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五金模具的精加工控制分析

文章來源: 科翔模具 人氣:10508 發(fā)表時間:2018-06-11 11:08:06

[導(dǎo)讀]:沖壓成形發(fā)生塑性變形,同時也發(fā)生了彈性變形。成形負(fù)荷卸載后,零件便會產(chǎn)生一定回彈?;貜検窃诎辶铣尚魏?,成形件從模具中取出后必定會產(chǎn)生的變形,會影響零件最終形狀?;貜椓看笮≈苯佑绊懝ぜ膸缀尉?,同樣也是工藝中很難克服的成形缺陷。

沖壓成形發(fā)生塑性變形,同時也發(fā)生了彈性變形。成形負(fù)荷卸載后,零件便會產(chǎn)生一定回彈?;貜検窃诎辶铣尚魏?,成形件從模具中取出后必定會產(chǎn)生的變形,會影響零件最終形狀?;貜椓看笮≈苯佑绊懝ぜ膸缀尉?,同樣也是工藝中很難克服的成形缺陷。

沖壓件回彈的影響因素

  1) 材料性能 不同強度的沖壓件,從普通板材到高強板,不同板材有著不同的屈服強度,板材的屈服強度越高,就越容易出現(xiàn)回彈現(xiàn)象。厚板料零件的材料一般采用熱軋?zhí)妓劁摪寤驘彳埖秃辖鸶邚姸蠕摪?。與冷軋薄板料相比,熱軋厚板料的表面質(zhì)量差、厚度公差大、材料力學(xué)性能不穩(wěn)定,并且材料的延伸率較低.。



回彈前后應(yīng)力變化


 ?。玻┎牧虾穸? 在成形過程中,板料厚度對彎曲性能有很大影響,隨著板料厚度增加,回彈現(xiàn)象會逐漸減少,這是因為隨著板料厚度增加,參與塑性變形材料增加,進(jìn)而彈性回復(fù)變形也增加,因此,回彈變小。



板料界面的切向應(yīng)力


   隨著厚板料零件材料強度級別的不斷提高,回彈所造成零件尺寸精度的問題越來越嚴(yán)重,模具設(shè)計和后期的工藝調(diào)試都要求對零件回彈的性質(zhì)及大小有所了解,以便采取相應(yīng)的對策和補救方案。


  對于厚板料零件,其彎曲半徑與板厚之比一般都很小,板厚方向的應(yīng)力及其應(yīng)力變化不容忽視.。


  3)零件形狀 不同形狀零件回彈差異很大,形狀復(fù)雜的零件一般都會增加一序整形,防止成形不到位出現(xiàn)回彈現(xiàn)象,而更有一部分特殊形狀零件比較容易出現(xiàn)回彈現(xiàn)象,如U形零部件,在分析成形過程中,必須考慮回彈補償事宜。


  4)彎曲中心角 彎曲中心角的值越大就表示回彈累積值越大,這樣就會造成嚴(yán)重的回彈現(xiàn)象,沖壓件形變的長度隨著彎曲中心角的增大而增大。



  5)模具間隙配合情況 模具在設(shè)計時就要在相對工作部分留有一倍料厚的間隙,在間隙中容納產(chǎn)品。為實現(xiàn)材料更好的流動,在模具加工完畢后要對模具的局部進(jìn)行研配。尤其是彎曲模具,工作部位的間隙越大導(dǎo)致的回彈也就越大,如果板料厚度的誤差允許范圍越大,則回彈也會越大,也會使模具的間隙不能得到很好的確定。


  6)相對彎曲半徑 相對彎曲半徑的值與回彈值成正比,所以沖壓件的曲率越大則越不容易彎曲成形。


  7)成形工藝 成形工藝是制約其回彈值的一個重要方面,一般來說,校正彎曲的回彈效果比自由彎曲要好。如果在同一批沖壓件的生產(chǎn)中要達(dá)到同樣的加工效果,校正彎曲比自由彎曲所需要的彎曲力要大很多,所以如果兩種方式采用一樣的彎曲力,則最后達(dá)到的效果也不同。校正彎曲時所需要的校正力越大沖壓件的回彈越小,矯正彎曲力會使變形區(qū)內(nèi)外側(cè)纖維都被拉長,達(dá)到成型效果。在彎曲力卸載后,內(nèi)外側(cè)的纖維都會縮短,但是內(nèi)外側(cè)的回彈方向相反,使沖壓件向外的回彈能夠得到一定程度的緩解。

 沖壓回彈的解決措施    

  1)產(chǎn)品設(shè)計 首先,材料方面,在滿足產(chǎn)品的要求的前提下,要選擇屈服度小的材料或者也可以適當(dāng)?shù)脑黾硬牧系暮穸?。其次,沖壓件形狀的設(shè)計,沖壓件的形狀其回彈也有很重要的影響,形狀彎曲的復(fù)雜沖壓件在一次彎曲中,由于各個方向的應(yīng)力情況復(fù)雜,還存在著摩擦力等其他因素,回彈消除是十分困難的,所以在產(chǎn)品的形狀設(shè)計時,對于復(fù)雜的沖壓件可以采用幾個部件組合的形式,解決回彈問題。


