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冲压件常见的缺陷类型及处理方案

发布时间:2019-08-30 14:30:12 星期五
摘要:

当前汽车市场的竞争愈演愈烈, 消费者于选择产品时不但限于一个合适的价格, 而且更为注重汽车的质量与品质。冲压是 […]

当前汽车市场的竞争愈演愈烈, 消费者于选择产品时不但限于一个合适的价格, 而且更为注重汽车的质量与品质。冲压是汽车四大工艺之首,冲压件的质量问题不但影响车身美观,也会降低制件的抗腐蚀性与产品使用寿命,所以对冲压件的质量缺陷控制至关重要。

 

冲压件成形过程之中常见的质量问题重要有起皱、开裂、回弹、表面质量(塌陷、滑移、冲击)等缺陷。超过问题占冲压件质量整改的85% 超过,模具的重复整改、维修造成使用寿命降低,停机时间剧增,产品的返工而且报废造成生产成本增加,所以探讨冲压件重点缺陷问题的产生与解决方法对于提高产品的成形质量与生产效率具有重要的实用价值。

 

起皱与叠料

缺陷描述:因为板料厚度方向的尺寸和平面方向的尺寸相差比较大,造成厚度方向绝不稳定,如果平面方向的应力达到一定程度时,厚度方向失稳,进而产生起皱现象,如图1 所示。

 

起皱产生的原因

⑴材料堆积起皱,进入凹模腔之内材料这么多,产生起皱。

⑵失稳起皱:1) 板料厚度方向的约束力弱,导致压缩凸缘失稳产生起皱;2) 于绝不皆匀的拉深部位易出现受力绝不均,导致失稳产生起皱。

⑶制件R 角这么大,导致拉深过程之中凸模无法压住料、材料流动这么快从而产生起皱。

⑷制件压料筋设置绝不合理,或是压料筋过小,绝不能有效阻止材料这么快的流动。

⑸产品需要增加吸皱筋的地方未曾加吸皱筋,或是吸皱筋过小,从而导致制件于拉深过程之中起皱。

⑹之上、下模间的间隙这么大,导致制件于拉深过程之中模具无法压住料,产生起皱。

 

起皱的解决方法

⑴产品设计方面:1) 检查原始产品模型设计的合理性;2) 避免产品出现鞍形形状;3) 产品易起皱部位增加吸料筋等。

⑵冲压工艺方面:1) 合理安排工序;2) 检查压料面与拉延补充面的合理性;3) 检查拉延毛坯、压料力、局部材料流动情况的合理性;4) 用内筋方式舒皱;5) 提高压料力,调整拉延筋、冲压方向,增加成形工序、板料厚度,改变产品以及工艺造型以此吸收多余材料等方法。

⑶材料方面:于满足产品性能的情况之下,对一些易起皱的零件,采用成形性比较好的材料。

整改起皱的一般方法,便是确保制件于拉深过程之中模具能够压住料,确保一个合理因而正常的材料流动速度:材料于拉深过程之中流动这么快,亦有可能导致制件起皱;材料流动过慢,亦有可能导致制件开裂。

 

开裂

缺陷描述:开裂重要是因为材料于拉深过程之中,应变超过其极限因而形成失稳,如图2 所示。

 

冲压件开裂是制件于拉延、翻边等工序之中最为容易出现的质量缺陷,把直接影响制件的强度,降低产品的使用寿命,因此如果制件出现开裂问题时,便会做报废处理,这便大大降低了生产效率,增加了生产成本,所以后期有效预防以及出现缺陷之后迅速应对于解决均是刻不容缓、十分必要的。

 

开裂产生的原因

⑴产品抗拉强度不足因而产生的破裂,如靠近凸、凹模圆角处,局部受力这么大因而破裂。

⑵材料变形量不足因而引起的破裂,于胀形变形时,靠近凸模底部产生的破裂或是凸缘伸长材料变形流入过大引起的破裂。

⑶时效裂纹,即成形复杂区域于成形过程之中产生材料硬化,硬化变形时伴随脆化现象,于成形残余应力的作用之下引起制件破裂。

⑷材料成形时受拉深弯曲之后再次弯曲折回以至于产生破裂,多产生在凸筋或是凹模口处。

⑸条纹状裂纹,因为材料之内有杂质引起的裂纹,一般平行在板料轧制方向。

 

开裂的解决方法

⑴材料方面:采用拉延性能比较好的材料。

⑵减少应变方面:1) 选择合理的坯料尺寸与形状;2) 调整拉延筋参数;3) 增加辅助工艺,如切口等;

4) 改善润滑条件;5) 修改工艺补充面;6) 调整压料力。

 

回弹

回弹:零件于冲压成形之后,因为成形力卸载,导致材料局部或是整体发生变形,如图3 所示。

 

回弹的解决方法:因为影响回弹的因素很多,例如材料、压力、模具状态等,实际生产之中非常难解决。

于弹性阶段之内,材料的屈服极限愈高,弹性模量愈大,其加工硬化现象愈严重,弯曲变形的回弹亦愈大;反之,亦抵抗弹性变形的能力愈强,回弹值愈小。目前,解决回弹常用上面几种方法。

⑴补偿法,其原理是:依据弯曲成形之后板料回弹量的大小,事先于模具之上做出等于工件回弹量的斜度,来补偿工件成形之后的回弹(依据经验与CAE 模拟)。

⑵拉弯法,是于板料弯曲的同时施加拉力来改变图2 开裂缺陷板料外部的应力状态与分布情况,使应力分布比较皆匀,减小回弹量。

⑶采用成形性比较好的材料。

 

表面质量缺陷

冲压件表面质量缺陷主要类型有冲击线、滑移线、塌陷、暗坑、表面扭曲等,如图4 所示。对外板零件来说,之外表面产生的缺陷是绝不允许的。

 

产生原因

冲击线、滑移线重要是因为于冲压过程之中板料与模具接触之后,于应力集中处摩擦造成的表面划痕。塌陷、暗坑、表面扭曲重要是因为制件变形绝不充分,局部材料应变比较小,外力释放之后出现的缺陷。

 

解决方法

⑴消除冲击线,可以透过改变成形圆角、凹模圆角,增加拉延深度,越来越改压料面等方法。

⑵消除滑移线,可以透过改变产品形状(左右对称)、增大阻力等方式。

⑶消除塌陷、表面扭曲,应了解零件于变形区所产生应力梯度的等级,尽可能保证产品塑性变形的均匀性;同时透过增大阻力,提高局部成形应变等手段。

 

结束语

制件于遇到质量缺陷时,最先要对于问题产生的真因进行深入剖析。具体问题具体分析,制定切实可行的整改方案。此外,方案实施之中需做好过程记录,把典型的重点问题反馈到后期,做好再次发防止工作;SE 阶段,根据以往冲压件开发经验,透过产品造型优化、调整,规避问题的产生,缩短交付周期,保证冲压生产正常开展,提高生产效率。本文自冲压件常见的品质缺陷形式、产生机理、预防以及应对于措施进行阐述,作为末期此类问题的解决提供思路以及方向,可于一定程度之上提升冲压件外观质量,增强产品的市场竞争力。