汽车覆盖件冲压成型过程中的常见缺陷及分析
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板料冲压成型是一种十分重要的制造技术 , 在汽车 、航空 、电器和国防等工业中都有广泛的应 用 ,特别是在汽车制造中尤为重要 ,因为汽车覆盖 件大都采用薄板冲压而成 ,产品品质的好坏直接 影响到汽车的品质 。目前 ,汽车工业面临世界范 围内的激烈竞争 ,不仅有来自政府对汽车的各项 指标有严格的规定 ,而且人们对汽车质量 、性能的 要求也越来越高 。
参考文献
[ 1 ]C1 Z1 Sun , G11L1 Chen , Z1 Q1Lin1Det ermining the opti2 mum va ria ble bla nk - holder force s using a daptive re2 spo nse surf a ce metho dolo gy ( ARSM) 1 Int erna tio nal J o urnal of Adva nce d Ma nuf a cturing Te chnolo gy , 2004 ,82 :101 - 107.
由图中可以看出 ,总拉深力随着板料直径和 摩擦系数的增加单调增大 。而且可以看到 ,这两 个因素是互相促进的 :即随着一个因素的增大 ,另 一个因素对拉深质量的影响也相应增大 ,因此 ,摩 擦条件和板料尺寸是相关的 ,在实际应用中必须
2009年第1期 总第19期 55
Road Transport
Road Transport
公路运输
文章编号：1673 4785 (2009) 01 0053 005
汽车覆盖件冲压成型过程中的 常见缺陷及分析
李少岩 ,齐宝军
( 东北林业大学交通学院 ,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要：板料冲压成型是汽车覆盖件的关键加工技术 ,文章重点叙述了 钣金冲压过程中出现缺陷的原因及影响因素 ,并通过某型号汽车的发动 机蜗壳进行参数模拟分析 ,以更直观地了解各因素对冲压成型的影响 ,最 后提出了一些解决冲压成型缺陷的意见 。 关键词：钣金 ;冲压成型 ;缺陷 ;分析 ;解决 中图分类号：U4611 91 文献标识码：A
凹模口圆角半径的取值是否合适是拉延能否 成功的关键因素之一 ,通过典型的圆筒件的模拟 得知过大过小的半径都对成形有影响 。另外在常 压边力控制下若采用均一圆角设计凹模 ,为了保 证矩形板料拉延成功 , 圆 角半 径的 数值不 能 < 4 mm ,否则就会出现拉裂现象 。为提高成形质量 并考虑拉延后整形的便利 ,改变常规的均一圆角 设计 ,将凹模口圆角根据变形材料的流动状况取 值 ,凹模口圆角数值逐渐过渡 。但对于复杂的覆 盖件数值模拟由于工作量很大 ,一般不采用该方 法 ,而是采用统一的凹模口圆角半径 ,通过其它方 法改善材料流动速度的不均匀性 ,例如 ,涂润滑油 等。
5 4 西部交通科技
李少岩 齐宝军
精度和美观 。如果在中间工序发生起皱还可能影 响下一道工序的正常进行 。消除起皱的最直观的 办法是增加起皱处的法向接触力 ,但这有导致其 它部位被拉裂的危险 ,因此 ,消除零件的起皱也不 是一件容易的事 ,它同样要求能准确地预测材料 的流动状况 。
2 影响冲压Leabharlann Baidu形过程产生缺陷的因素
