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沖壓件常見的缺陷類型及處理方案

發布時間:2019-08-30 14:30:12 星期五
摘要:

當前汽車市場的競爭愈演愈烈, 消費者于選擇產品時不但限于一個合適的價格, 而且更為注重汽車的質量與品質。沖壓是 […]

當前汽車市場的競爭愈演愈烈, 消費者于選擇產品時不但限于一個合適的價格, 而且更為注重汽車的質量與品質。沖壓是汽車四大工藝之首,沖壓件的質量問題不但影響車身美觀,也會降低制件的抗腐蝕性與產品使用壽命,所以對沖壓件的質量缺陷控制至關重要。

 

沖壓件成形過程之中常見的質量問題重要有起皺、開裂、回彈、表面質量(塌陷、滑移、沖擊)等缺陷。超過問題占沖壓件質量整改的85% 超過,模具的重復整改、維修造成使用壽命降低,停機時間劇增,產品的返工而且報廢造成生產成本增加,所以探討沖壓件重點缺陷問題的產生與解決方法對于提高產品的成形質量與生產效率具有重要的實用價值。

 

起皺與疊料

缺陷描述:因為板料厚度方向的尺寸和平面方向的尺寸相差比較大,造成厚度方向絕不穩定,如果平面方向的應力達到一定程度時,厚度方向失穩,進而產生起皺現象,如圖1 所示。

 

起皺產生的原因

⑴材料堆積起皺,進入凹模腔之內材料這么多,產生起皺。

⑵失穩起皺:1) 板料厚度方向的約束力弱,導致壓縮凸緣失穩產生起皺;2) 于絕不皆勻的拉深部位易出現受力絕不均,導致失穩產生起皺。

⑶制件R 角這么大,導致拉深過程之中凸模無法壓住料、材料流動這么快從而產生起皺。

⑷制件壓料筋設置絕不合理,或是壓料筋過小,絕不能有效阻止材料這么快的流動。

⑸產品需要增加吸皺筋的地方未曾加吸皺筋,或是吸皺筋過小,從而導致制件于拉深過程之中起皺。

⑹之上、下模間的間隙這么大,導致制件于拉深過程之中模具無法壓住料,產生起皺。

 

起皺的解決方法

⑴產品設計方面:1) 檢查原始產品模型設計的合理性;2) 避免產品出現鞍形形狀;3) 產品易起皺部位增加吸料筋等。

⑵沖壓工藝方面:1) 合理安排工序;2) 檢查壓料面與拉延補充面的合理性;3) 檢查拉延毛坯、壓料力、局部材料流動情況的合理性;4) 用內筋方式舒皺;5) 提高壓料力,調整拉延筋、沖壓方向,增加成形工序、板料厚度,改變產品以及工藝造型以此吸收多余材料等方法。

⑶材料方面:于滿足產品性能的情況之下,對一些易起皺的零件,采用成形性比較好的材料。

整改起皺的一般方法,便是確保制件于拉深過程之中模具能夠壓住料,確保一個合理因而正常的材料流動速度:材料于拉深過程之中流動這么快,亦有可能導致制件起皺;材料流動過慢,亦有可能導致制件開裂。

 

開裂

缺陷描述:開裂重要是因為材料于拉深過程之中,應變超過其極限因而形成失穩,如圖2 所示。

 

沖壓件開裂是制件于拉延、翻邊等工序之中最為容易出現的質量缺陷,把直接影響制件的強度,降低產品的使用壽命,因此如果制件出現開裂問題時,便會做報廢處理,這便大大降低了生產效率,增加了生產成本,所以后期有效預防以及出現缺陷之后迅速應對于解決均是刻不容緩、十分必要的。

 

開裂產生的原因

⑴產品抗拉強度不足因而產生的破裂,如靠近凸、凹模圓角處,局部受力這么大因而破裂。

⑵材料變形量不足因而引起的破裂,于脹形變形時,靠近凸模底部產生的破裂或是凸緣伸長材料變形流入過大引起的破裂。

⑶時效裂紋,即成形復雜區域于成形過程之中產生材料硬化,硬化變形時伴隨脆化現象,于成形殘余應力的作用之下引起制件破裂。

⑷材料成形時受拉深彎曲之后再次彎曲折回以至于產生破裂,多產生在凸筋或是凹??谔?。

⑸條紋狀裂紋,因為材料之內有雜質引起的裂紋,一般平行在板料軋制方向。

 

開裂的解決方法

⑴材料方面:采用拉延性能比較好的材料。

⑵減少應變方面:1) 選擇合理的坯料尺寸與形狀;2) 調整拉延筋參數;3) 增加輔助工藝,如切口等;

4) 改善潤滑條件;5) 修改工藝補充面;6) 調整壓料力。

 

回彈

回彈:零件于沖壓成形之后,因為成形力卸載,導致材料局部或是整體發生變形,如圖3 所示。

 

回彈的解決方法:因為影響回彈的因素很多,例如材料、壓力、模具狀態等,實際生產之中非常難解決。

于彈性階段之內,材料的屈服極限愈高,彈性模量愈大,其加工硬化現象愈嚴重,彎曲變形的回彈亦愈大;反之,亦抵抗彈性變形的能力愈強,回彈值愈小。目前,解決回彈常用上面幾種方法。

⑴補償法,其原理是:依據彎曲成形之后板料回彈量的大小,事先于模具之上做出等于工件回彈量的斜度,來補償工件成形之后的回彈(依據經驗與CAE 模擬)。

⑵拉彎法,是于板料彎曲的同時施加拉力來改變圖2 開裂缺陷板料外部的應力狀態與分布情況,使應力分布比較皆勻,減小回彈量。

⑶采用成形性比較好的材料。

 

表面質量缺陷

沖壓件表面質量缺陷主要類型有沖擊線、滑移線、塌陷、暗坑、表面扭曲等,如圖4 所示。對外板零件來說,之外表面產生的缺陷是絕不允許的。

 

產生原因

沖擊線、滑移線重要是因為于沖壓過程之中板料與模具接觸之后,于應力集中處摩擦造成的表面劃痕。塌陷、暗坑、表面扭曲重要是因為制件變形絕不充分,局部材料應變比較小,外力釋放之后出現的缺陷。

 

解決方法

⑴消除沖擊線,可以透過改變成形圓角、凹模圓角,增加拉延深度,越來越改壓料面等方法。

⑵消除滑移線,可以透過改變產品形狀(左右對稱)、增大阻力等方式。

⑶消除塌陷、表面扭曲,應了解零件于變形區所產生應力梯度的等級,盡可能保證產品塑性變形的均勻性;同時透過增大阻力,提高局部成形應變等手段。

 

結束語

制件于遇到質量缺陷時,最先要對于問題產生的真因進行深入剖析。具體問題具體分析,制定切實可行的整改方案。此外,方案實施之中需做好過程記錄,把典型的重點問題反饋到后期,做好再次發防止工作;SE 階段,根據以往沖壓件開發經驗,透過產品造型優化、調整,規避問題的產生,縮短交付周期,保證沖壓生產正常開展,提高生產效率。本文自沖壓件常見的品質缺陷形式、產生機理、預防以及應對于措施進行闡述,作為末期此類問題的解決提供思路以及方向,可于一定程度之上提升沖壓件外觀質量,增強產品的市場競爭力。

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