沖壓工藝可分為分離工序和成型工序兩大類。分離工序包括落料、沖孔、修邊等,成型工序包括拉伸、彎曲、翻邊等。針對(duì)各工序中可能會(huì)存在的起皺、開裂、回彈缺陷,提出較為詳細(xì)的防預(yù)措施與解決方案。
一、起皺缺陷產(chǎn)生的根本原因是由于板料受到擠壓,當(dāng)平面方向的主、次應(yīng)力達(dá)到程度時(shí),厚度方向失穩(wěn)。按照皺紋形成原因不同,可將其分為兩種類型,一種是由于進(jìn)入凹模腔內(nèi)材料過多而形成的材料堆積起皺;二種是由于板料厚度方向失穩(wěn)或拉應(yīng)力不均勻而產(chǎn)生的失穩(wěn)起皺。為了該缺陷,具體的解決思路如下:(1)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度考慮:盡量減小翻邊高度;使造型劇變區(qū)域呈順滑狀態(tài)連接;對(duì)于產(chǎn)品易起皺部位可適當(dāng)?shù)卦黾游显煨停?2)從沖壓工藝設(shè)計(jì)方面出發(fā):增大壓邊力,控制進(jìn)料速度;工藝補(bǔ)充增加圓形或方形拉延筋;在正確范圍內(nèi)增加成形工序;(3)對(duì)于沖壓材料的選擇:在達(dá)到產(chǎn)品性能的情況下,對(duì)于一些易起皺的零件,應(yīng)選用成形性好的材料。
二、大部分沖壓制件都會(huì)產(chǎn)生回彈缺陷,回彈產(chǎn)生的根本原因可歸納如下,即零件在沖壓變形后,材料由于彈性卻載,導(dǎo)致局部或整體發(fā)生變形。沖壓材料、壓力大小和模具狀態(tài)等都會(huì)影響回彈。對(duì)于回彈缺陷,解決思路如下:(1)補(bǔ)償法,即根據(jù)彎曲成形后沖壓件回彈量的大小,預(yù)先在模具上作出等于此工件回彈量的坡度,來(lái)補(bǔ)償工件成型后的回彈,該方法中所需補(bǔ)償?shù)幕貜椓看笮≈饕罁?jù)人工經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或CAE數(shù)值模擬分析結(jié)果來(lái)確定;(2)拉彎法:在板料彎曲的同時(shí)施加拉力,以此使得板料內(nèi)部的應(yīng)力分布較為均勻,進(jìn)而減少回彈量;(3)局部加壓法:使變形區(qū)變?yōu)槿蚴軌旱膽?yīng)力狀態(tài),從根本上改變彈性變形的性質(zhì);(4)通過局部加筋及其他增加剛度的方法,以提升沖壓件剛度,減少變形。
三、開裂缺陷形成的根本原因在于材料在拉伸的過程中,應(yīng)變超過其,較直觀的表現(xiàn)是制件表面產(chǎn)生肉眼可見的裂紋。通常可以將其分為三種類型:一種是由于材料杭拉強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的破裂,斷裂原因一般是由于凸、凹模圓角處局部受力過大造成的;二種是由于材料變形量不足而破裂,如尖點(diǎn)部位的開裂;三種是由于材料內(nèi)有雜質(zhì)引起的裂紋。因此,為了防預(yù)斷裂缺陷,較根本的措施是減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。具體方案如下:(1)選擇正確的坯料尺寸和形狀;(2)調(diào)整拉延筋參數(shù),防止由于脹力過大引起破裂;(3)增加工藝切口,材料正確流動(dòng),變形均勻;(4)改變潤(rùn)滑條件,減小摩擦力,增大進(jìn)料速度;(5)減小壓邊力或采用可變的壓邊力,以控制進(jìn)料阻力;(6)采用延展性和成形性好的材料,減少裂紋。
沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不正確決定了材料利用率較低,并且由于沖壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成的材料利用率低而無(wú)法提升,沖壓件的造型決定了材料利用率的上限,因此沖壓件與否決定著材料利用率的高低。
一、沖壓件造型正確
通過SE工程對(duì)沖壓件結(jié)構(gòu)研討、排樣布置等方式盡可能優(yōu)化每件沖壓件的材料可利用率,材料利用率不錯(cuò),造型的材料利用率低,常規(guī)設(shè)計(jì)的材料利用率不錯(cuò),因此沖壓件設(shè)計(jì)階段選擇正確的造型結(jié)構(gòu)重要,也直接影響著整車制造成本。
二、沖壓件分件正確
通過與部門的研討,在沖壓件前期的設(shè)計(jì)階段達(dá)到?jīng)_壓件性能的前提下盡可能優(yōu)化結(jié)構(gòu),達(dá)到零件的大的材料利用率。沖壓件數(shù)據(jù)兩端凸出,不利于后期模具工藝的制定,也的影響了材料利用率。
沖壓零件的相關(guān)分析和制造均是通過產(chǎn)品的零件圖進(jìn)行的,所以在進(jìn)行相關(guān)零件設(shè)計(jì)的沖壓制作工藝的時(shí)候,設(shè)計(jì)人員需要從零件的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行入手。
一、工藝性
進(jìn)行沖壓件的制作過程時(shí),其零件的難易度隨之體現(xiàn)出來(lái)。從工藝的角度進(jìn)行分析,主要針對(duì)度、材料的性能以及尺寸等進(jìn)行相關(guān)分析,其基本的要求需要符合沖壓技術(shù)的規(guī)定。此外,工藝性還體現(xiàn)在其便于操作、所需工序較少以及穩(wěn)定的質(zhì)量等等。正常情況下來(lái)講,沖壓零件的構(gòu)造和度方面會(huì)影響到?jīng)_壓零件終的工藝性,假如零件的工藝性較差,則需要對(duì)零件圖紙進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?,以沖壓零件的工藝性。
二、經(jīng)濟(jì)性
制造汽車零件的沖壓工藝使用范圍大,沖壓工藝的操作相對(duì)較為便捷,因此能夠產(chǎn)生較不錯(cuò)的生產(chǎn)率。在進(jìn)行沖壓工藝過程中,因其經(jīng)濟(jì)性隨著磨具的成本費(fèi)用,對(duì)生產(chǎn)的批量問題產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。生產(chǎn)批量與沖壓零件的單個(gè)加工生產(chǎn)費(fèi)用呈反比的狀態(tài),生產(chǎn)的批量越小沖壓工藝的成本消耗則較不錯(cuò)。因此,若是制作的零件數(shù)量相對(duì)較少的情況下,使用其他方案比較適合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益化,制造沖壓零件的過程中,需要結(jié)合多方的生產(chǎn)方案,大程度的使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益化。