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冲压件缺陷的影响因素以及模具选材要求

发布时间:2021-06-27  发布者:ZZJ

  [一]、冲压缺陷的影响因素
  汽车金属制件在冲压成型过程中,可能会存在起皱、断裂、回弹等典型缺陷u,导致冲压缺陷的因素可归结为以下几点:
  1、材料性能
  理论上,通常应用成型曲线(FLD)表示板料成形性能,其中金属材料的应变硬化指数n和厚向硬度指数r对曲线拟合效果影响显著。在冲压变形中,应变硬化指数n越高,变形裕度越大,材料承载能力越强,但材料加工硬化能力随之"增强,且易发生颈缩缺陷。厚向硬度指数r越大,材料拉伸性能越好,整体厚度变形均匀,金属板材一般具有较好的成形性。
  2、模具参数
  不同冲压方法应采用不同类型模具,同时对模具材料要求也有差异。模具表面硬度和粗糙度会对制件拉毛缺陷产生影响。模具工作表面有划伤,模具材料内部含有杂质,都会影响制件表面质量,使其产生拉伤、压痕等缺陷。
  凸、凹模之"间的间隙,对五金冲压件质量有着重要的影响。若间隙过小,凸、凹模之"间的材料会被二次剪切,断面出现较长的毛刺;若间隙过大,材料的弯曲与拉伸增大,容易形成厚度的毛刺,且制件会产生翘曲变形。因此,凸、凹模间隙应均匀合理。
  此外,凸、凹模圆角半径,对拉深件质量有着显著影响。若半径过大,板料与模具间的接触面积会减少,即板料处于悬空状态,进而易于产生起皱缺陷;若半径过小,板料挤压作用和摩擦阻力增大,制件表面容易产生断裂缺陷。
  因而,凸、凹模圆角半径选取不宜过大,也不能过小。
  3、工艺条件
  影响冲压缺陷的工艺参数主要包括压边力、冲压速度、拉延筋的设置、润滑油的使用以及成型工序的设定等。
  压边力过小以及压边圈上的润滑油过多,都会增大进料速度,进而引起板料起皱缺陷;压边力太大以及润滑条件不好,会引起凸模与材料相对滑动减弱,导致危险断面变薄破裂;由于大型制件结构的不对称性,板料在成型时材料流入速度不一致,因而需要在压边圈上设置拉延筋以控制不同区域的板料流入速度,使冲压件均匀变形;冲压工序的设置不是固定的,针对同一个零件,不同厂家可能会给出不同的工艺方案,但基本坚持一个原则,即在结构不发生干涉的情况下,尽可能采用较少的工序加工生产。
  另外,随着计算机技术的发展,目前可利用autoform/abaqus等多种CAE分析软件对冲压工艺过程进行数值模拟,优化工艺过程及参数,以降低冲压工艺缺陷,降低生产成本。
  [二]、冲压件模具的选材要求
  1、冲压件模具的选材类型
  当前,冲压件模具生产材料可大致分为:硬质合金、刚结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、高分子材料、铝青铜等,实现了冲压件模具形式多样、材料种类多样的发展趋势。一般来说,冲压件模具的制造过程,主要经过模具工作条件确定、钢种确定、加工处理三方面。在实际加工中,为确定冲压模具生产材料的合理应用,就从冲压件模具生产环节的多重要素层面进行探究。
  2、冲压件模具的选材条件
  结合冲压件模具的选材条件,将要求归纳为:
  (1)模具适用环境的确定。模具作为汽车、机械零件等生产的辅助模型,始终伴随着实际生产的各个环节,为规避模具实际运用中出现模具短暂性损坏的问题,制作选材时,需依据实际应用环境,合理进行模具材料的取舍。若模具应用环境高温,可以刚结硬质合金、硬质合金的材料作为一选择。
  若模具后期应用于强腐蚀性的环境,可以高分子材料、硬质合金等材料作为一选择。
  (2)模具制造的精度条件。冲压件模具,在实际生产期间,应按照后期冲压产品加工的实际情况进行综合评价。如冲压模具后期主要运用汽车冲压生产,则进行模具生产时,就应以切割灵活、柔韧度好的材料作为产品加工,包括:锌基合金、低熔点合金等,这一选择标准,主要是为了方便加工人员,可以在加工生产期问,对冲压件模具进行模具制造,局部模具精度处理等。

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