成 ,而微观拉裂则由单纯的拉胀引起 ,也可由单纯 的弯曲引起 ,无论是微观拉裂还是宏观拉裂都是 由于局部拉应变过大所致 。对于单纯的弯曲件来 说 ,拉裂相对容易避免一些 ,因为这时可用简单的 办法较为准确地计算弯曲区的最大拉应变 。而对 于复杂的拉深件来说 ,用传统的方法很难准确地 计算给定条件下材料的塑性流动情况 ,因而也就 难以事先判别一道拉深工序是否产生拉裂缺陷 。 为了消除拉裂现象 ,必须降低拉裂区的拉应变值 。 要做到这一点 ,可采用不同的途径 。如调整压边 力 、改善润滑条件 、增加辅助工序等 。这些方法的 目的都是为了改变法向接触力和切向摩擦力的分 布 ,从而改变材料的流动状况 。值得注意的是 ,不 应在消除一个部位拉裂的同时 ,引起另一个部位 产生拉裂或其它类型的缺陷 。 11 2 变薄
3 冲压件拉深仿真模拟
31 1 板料尺寸和润滑条件对成形性能的综合 影响
通过对某发动机蜗壳建立简单的冲压件拉深 仿真模拟系统 ,在其他条件都固定的情况下研究 板料尺寸和润滑条件分别对成形过程中总拉深力 的影响 ,通过直观图观察拉深力大小 ,从而判断力 的大小是否在允许范围内 ,是否对拉深件有影响 (起皱 、拉裂等) 。最后对所得的数据通过模拟软 件进行分析 ,得到了总拉深力和板料直径及摩擦 系数的综合关系图 (见图 1) 。
板料变薄是板料拉伸的结果 ,从工程实际的 角度来看 ,对于车身覆盖件 ,板料厚度减少4 %～ 20 %是可以接受的 ,若减少得太多 ,则将削弱零件 的刚度 ,且引起开裂 。金属的延展性和延伸率也 是影响板料拉裂与变薄的重要因素 。调整拉深筋 (拉深槛) 的设计参数与布置方案可以控制板料的 变薄情况 。过大的约束力会导致板料变薄加剧 。 控制板料的变薄是模具设计的重要方面 ,一般而 言 ,板料的变薄越均匀就越能获得好的冲压件质 量。 11 3 起皱
2
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0 引言
汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一 。随着市场需求的
2009年第1期 总第19期 53
Road Transport
公路运输
改变 ,汽车的更新换代速度日趋加快 ,轿车一般为 3～4 年 ,轻型车4～5 年 ,其它车型约为6～8 年 。 汽车大多数组成部件是覆盖件 ,汽车覆盖件的设 计 、制造的速度将直接影响汽车工业的发展 ,其生 产的重要方式是 ———板料冲压成型 。
公路运输
图 1 板料直径 、摩擦系数对板料 成型影响的综合关系图
统一加以考虑 。 31 2 凹模圆角半径和板料厚度对成形性能的 综合影响
同样的 ,我们在简单圆筒形拉深仿真系统中 研究了凹模圆角半径以及板料厚度对总拉深力的 综合影响 ,通过直观图观察拉深力大小 ,从而判断 力的大小是否在允许范围内 ,是否对拉深件有影 响 (起皱 、拉裂等) 。如图 2 所示 。
冲压成形是一个包含多种复杂物理现象的工 艺过程 ,其设计和控制非常困难 ,这就是冲压成形 过程常常产生许多缺陷而又难以纠正的原因 。 11 1 拉裂
拉裂是深冲工艺产生的常见缺陷 。根据程度 不同 ,可将拉裂分为微观拉裂和宏观拉裂两种情 况 。微观拉裂指工件中产生肉眼难以看清的裂 纹 ,尽管裂纹深度很浅 ,但一部分材料已失效 ,宏 观拉裂是指工件已出现肉眼可见的裂纹和断裂 。 宏观拉裂通常主要由薄板平面内的过度拉胀所造
当
[7 ]改变拉延方向 ,重设
[ 7 ]拉延方向不当
计
