使材料正确的填充到模具中,避免材料不均而引起的起皱或者开裂现象。曲面拉伸件比较复杂,特别是凸缘很小的零件,这些零件尤其要设置拉延筋,拉延筋的设置地点在径向拉应力相对比较小的部位,用以提高径向拉应力来防止起皱,另外可以针对凸缘小的零件增加一些适当的工艺补充材料,这些材料会在修边时被去除。而在对拉伸深度相差比较大的拉延件进行处理的时候,拉深筋要设置在进料少的部位,从而使该部分过多的进料拉入凹模从而避免起皱。
  除此之外,材料流动阻力是沿凹模口分布的,与拉伸深度有着直接的关系,内凹或者外凸的曲线位置都会因为拉伸深度过大而引起阻力的不均匀分布,导致起皱,所以控制拉伸的深度也是不容忽视的解决措施。而当皱纹是在零件的四周均匀产生的时候,我们可以直接判定这是由于压料力不足而导致的结果,消除方法就是适当加大压料力。拉伸锥形件和半球形件的时候,拉伸开始时材料大部分悬空,所以很容易造成侧壁起邹,这种起邹应该在增加压边力的同时增加拉深筋从而提供径向拉应力,消除皱纹。
  总的来讲,冲压件起皱的原因归根结底都是因为拉延过程中的材料堆积或者局部材料运动速度过快而造成的,但是引起起皱的原因确实不止本文阐述的这些,不同的零件也有不同的原因和解决措施,不能一概而论。所以在解决实际的起皱问题时,我们应该从本质原因入手,结合具体的零件情况具体分析,采取相应的对模具的调整,才能都会达到很好的效果。