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摘 要:在汽车制造过程中,冲压件的精度在整车精度方面至关重要的作用,这就要求冲压件符合性和一致性。在实际生产中,有很多问题影响冲压件的质量,其中回弹问题就是冲压常见问题,也是比较复杂,难解决的问题。
关键词:冲压件;回弹;产品设计;工艺设计
回弹严重影响着冲压件的装配性能和使用性能,造成后序焊接困难,降低了生产效率和制约着整车品质。冲压件回弹问题最佳的解决是在设计阶段,但是影响冲压件回弹有材料、模具、设备等很多因素,设计阶段是不能完全解决的。很多冲压件回弹是在试制阶段发现,在试制阶段解决冲压件问题是也是经常采用的方法,本文主要探讨一下在试制阶段针对回弹缺陷的一些解决方法,一般从两个方面入手:产品设计和工艺设计,下面就从这两方面进行简述。
1. 冲压件回弹缺陷的类型
一般汽车冷冲压件的回弹缺陷有:正/负回弹、成型扭曲、多曲线形状扭曲、大曲线变化、棱线/面翘曲等
2. 影响回弹的主要因素
对于冷冲压件来说,影响回弹缺陷的主要因素集中在这几个方面:冲压材料、弯曲部位R角、大弯曲率、零件形状、模具关键部位配合间隙、成型工艺等。
3. 冲压件回弹缺陷解决方法
主要简述一下在产品试制阶段对冲压件回弹缺陷的解决方法,分为产品设计和工艺设计:
3.1产品设计方面:
3.1.1更换冲压件材质、料厚
材料在冲压件成型中起着至关重要的作用,钢板屈服强度越大,回弹量越大,钢板厚度越小,回弹量越大,在满足产品性能的要求下,可选择屈服强度小的钢板,或适当增加钢板料厚。
3.1.2设置防回弹筋
防回弹筋是解决回弹的有效方法之一,在满足产品要求的情况下,增加防回弹筋,改变产品形状。防回弹筋一般有三角筋和凸凹筋,可根据产品要求及回弹量的大小进行设置。
3.1.3减小弯曲部位R角
弯曲部位R角对回弹的影响很大,R角越小,回弹量越小。在满足产品要求的情况下,可通过减小R角解决回弹问题,一般冲压件弯曲部位R角应<8mm。
3.1.4冲压零件形状设计
零部件形状对冲压件回弹影响很大,如一个折弯冲压件,设计成U型和设计成V型的回弹量就是显而易见的,后者可以有效的解决回弹问题。形状复杂的一次弯曲的冲压件,收到各种方向的应力和摩擦,回弹缺陷就是很难消除的,在产品设计时可分别设计几个零件进行组合,减少一次成型的复杂弯曲,可解决回弹问题。
3.2 工艺设计方面:
3.2.1模具凸模设置负角
此方法主要用于翻边弯曲类冲压件回弹的解决,通过改变翻边弯曲模具凸模角度,冲压时无凸模约束,使钢板产生负回弹,冲压完成后冲压件回弹,通过回弹量与负回弹量相互抵消,达到产品要求。一般是在凸模弯曲R角以下(5-10)mm开始加工负角,使凸模型面与冲压方向的夹角<90°,负角的大小需根据回弹量及调试数据来确定。
3.2.2模具设计预成型工序
一次性成型到位的冲压件易出现回弹,增加预成型工序,将一个冲压工艺分布在不同的工序中完成,可有效消除成型内应力,也就是说某产品要求成型为90°,可分前后两个工序完成,一工序成型为45°,二工序成型为90°,从而解决冲压件回弹。
3.2.3使用液压冲压设备
一般冲压设备有两种:机械式压力机和液压式压力机,最大区别是:液压式压力机有保压时间且速度较慢。模具闭合到底后,液压设备继续施压保证一段时间,可消除钢板成型内应力。冲压速度慢,可使钢板在成型过程中变化均匀,降低因速度快造成的内应力集中,塑性变形不充分问题,进而保证冲压件成型质量。
3.2.4减小凸凹模具间隙
模具凸凹模间隙的调整在(0.95-1.0)倍的料厚,使材料与凸凹模完全贴合,达到解决回弹目的,但因采用小间隙会导致模具磨损,造成冲压件出现拉毛问题,对于采用此方法解决回弹问题,需对模具进行硬化处理。
3.2.5增加整形工序
在产品设计无法更改,工艺设计无法达到要求的情况下,可增加整形工序来解决回弹问题,这是其它方法无效,最后才使用的方法,因为增加工序会增加模具投入及生产成本。
结束语:
冲压件回弹问题是一个复杂的问题,需要我们不断的探索、试验、总结经验,回弹问题的解决需要将设计阶段的全面分析和试制阶段的快速整改结合起来。本文主要探讨了在汽车试制阶段解决冲压件回弹问题,其目的是在量产之前快速有效的解决冲压件回弹问题,保证冲压件的品质。从产品设计和工艺设计角度来进行解决,这些方法在我们实际工作中已应用,有效解决了回弹问题,取得了很好的效果。
参考文献
[1]肖华,刘艳,汤禹成,张冬娟,陈军.高强度钢冲压回弹量对板料力学性能参数的灵敏度分析[J].锻压装备与制造技术.2007(02)
[2]赵国伟,王元勋,陈建桥,李荣峰,祝洪川.板料成形回弹的数值模拟与影响因素[J].锻压装备与制造技术.2005(03)