5 结语
律 ,为在冲压成型领域的工作掌握有力的知识能 量 ,在设计工作阶段 ,能很好地进行覆盖件的模具 设计 、工艺设计 ,在试冲试模阶段能完善 、彻底地 进行故障缺陷分析 ,解决问题 ,使之在批量生产阶 段 ,改善覆盖件生产质量 ,降低成本 ,达到使用要 求。
性能等)
或重新选材
[ 1 ]压边力过小
[ 1 ]增大外滑块压力
[ 2 ]凹模口圆角半径过大 [ 2 ]减小相关圆角半径
[ 3 ]拉延筋布置不当或数目 [ 3 ]增设拉延筋或改变设
过少
计
[ 4 ]板料尺寸过大
[ 4 ]减小板料尺寸或优化
起皱
[ 5 ]板料放置不当或定位不 形状
稳
[ 5 ]正确定位板料
[ 6 ]润滑过度或润滑位置不 [ 6 ]减少润滑或重新设计
起皱是薄板冲压成形中另一常见缺陷 ,它的 产生原因与拉裂产生原因相反 。是由于局部压应 力过大引起薄板厚度方向的失稳所致 。这种失稳 形式称为压缩失稳 。起皱发生时 ,皱纹的走向与 压应力垂直 ,但不能简单认为任何起皱都是压应 力引起的 。在板料冲压成形时产生的起皱是各种 各样的 ,大致可以分为压缩力 、剪切力 、不均匀拉 深力以及板内平面弯曲力四种 。起皱虽然不像拉 裂那样削弱零件的强度和刚度 ,但它影响零件的
21 1 材料参数方面 鉴于成形极限图是钣金成形质量的重要约束
标准 ,因此 ,材料自身的相关参数 ,如硬化指数 n 和厚向异性系数 r 等对覆盖件成形的影响 ,可从 各参数对成形极限曲线 ( FLD) 走向影响方面研 究 。硬化指数 n 增加时 , 将使破裂成形极限曲线 提高 ,同时也会提高材料拉延的均匀性 。对于胀 形变形也是如此 , n 增大 , 极限曲线右移 , 得到更 大的等效应变 。同样 ,厚向异性系数 r 值越大 , 变 形路径与破裂极限曲线的交点值越大 ,当 r 值 > 1 时 ,板厚方向的变形比平面内困难 ,拉深不易变 薄 ,压缩不易增厚 ,从而不易出现破裂和起皱的问 题。 21 2 模具型面参数
表 1 汽车覆盖件板材冲压成形的缺陷及解决办法表
覆盖件 缺陷
产生原因
解决办法
破裂
[ 1 ]压边力过大
[ 1 ]减小外滑块压力
[ 2 ]凹模口或拉延筋圆角半 [ 2 ]加大相关圆角半径
径过小
[ 3 ]调整拉延筋数量位置
[ 3 ]拉延筋布置不当或间隙 和间隙
过小
[ 4 ]适当减小板料尺寸
[ 4 ]板料尺寸过大
板料厚度的增加单调增大 ,而凹模圆角半径的增 大对它影响比较小 。处于一个波动状态 ,大致上 在 R = 5 mm时达到最小 ,这说明了凹模圆角并不 是越大越好 ,在接下来的覆盖件模具型面的修改 过程中要加以注意 。 31 3 模具间隙和凹模圆角半径对成形性能的 综合影响
下图是对模具型面参数以及拉深工艺参数对 成形性能影响的综合模拟 ,包括模具间隙和圆角 半径对总拉深力的综合影响 ,通过直观图观察拉 深力大小 ,从而判断力的大小是否在允许范围内 , 是否对拉深件有影响 (起皱 、拉裂等) 。由图中可 以直观的看出 ,凹凸模间隙对总拉深力的影响比 较小 ,凹模圆角半径对拉深性能的影响就比较明 显 ,总的来说 ,总拉深力随着圆角半径增大的变化 趋势是减小的 ,变化处于一种波动状态 。
图 3 模具间隙 、圆角半径对板料 成型影响的综合关系图
4 产品缺陷的解决方法
图 2 板料厚度 、圆角半径对板料 成型影响的综合关系图
通过以上分析 ,汽车覆盖件板材冲压成形过 程中产生缺陷的原因及解决方法总结如下 :
