衝壓製(zhì)件回彈扭(niǔ)曲分析(xī)與改進(二)

衝壓製件回彈(dàn)扭曲分析與改進(二)

Mar 08, 2024

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作(zuò)者:王玉峰(fēng),劉 賽,張 祥

長城汽車股份有限公司(sī)技術中心,河北省汽車工程技術研究中心(河北保定 071000)

【摘要】通過對製件回彈進行研究,分析回彈產生的主要原因,確認容易發生回彈的製件(jiàn)的結構形式,提出了解決回彈的方法及對策,以及在設計時如(rú)何避(bì)免製件回彈和在(zài)生產過(guò)程中如何解決製件回彈的問題,通過對製件(jiàn)回彈缺陷(xiàn)的改進,提高了製件的質量和生產效率。

590DP FB,料厚t=1.4/1.8mm,製件屬於 結構,製件結構見圖2所示(shì),製件上端回彈2.5mm左右,下端回彈 3mm 左(zuǒ)右(yòu),與其(qí)他製件搭接是存在 2.5mm 左右的間隙(xì),影響焊接質量。問題(tí)產生的主要原因是:製件回彈補償設計不合理,製件的整改措施為:

a.提高(gāo)模具拉伸模具研(yán)合率,加(jiā)大壓料麵積,調整成形力:由910t調整到1,080t,加大壓料力。

b.根據製件的回彈量,對整形模具進(jìn)行補焊加工,加3mm的回彈補償(cháng)量,將製件強行整到位。

整改效果:製件回彈消除,製件麵差(chà)在公差要求

之內,與其(qí)他製件搭接時間隙在0.7mm之內。

回彈3mm 左(zuǒ)右

圖2 B柱加強板本體(tǐ)

3.2 製件結構

(1)R角設計案例。

衝壓製件支架後板製件翻邊圓角為R6mm,製件的材質為(wéi)B210P1,料厚為t=1.6mm,製件結構屬於(yú) 形,製件生產時(shí)回彈2.5mm左(zuǒ)右,如圖3所示。製件(jiàn)回彈的原(yuán)因是材料(liào)強度較高(gāo),製件R角(jiǎo)大。

R角大,製件回(huí)

圖3 支架(jià)後板

整改措施:將製件的翻邊 R 角由 R6mm 更改(gǎi)為

R3mm。

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整改效(xiào)果:製件回彈消(xiāo)除,製件公差在(zài) 0.5mm 之內。

(2) 回彈筋設計(jì)案例。

衝壓製件C柱加強下(xià)板製件材質為B210P1,料厚為t=0.7mm,製件結構屬於 U 型,如圖 4 所示,設計階段沒有給出預防回彈的措施,製件生產時出現3mm左右的回彈現象。

整改措施:對製件結構(gòu)進(jìn)行更改,增加回彈筋。

整(zhěng)改效果:製件回彈消除,製件(jiàn)公差在 0.5mm 之內。

圖4 C柱加強下板

(3) 拔模角設計案(àn)例。

衝壓製件前座椅後內側支架後板,製件材質為 B250P1,料厚為t=1.8mm,製件結構屬於 結構,如圖5所示,製件設計(jì)翻邊角度(dù)為90°,無拔(bá)模角,垂直翻(fān)邊(biān)模具製造時(shí)無法加回彈補償,製(zhì)件發生(shēng)回(huí)彈後整改困難。

整(zhěng)改措施:兩翻邊麵外擺,使其與上麵的(de)夾角均為93°(如圖5虛線所示增大夾角3°)。

整改(gǎi)效果:製件結構變更(gèng)後,製件模具製造時可以給出適當的模具補償,防止製件回彈。

4 扭曲回彈(dàn)的預防措施

通(tōng)過對製件結構進行審查,模具工藝設計分析,模具製造調試(shì)3個方麵進行分析,給出扭曲回(huí)彈的具體措施。

此兩麵為垂直翻邊,無法回彈補償 兩紅麵外擺,使其(qí)與上麵的夾(jiá)角均(jun1)為93°如圖中虛線所示圖5 前(qián)座椅後內側支架後板

《模(mó)具製造》2013年第(dì)7期 · 15 ·

4.1 製件結構進行審查

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通過對製件進(jìn)行SE分析,對製(zhì)件的結構進行審查,充分識別可能引起製件回彈的結構,對製件結構進行設計變更,預防製件出現回彈。此階段如(rú)果能夠(gòu)充分的識別出製件存在的缺陷,對(duì)後期模具的設計生產有很大好處,可(kě)以縮短模(mó)具的(de)調試周期。