[3]邵鹏飞,王秀喜,车玫.板料成形中的回弹计算和模具修正[J].机械强度.2001(02)
[4]汪晨,张质良.利用板料反向回弹补偿的模具设计新方法[J].锻压技术.2000(04)
关键词:冲压件;回弹;产品设计;工艺设计
回弹严重影响着冲压件的装配性能和使用性能,造成后序焊接困难,降低了生产效率和制约着整车品质。冲压件回弹问题最佳的解决是在设计阶段,但是影响冲压件回弹有材料、模具、设备等很多因素,设计阶段是不能完全解决的。很多冲压件回弹是在试制阶段发现,在试制阶段解决冲压件问题是也是经常采用的方法,本文主要探讨一下在试制阶段针对回弹缺陷的一些解决方法,一般从两个方面入手:产品设计和工艺设计,下面就从这两方面进行简述。
1. 冲压件回弹缺陷的类型
一般汽车冷冲压件的回弹缺陷有:正/负回弹、成型扭曲、多曲线形状扭曲、大曲线变化、棱线/面翘曲等
2. 影响回弹的主要因素
对于冷冲压件来说,影响回弹缺陷的主要因素集中在这几个方面:冲压材料、弯曲部位R角、大弯曲率、零件形状、模具关键部位配合间隙、成型工艺等。
3. 冲压件回弹缺陷解决方法
主要简述一下在产品试制阶段对冲压件回弹缺陷的解决方法,分为产品设计和工艺设计:
3.1产品设计方面:
3.1.1更换冲压件材质、料厚
材料在冲压件成型中起着至关重要的作用,钢板屈服强度越大,回弹量越大,钢板厚度越小,回弹量越大,在满足产品性能的要求下,可选择屈服强度小的钢板,或适当增加钢板料厚。
3.1.2设置防回弹筋
防回弹筋是解决回弹的有效方法之一,在满足产品要求的情况下,增加防回弹筋,改变产品形状。防回弹筋一般有三角筋和凸凹筋,可根据产品要求及回弹量的大小进行设置。
3.1.3减小弯曲部位R角
弯曲部位R角对回弹的影响很大,R角越小,回弹量越小。在满足产品要求的情况下,可通过减小R角解决回弹问题,一般冲压件弯曲部位R角应<8mm。
3.1.4冲压零件形状设计
零部件形状对冲压件回弹影响很大,如一个折弯冲压件,设计成U型和设计成V型的回弹量就是显而易见的,后者可以有效的解决回弹问题。形状复杂的一次弯曲的冲压件,收到各种方向的应力和摩擦,回弹缺陷就是很难消除的,在产品设计时可分别设计几个零件进行组合,减少一次成型的复杂弯曲,可解决回弹问题。
3.2 工艺设计方面:
3.2.1模具凸模设置负角
此方法主要用于翻边弯曲类冲压件回弹的解决,通过改变翻边弯曲模具凸模角度,冲压时无凸模约束,使钢板产生负回弹,冲压完成后冲压件回弹,通过回弹量与负回弹量相互抵消,达到产品要求。一般是在凸模弯曲R角以下(5-10)mm开始加工负角,使凸模型面与冲压方向的夹角<90°,负角的大小需根据回弹量及调试数据来确定。
3.2.2模具设计预成型工序
一次性成型到位的冲压件易出现回弹,增加预成型工序,将一个冲压工艺分布在不同的工序中完成,可有效消除成型内应力,也就是说某产品要求成型为90°,可分前后两个工序完成,一工序成型为45°,二工序成型为90°,从而解决冲压件回弹。
3.2.3使用液压冲压设备
一般冲压设备有两种:机械式压力机和液压式压力机,最大区别是:液压式压力机有保压时间且速度较慢。模具闭合到底后,液压设备继续施压保证一段时间,可消除钢板成型内应力。冲压速度慢,可使钢板在成型过程中变化均匀,降低因速度快造成的内应力集中,塑性变形不充分问题,进而保证冲压件成型质量。
3.2.4减小凸凹模具间隙
模具凸凹模间隙的调整在(0.95-1.0)倍的料厚,使材料与凸凹模完全贴合,达到解决回弹目的,但因采用小间隙会导致模具磨损,造成冲压件出现拉毛问题,对于采用此方法解决回弹问题,需对模具进行硬化处理。
3.2.5增加整形工序
在产品设计无法更改,工艺设计无法达到要求的情况下,可增加整形工序来解决回弹问题,这是其它方法无效,最后才使用的方法,因为增加工序会增加模具投入及生产成本。
结束语:
冲压件回弹问题是一个复杂的问题,需要我们不断的探索、试验、总结经验,回弹问题的解决需要将设计阶段的全面分析和试制阶段的快速整改结合起来。本文主要探讨了在汽车试制阶段解决冲压件回弹问题,其目的是在量产之前快速有效的解决冲压件回弹问题,保证冲压件的品质。从产品设计和工艺设计角度来进行解决,这些方法在我们实际工作中已应用,有效解决了回弹问题,取得了很好的效果。
参考文献
[1]肖华,刘艳,汤禹成,张冬娟,陈军.高强度钢冲压回弹量对板料力学性能参数的灵敏度分析[J].锻压装备与制造技术.2007(02)
[2]赵国伟,王元勋,陈建桥,李荣峰,祝洪川.板料成形回弹的数值模拟与影响因素[J].锻压装备与制造技术.2005(03)
[3]邵鹏飞,王秀喜,车玫.板料成形中的回弹计算和模具修正[J].机械强度.2001(02)
[4]汪晨,张质良.利用板料反向回弹补偿的模具设计新方法[J].锻压技术.2000(04)