由三维图可以很直观的看出 ,总拉深力随着
5 6 西部交通科技
李少岩 齐宝军
[ 5 ]正确定位板料
[ 5 ]板料放置位置不当
[ 6 ] 改变拉延筋设 计 、加
[ 6 ]局部形状变形条件恶劣 工艺口
[ 7 ]压料面表面粗糙度过大 [ 7 ]减小压料面表面粗糙
[ 8 ]润滑状况较差
度
[ 9 ]板料质量较差 (厚度均 [ 8 ]改善润滑条件
匀性 、表面质量 、材料力学 [ 9 ]优化板料展开料形状
1 冲压成形过程中常见的缺陷
板材成形过程包括成形材料选择 、坯料制备 、 成形工序制定 、模具设计 、模具制造 、成形操作 、后 续处理等部分 。其中 ,成形工序的制定是关键 ,其 基本工序包括弯曲 、胀形 、拉延和翻边 。
由于板材成形过程的多样性和复杂性 ,多数 情况下成形工序与工艺参数要通过多次试验才能 确定出来 。冲压件的材料 、加工过程的控制 、模具 的设计和制造都直接影响到产品质量和价格 。材 质不当 、加工过程不当或模具形状不合适 ,很容易 出现成形件破裂 、起皱或其它形状不良问题 。
21 3 工艺过程参数 是指除模具和拉延板料几何参数及材料性
能以外的 ,通常在成形时才出现并起作用的过程 参数 ,包括压边力 、摩擦力 、拉延筋成形阻力 、成 形速度 、润滑条件以及变形路径等 。其中合理的 拉延筋布置方式和拉延筋成形阻力大小的求解 是覆盖件成形过程设计的一项重要内容 ,相关参 数是优化模型设计变量的重要组成部分 。拉延 筋布置的一般原则是 : (1) 为增加进料阻力 ,提 高材料的变形程度 ,通常会采取沿压边圈内轮廓 线整圈布设拉延筋 ; (2) 为增加传力区径向拉应 力 ,降低切向压应力 ,防止板料起皱 ,应在容易起 皱的部位设置局部短拉延筋 ; (3) 为调节进料阻 力和进料量 ,通常会在拉延深度大的直线部位 , 放置阻力大的拉延筋 ,而在拉延深度大的曲线部 位不设置拉延筋 ,当拉延深度相差较大时 ,在深 的部位不设或设阻力小的拉延筋 ,在浅的部位设 阻力相对大的拉延筋 。
参考文献
[ 1 ]C1 Z1 Sun , G11L1 Chen , Z1 Q1Lin1Det ermining the opti2 mum va ria ble bla nk - holder force s using a daptive re2 spo nse surf a ce metho dolo gy ( ARSM) 1 Int erna tio nal J o urnal of Adva nce d Ma nuf a cturing Te chnolo gy , 2004 ,82 :101 - 107.
由图中可以看出 ,总拉深力随着板料直径和 摩擦系数的增加单调增大 。而且可以看到 ,这两 个因素是互相促进的 :即随着一个因素的增大 ,另 一个因素对拉深质量的影响也相应增大 ,因此 ,摩 擦条件和板料尺寸是相关的 ,在实际应用中必须
2009年第1期 总第19期 55
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公路运输
文章编号：1673 4785 (2009) 01 0053 005
汽车覆盖件冲压成型过程中的 常见缺陷及分析
李少岩 ,齐宝军