(1) 翻邊R角審查(chá):製(zhì)件(jiàn)的翻邊R角必須控製在 8mm以內,成形性無(wú)法保證的製件,可以增加一序整形模具,不允許放大製件(jiàn)的R角。

(2) 拔模角度審查:對製件的拔模角度進行審查,製件在衝壓方向留有3°~5°拔模角,防(fáng)止(zhǐ)製件出(chū)現回彈現象[1]。

(3) 針對經過SE分析製件出現回彈現象,在不(bú)影響製件原有(yǒu)功能的前提(tí)下,通過增加防回彈筋改變製(zhì)件形狀,控製和改善回彈。

4.2 模具工藝設計分析

在(zài)模具工藝設計階段對(duì)SE分析後可能產生回(huí)彈的製件進行預防,利用衝(chōng)壓工藝的設計預防回彈的產生(shēng)。下麵介紹幾種可以預(yù)防回彈的(de)衝壓工藝。

(1) 一道工序分兩段彎曲:第一段彎曲采(cǎi)用大間隙(一般取 1.15~1.3 倍料(liào)厚)加工;第二段彎曲將第一段彎曲的大彎曲半徑值整形到小彎曲半徑值,如圖 6 所示,此種方案可以有效的防止製件的回彈產生[2]。

(1.15~1.3)t

第一(yī)段彎曲 第二(èr)段彎曲(qǔ)

圖6 兩段彎曲(qǔ)

(2) 消除殘餘應力:此方法是在拉伸成形(xíng)時在模具的表(biǎo)麵增(zēng)加局部的凸包形狀,在後道工(gōng)序時再消除增加的形狀(zhuàng),使材料內的殘留應力平衡發生變化,從而消除回彈(見圖7),此(cǐ)方(fāng)案針對表麵品質要求不高的製件。

(3) 采用(yòng)負回彈預防:通過對模具表麵進行特(tè)殊處理,使(shǐ)板料產(chǎn)生負回彈,上模返回後製件回彈,達到要求的(de)製件形狀。

· 16 · (4)二次拉伸或整形:對於製件結構無法更改(gǎi)的製(zhì)件,采用二次拉伸的工藝設計或後續增加整形序模具。

增加局部形狀 後工序消除 增(zēng)加的(de)形狀

拉伸工序 後道工(gōng)序圖7 增加局部形狀

4.3 模具製造及調試

此階段模具已製造出,針對回(huí)彈(dàn)的製件隻能對製件的模具進行調試,對於容易更改的問題,在原有(yǒu)模具(jù)上麵直接調試就可以。針(zhēn)對於那些經過多輪(lún)調試仍不能消除製件回彈的問題,采取(qǔ)鑲塊替代的方式進行模具調試。模(mó)具調試時先采用普通材料試驗調試(shì),將製(zhì)件調(diào)整到合格狀態後,根據調試的數據,在使用模具設計時應(yīng)用的材料加工鑲塊。普通材料的鑲塊容易加工,可以縮短調試周期,同時與使用模(mó)具設計時(shí)使(shǐ)用的材料的價格進行對(duì)比,能夠節省大量的材料費用。

5 結(jié)論

本文(wén)對產生扭曲回彈的製件案例進行分析,描述(shù)了在模具製造調(diào)試階段如(rú)何(hé)解決製件的回彈現象,在製件(jiàn)和設計階段如何進行預防,避免製件生產時出現回彈(dàn)現象(xiàng)。通過上述的研究避免(miǎn)製件出現回彈現象,提高製件(jiàn)品質,縮短模具調試周期,降低模具調試費用。

參 考 文 獻

[1] 薑奎華主編. 衝壓工藝與模具設計[M]. 北京:機械工業出版社,1997.

[2] 肖景容(róng),薑奎華. 衝壓(yā)工藝學[M]. 北京:機械工業出版社,

1990.

第一(yī)作者簡介:王玉峰,男,1983年生,從事工作:汽車衝壓製件開發(fā)、管理工作。

(收稿日期:2013-04-08)

《模(mó)具製造》2013年第7期

衝壓製(zhì)件回彈扭曲(qǔ)分析與改進(一)
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