

一、沖壓缺陷的影響因素
汽車金屬制件在沖壓成型過程中,可能會存在起皺、斷裂、回彈等典型缺陷u,導致沖壓缺陷的因素可歸結(jié)為以下幾點:
1、材料性能
理論上,通常應用成型曲線(FLD)表示板料成形性能,其中金屬材料的應變硬化指數(shù)n和厚向硬度指數(shù)r對曲線擬合效果影響顯著。在沖壓變形中,應變硬化指數(shù)n越高,變形裕度越大,材料承載能力越強,但材料加工硬化能力隨之增強,且易發(fā)生頸縮缺陷。厚向硬度指數(shù)r越大,材料拉伸性能越好,整體厚度變形均勻,金屬板材一般具有較好的成形性。
2、模具參數(shù)
不同沖壓方法應采用不同類型模具,同時對模具材料要求也有差異。模具表面硬度和粗糙度會對制件拉毛缺陷產(chǎn)生影響。模具工作表面有劃傷,模具材料內(nèi)部含有雜質(zhì),都會影響制件表面質(zhì)量,使其產(chǎn)生拉傷、壓痕等缺陷。
凸、凹模之間的間隙,對沖壓件質(zhì)量有著重要的影響。若間隙過小,凸、凹模之間的材料會被二次剪切,斷面出現(xiàn)較長的毛刺;若間隙過大,材料的彎曲與拉伸增大,容易形成確定厚度的毛刺,且制件會產(chǎn)生翹曲變形。因此,凸、凹模間隙應均勻合理。
此外,凸、凹模圓角半徑,對拉深件質(zhì)量有著顯著影響。若半徑過大,板料與模具間的接觸面積會減少,即板料處于懸空狀態(tài),進而易于產(chǎn)生起皺缺陷;若半徑過小,板料擠壓作用和摩擦阻力增大,制件表面容易產(chǎn)生斷裂缺陷。
因而,凸、凹模圓角半徑選取不宜過大,也不能過小。
3、工藝條件
影響沖壓缺陷的工藝參數(shù)主要包括壓邊力、沖壓速度、拉延筋的設置、潤滑油的使用以及成型工序的設定等。
壓邊力過小以及壓邊圈上的潤滑油過多,都會增大進料速度,進而引起板料起皺缺陷;壓邊力太大以及潤滑條件不好,會引起凸模與材料相對滑動減弱,導致危險斷面變薄破裂;由于大型制件結(jié)構(gòu)的不對稱性,板料在成型時材料流入速度不一致,因而需要在壓邊圈上設置拉延筋以控制不同區(qū)域的板料流入速度,使沖壓件深受均勻變形;沖壓工序的設置不是固定的,針對同一個零件,不同廠家可能會給出不同的工藝方案,但基本堅持一個原則,即在結(jié)構(gòu)不發(fā)生干涉的情況下,盡可能采用較少的工序加工生產(chǎn)。
另外,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,目前可利用autoform/abaqus等多種CAE分析軟件對沖壓工藝過程進行數(shù)值模擬,優(yōu)化工藝過程及參數(shù),以降低沖壓工藝缺陷,降低生產(chǎn)成本。
二、沖壓件設計的原則
?、旁O計的沖壓件滿足產(chǎn)品使用和技術(shù)性能,并能便于組裝及修配。
⑵設計的沖壓件有利于提高金屬材料的利用率,減少材料的品種和規(guī)格,盡可能降低材料的消耗。在允許的情況下采用價格適宜的材料,盡可能使零件做到無廢料及少廢料沖裁。
?、窃O計的沖壓件形狀簡單,結(jié)構(gòu)合理,以有利于簡化模具結(jié)構(gòu)、簡化工序數(shù)量,即用少、簡單的沖壓工序完成整個零件的加工,減少再用其他方法加工,并有利于沖壓操作,便于組織實現(xiàn)機械化與自動化生產(chǎn),以提高勞動生產(chǎn)率。
?、仍O計的沖壓件,在保護能正常使用情況下,盡量使尺寸精度等級及表面粗糙度等級要求低一些,并有利于產(chǎn)品的互換,減少廢品、保護產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
?、稍O計的沖壓件,應有利于盡可能使用現(xiàn)有設備、工藝裝備以及工藝流程對其進行加工,并有利于沖模使用壽命的延長。