( 东北林业大学交通学院 ,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要：板料冲压成型是汽车覆盖件的关键加工技术 ,文章重点叙述了 钣金冲压过程中出现缺陷的原因及影响因素 ,并通过某型号汽车的发动 机蜗壳进行参数模拟分析 ,以更直观地了解各因素对冲压成型的影响 ,最 后提出了一些解决冲压成型缺陷的意见 。 关键词：钣金 ;冲压成型 ;缺陷 ;分析 ;解决 中图分类号：U4611 91 文献标识码：A
凹模口圆角半径的取值是否合适是拉延能否 成功的关键因素之一 ,通过典型的圆筒件的模拟 得知过大过小的半径都对成形有影响 。另外在常 压边力控制下若采用均一圆角设计凹模 ,为了保 证矩形板料拉延成功 , 圆 角半 径的 数值不 能 < 4 mm ,否则就会出现拉裂现象 。为提高成形质量 并考虑拉延后整形的便利 ,改变常规的均一圆角 设计 ,将凹模口圆角根据变形材料的流动状况取 值 ,凹模口圆角数值逐渐过渡 。但对于复杂的覆 盖件数值模拟由于工作量很大 ,一般不采用该方 法 ,而是采用统一的凹模口圆角半径 ,通过其它方 法改善材料流动速度的不均匀性 ,例如 ,涂润滑油 等。
5 4 西部交通科技
李少岩 齐宝军
精度和美观 。如果在中间工序发生起皱还可能影 响下一道工序的正常进行 。消除起皱的最直观的 办法是增加起皱处的法向接触力 ,但这有导致其 它部位被拉裂的危险 ,因此 ,消除零件的起皱也不 是一件容易的事 ,它同样要求能准确地预测材料 的流动状况 。
2 影响冲压Leabharlann Baidu形过程产生缺陷的因素
成 ,而微观拉裂则由单纯的拉胀引起 ,也可由单纯 的弯曲引起 ,无论是微观拉裂还是宏观拉裂都是 由于局部拉应变过大所致 。对于单纯的弯曲件来 说 ,拉裂相对容易避免一些 ,因为这时可用简单的 办法较为准确地计算弯曲区的最大拉应变 。而对 于复杂的拉深件来说 ,用传统的方法很难准确地 计算给定条件下材料的塑性流动情况 ,因而也就 难以事先判别一道拉深工序是否产生拉裂缺陷 。 为了消除拉裂现象 ,必须降低拉裂区的拉应变值 。 要做到这一点 ,可采用不同的途径 。如调整压边 力 、改善润滑条件 、增加辅助工序等 。这些方法的 目的都是为了改变法向接触力和切向摩擦力的分 布 ,从而改变材料的流动状况 。值得注意的是 ,不 应在消除一个部位拉裂的同时 ,引起另一个部位 产生拉裂或其它类型的缺陷 。 11 2 变薄
3 冲压件拉深仿真模拟
31 1 板料尺寸和润滑条件对成形性能的综合 影响
通过对某发动机蜗壳建立简单的冲压件拉深 仿真模拟系统 ,在其他条件都固定的情况下研究 板料尺寸和润滑条件分别对成形过程中总拉深力 的影响 ,通过直观图观察拉深力大小 ,从而判断力 的大小是否在允许范围内 ,是否对拉深件有影响 (起皱 、拉裂等) 。最后对所得的数据通过模拟软 件进行分析 ,得到了总拉深力和板料直径及摩擦 系数的综合关系图 (见图 1) 。
板料变薄是板料拉伸的结果 ,从工程实际的 角度来看 ,对于车身覆盖件 ,板料厚度减少4 %～ 20 %是可以接受的 ,若减少得太多 ,则将削弱零件 的刚度 ,且引起开裂 。金属的延展性和延伸率也 是影响板料拉裂与变薄的重要因素 。调整拉深筋 (拉深槛) 的设计参数与布置方案可以控制板料的 变薄情况 。过大的约束力会导致板料变薄加剧 。 控制板料的变薄是模具设计的重要方面 ,一般而 言 ,板料的变薄越均匀就越能获得好的冲压件质 量。 11 3 起皱
2
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汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一 。随着市场需求的