  還有可以設(shè)置防回彈筋,也能有效地解決回彈缺陷,在滿足沖壓件要求的前提下根據(jù)產(chǎn)品要求和回彈量要求增加設(shè)置防回彈筋,可以改變產(chǎn)品形狀。最后,也可以通過減小彎曲部分R角的值來解決回彈缺陷。


   2)工藝設(shè)計 首先,模具設(shè)計預(yù)成形工序,增加預(yù)成形工序可以使一次性成形的沖壓件分布在不同的工序中完成,可以在一定程度上消除成形過程中的內(nèi)應(yīng)力,從而解決回彈缺陷。其次,減小凹凸模具間隙,可以將其調(diào)整在一倍料厚左右,使材料與模具的貼合度達(dá)到最大,同時對模具進(jìn)行硬化處理,也可有效地減少沖壓件拉毛現(xiàn)象,減小對模具的磨損。

  

  還有對產(chǎn)品進(jìn)行整形,如果產(chǎn)品的設(shè)計不能隨意更改,就可以在最后對沖壓件進(jìn)行整形加工,這也是最后的辦法。最后,還有一些其他的方法解決回彈缺陷,如使用液壓沖壓設(shè)備,凸模設(shè)置頁腳等,都可以在一定程度上解決回彈缺陷。


  3)零件壓邊力 壓邊力沖壓成形過程是一項重要的工藝措施,通過不斷優(yōu)化壓邊力,可以調(diào)整材料流動方向,改善材料內(nèi)部應(yīng)力分布。壓邊力增大可以使零件拉延更加充分,特別是零件側(cè)壁與R角位置,如果成形充分,會使內(nèi)外應(yīng)力差減少,從而使回彈減小。


 ?。矗├咏睢±咏钤诋?dāng)今工藝中應(yīng)用較為廣泛,合理的設(shè)置拉延的位置,能夠有效地改變材料流動方向及有效分配壓料面上的進(jìn)料阻力,從而提高材料成形性,在容易出現(xiàn)回彈的零件上設(shè)置拉延筋,會使零件成形更充分,應(yīng)力分布更均勻,從而回彈減小。


鈑金沖壓回彈補償設(shè)計~




回彈模擬影響因素


彎曲回彈~


彎曲回彈的解決措施

  1)校正彎曲 校正彎曲力將使沖壓力集中在彎曲變形區(qū),迫使內(nèi)層金屬受擠壓,被校正后,內(nèi)外層都被伸長,卸載后擠壓兩區(qū)的回彈趨勢相抵可以減小回彈。


  2)熱處理 在彎曲前進(jìn)行退火,降低其硬度和屈服應(yīng)力可減小回彈,同時也降低了彎曲力,彎曲后再淬硬。


  3)過度彎曲 彎曲生產(chǎn)中,由于彈性恢復(fù),板料的變形角度及半徑會變大,可以采用板料變形程度超出理論變形程度的方式來減小回彈。


  4)熱彎 采用加熱彎曲,選擇合適溫度,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力,改變板料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)和分布情況,讓整個斷面處于塑性拉伸變形范圍內(nèi),這些卸載后,內(nèi)外層的回彈趨勢相互抵消,減小了回彈。


  6)局部壓縮 局部壓縮工藝是通過減薄外側(cè)板料的厚度來增加外側(cè)板料的長度,使內(nèi)外層的回彈趨勢相互抵消。


  7)多次彎曲 將彎曲成形分成多次來進(jìn)行,以消除回彈。


  8)內(nèi)側(cè)圓角鈍化 從彎曲部位的內(nèi)側(cè)進(jìn)行壓縮,以消除回彈。當(dāng)板形U形彎曲時,由于兩側(cè)對稱彎曲,采用這種方法效果比較好。


  9)變整體拉延成為部分彎曲成形 將零件一部分采用彎曲成形后再通過拉延成形以減少回彈。這種方法對二維形狀簡單的產(chǎn)品有效。


  10)控制殘余應(yīng)力 拉延時在工具的表面增加局部的凸包形狀,在后道工序時再消除增加的形狀,使材料內(nèi)的殘余應(yīng)力平衡發(fā)生變化,以消除回彈。


  11)負(fù)回彈 在加工工具表面時,設(shè)法使板料產(chǎn)生負(fù)向回彈。上模返回后,制件通過回彈而達(dá)到要求的形狀。


  12)電磁法 利用電磁脈沖沖擊材料表面,可以糾正由于回彈造成的形狀和尺寸誤差


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