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詳解沖壓工藝和結構設計

發(fā)布人:福生五金   發(fā)布時間:2022-08-26
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。針對各工序中可能會存在的起皺、開裂、回彈缺陷,提出較為詳細的防預措施與解決方案。
一、起皺缺陷產生的根本原因是由于板料受到擠壓,當平面方向的主、次應力達到程度時,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,一種是由于進入凹模腔內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)或拉應力不均勻而產生的失穩(wěn)起皺。為了該缺陷,具體的解決思路如下:(1)從產品設計角度考慮:盡量減小翻邊高度;使造型劇變區(qū)域呈順滑狀態(tài)連接;對于產品易起皺部位可適當?shù)卦黾游显煨停?2)從沖壓工藝設計方面出發(fā):增大壓邊力,控制進料速度;工藝補充增加圓形或方形拉延筋;在正確范圍內增加成形工序;(3)對于沖壓材料的選擇:在達到產品性能的情況下,對于一些易起皺的零件,應選用成形性好的材料。
二、大部分沖壓制件都會產生回彈缺陷,回彈產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)等都會影響回彈。對于回彈缺陷,解決思路如下:(1)補償法,即根據彎曲成形后沖壓件回彈量的大小,預先在模具上作出等于此工件回彈量的坡度,來補償工件成型后的回彈,該方法中所需補償?shù)幕貜椓看笮≈饕罁斯そ涷灩烙嫽駽AE數(shù)值模擬分析結果來確定;(2)拉彎法:在板料彎曲的同時施加拉力,以此使得板料內部的應力分布較為均勻,進而減少回彈量;(3)局部加壓法:使變形區(qū)變?yōu)槿蚴軌旱膽顟B(tài),從根本上改變彈性變形的性質;(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,應變超過其,較直觀的表現(xiàn)是制件表面產生肉眼可見的裂紋。通??梢詫⑵浞譃槿N類型:一種是由于材料杭拉強度不足而產生的破裂,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,如尖點部位的開裂;三種是由于材料內有雜質引起的裂紋。因此,為了防預斷裂缺陷,較根本的措施是減少應力集中現(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,變形均勻;(4)改變潤滑條件,減小摩擦力,增大進料速度;(5)減小壓邊力或采用可變的壓邊力,以控制進料阻力;(6)采用延展性和成形性好的材料,減少裂紋。
沖壓件結構設計的不正確決定了材料利用率較低,并且由于沖壓件的結構設計造成的材料利用率低而無法提升,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工程對沖壓件結構研討、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,造型的材料利用率低,常規(guī)設計的材料利用率不錯,因此沖壓件設計階段選擇正確的造型結構重要,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,在沖壓件前期的設計階段達到沖壓件性能的前提下盡可能優(yōu)化結構,達到零件的大的材料利用率。沖壓件數(shù)據兩端凸出,不利于后期模具工藝的制定,也的影響了材料利用率。
沖壓零件的相關分析和制造均是通過產品的零件圖進行的,所以在進行相關零件設計的沖壓制作工藝的時候,設計人員需要從零件的設計圖紙進行入手。
一、工藝性
進行沖壓件的制作過程時,其零件的難易度隨之體現(xiàn)出來。從工藝的角度進行分析,主要針對度、材料的性能以及尺寸等進行相關分析,其基本的要求需要符合沖壓技術的規(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)定的質量等等。正常情況下來講,沖壓零件的構造和度方面會影響到沖壓零件終的工藝性,假如零件的工藝性較差,則需要對零件圖紙進行適當?shù)男薷?,以沖壓零件的工藝性。
二、經濟性
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較為便捷,因此能夠產生較不錯的生產率。在進行沖壓工藝過程中,因其經濟性隨著磨具的成本費用,對生產的批量問題產生較為嚴重的影響。生產批量與沖壓零件的單個加工生產費用呈反比的狀態(tài),生產的批量越小沖壓工藝的成本消耗則較不錯。因此,若是制作的零件數(shù)量相對較少的情況下,使用其他方案比較適合企業(yè)的經濟利益化,制造沖壓零件的過程中,需要結合多方的生產方案,大程度的使企業(yè)的經濟利益化。
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