2009年第1期 总第19期 53
Road Transport
公路运输
改变 ,汽车的更新换代速度日趋加快 ,轿车一般为 3～4 年 ,轻型车4～5 年 ,其它车型约为6～8 年 。 汽车大多数组成部件是覆盖件 ,汽车覆盖件的设 计 、制造的速度将直接影响汽车工业的发展 ,其生 产的重要方式是 ———板料冲压成型 。
公路运输
图 1 板料直径 、摩擦系数对板料 成型影响的综合关系图
统一加以考虑 。 31 2 凹模圆角半径和板料厚度对成形性能的 综合影响
同样的 ,我们在简单圆筒形拉深仿真系统中 研究了凹模圆角半径以及板料厚度对总拉深力的 综合影响 ,通过直观图观察拉深力大小 ,从而判断 力的大小是否在允许范围内 ,是否对拉深件有影 响 (起皱 、拉裂等) 。如图 2 所示 。
冲压成形是一个包含多种复杂物理现象的工 艺过程 ,其设计和控制非常困难 ,这就是冲压成形 过程常常产生许多缺陷而又难以纠正的原因 。 11 1 拉裂
拉裂是深冲工艺产生的常见缺陷 。根据程度 不同 ,可将拉裂分为微观拉裂和宏观拉裂两种情 况 。微观拉裂指工件中产生肉眼难以看清的裂 纹 ,尽管裂纹深度很浅 ,但一部分材料已失效 ,宏 观拉裂是指工件已出现肉眼可见的裂纹和断裂 。 宏观拉裂通常主要由薄板平面内的过度拉胀所造
当
[7 ]改变拉延方向 ,重设
[ 7 ]拉延方向不当
计
5 结语
律 ,为在冲压成型领域的工作掌握有力的知识能 量 ,在设计工作阶段 ,能很好地进行覆盖件的模具 设计 、工艺设计 ,在试冲试模阶段能完善 、彻底地 进行故障缺陷分析 ,解决问题 ,使之在批量生产阶 段 ,改善覆盖件生产质量 ,降低成本 ,达到使用要 求。
性能等)
或重新选材
[ 1 ]压边力过小
[ 1 ]增大外滑块压力
[ 2 ]凹模口圆角半径过大 [ 2 ]减小相关圆角半径
[ 3 ]拉延筋布置不当或数目 [ 3 ]增设拉延筋或改变设
过少
计
[ 4 ]板料尺寸过大
[ 4 ]减小板料尺寸或优化
起皱
[ 5 ]板料放置不当或定位不 形状
稳
[ 5 ]正确定位板料
[ 6 ]润滑过度或润滑位置不 [ 6 ]减少润滑或重新设计
起皱是薄板冲压成形中另一常见缺陷 ,它的 产生原因与拉裂产生原因相反 。是由于局部压应 力过大引起薄板厚度方向的失稳所致 。这种失稳 形式称为压缩失稳 。起皱发生时 ,皱纹的走向与 压应力垂直 ,但不能简单认为任何起皱都是压应 力引起的 。在板料冲压成形时产生的起皱是各种 各样的 ,大致可以分为压缩力 、剪切力 、不均匀拉 深力以及板内平面弯曲力四种 。起皱虽然不像拉 裂那样削弱零件的强度和刚度 ,但它影响零件的
21 1 材料参数方面 鉴于成形极限图是钣金成形质量的重要约束
标准 ,因此 ,材料自身的相关参数 ,如硬化指数 n 和厚向异性系数 r 等对覆盖件成形的影响 ,可从 各参数对成形极限曲线 ( FLD) 走向影响方面研 究 。硬化指数 n 增加时 , 将使破裂成形极限曲线 提高 ,同时也会提高材料拉延的均匀性 。对于胀 形变形也是如此 , n 增大 , 极限曲线右移 , 得到更 大的等效应变 。同样 ,厚向异性系数 r 值越大 , 变 形路径与破裂极限曲线的交点值越大 ,当 r 值 > 1 时 ,板厚方向的变形比平面内困难 ,拉深不易变 薄 ,压缩不易增厚 ,从而不易出现破裂和起皱的问 题。 21 2 模具型面参数
表 1 汽车覆盖件板材冲压成形的缺陷及解决办法表
覆盖件 缺陷
产生原因
解决办法
破裂
[ 1 ]压边力过大
[ 1 ]减小外滑块压力
[ 2 ]凹模口或拉延筋圆角半 [ 2 ]加大相关圆角半径
径过小
[ 3 ]调整拉延筋数量位置
[ 3 ]拉延筋布置不当或间隙 和间隙
过小
[ 4 ]适当减小板料尺寸
[ 4 ]板料尺寸过大
板料厚度的增加单调增大 ,而凹模圆角半径的增 大对它影响比较小 。处于一个波动状态 ,大致上 在 R = 5 mm时达到最小 ,这说明了凹模圆角并不 是越大越好 ,在接下来的覆盖件模具型面的修改 过程中要加以注意 。 31 3 模具间隙和凹模圆角半径对成形性能的 综合影响
下图是对模具型面参数以及拉深工艺参数对 成形性能影响的综合模拟 ,包括模具间隙和圆角 半径对总拉深力的综合影响 ,通过直观图观察拉 深力大小 ,从而判断力的大小是否在允许范围内 , 是否对拉深件有影响 (起皱 、拉裂等) 。由图中可 以直观的看出 ,凹凸模间隙对总拉深力的影响比 较小 ,凹模圆角半径对拉深性能的影响就比较明 显 ,总的来说 ,总拉深力随着圆角半径增大的变化 趋势是减小的 ,变化处于一种波动状态 。
图 3 模具间隙 、圆角半径对板料 成型影响的综合关系图
4 产品缺陷的解决方法
图 2 板料厚度 、圆角半径对板料 成型影响的综合关系图
通过以上分析 ,汽车覆盖件板材冲压成形过 程中产生缺陷的原因及解决方法总结如下 :
由三维图可以很直观的看出 ,总拉深力随着
5 6 西部交通科技
李少岩 齐宝军
[ 5 ]正确定位板料
[ 5 ]板料放置位置不当
[ 6 ] 改变拉延筋设 计 、加
[ 6 ]局部形状变形条件恶劣 工艺口
[ 7 ]压料面表面粗糙度过大 [ 7 ]减小压料面表面粗糙
[ 8 ]润滑状况较差
度
[ 9 ]板料质量较差 (厚度均 [ 8 ]改善润滑条件
匀性 、表面质量 、材料力学 [ 9 ]优化板料展开料形状
1 冲压成形过程中常见的缺陷
板材成形过程包括成形材料选择 、坯料制备 、 成形工序制定 、模具设计 、模具制造 、成形操作 、后 续处理等部分 。其中 ,成形工序的制定是关键 ,其 基本工序包括弯曲 、胀形 、拉延和翻边 。
由于板材成形过程的多样性和复杂性 ,多数 情况下成形工序与工艺参数要通过多次试验才能 确定出来 。冲压件的材料 、加工过程的控制 、模具 的设计和制造都直接影响到产品质量和价格 。材 质不当 、加工过程不当或模具形状不合适 ,很容易 出现成形件破裂 、起皱或其它形状不良问题 。
21 3 工艺过程参数 是指除模具和拉延板料几何参数及材料性
能以外的 ,通常在成形时才出现并起作用的过程 参数 ,包括压边力 、摩擦力 、拉延筋成形阻力 、成 形速度 、润滑条件以及变形路径等 。其中合理的 拉延筋布置方式和拉延筋成形阻力大小的求解 是覆盖件成形过程设计的一项重要内容 ,相关参 数是优化模型设计变量的重要组成部分 。拉延 筋布置的一般原则是 : (1) 为增加进料阻力 ,提 高材料的变形程度 ,通常会采取沿压边圈内轮廓 线整圈布设拉延筋 ; (2) 为增加传力区径向拉应 力 ,降低切向压应力 ,防止板料起皱 ,应在容易起 皱的部位设置局部短拉延筋 ; (3) 为调节进料阻 力和进料量 ,通常会在拉延深度大的直线部位 , 放置阻力大的拉延筋 ,而在拉延深度大的曲线部 位不设置拉延筋 ,当拉延深度相差较大时 ,在深 的部位不设或设阻力小的拉延筋 ,在浅的部位设 阻力相对大的拉延筋 。