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沖壓件缺陷的影響因素以及模具選材要求

發布時間:2021-06-27  發布者:ZZJ

  [一]、沖壓缺陷的影響因素
  汽車金屬制件在沖壓成型過程中,可能會存在起皺、斷裂、回彈等典型缺陷u,導致沖壓缺陷的因素可歸結為以下幾點:
  1、材料性能
  理論上,通常應用成型曲線(FLD)表示板料成形性能,其中金屬材料的應變硬化指數n和厚向硬度指數r對曲線擬合效果影響顯著。在沖壓變形中,應變硬化指數n越高,變形裕度越大,材料承載能力越強,但材料加工硬化能力隨之增強,且易發生頸縮缺陷。厚向硬度指數r越大,材料拉伸性能越好,整體厚度變形均勻,金屬板材一般具有較好的成形性。
  2、模具參數
  不同沖壓方法應采用不同類型模具,同時對模具材料要求也有差異。模具表面硬度和粗糙度會對制件拉毛缺陷產生影響。模具工作表面有劃傷,模具材料內部含有雜質,都會影響制件表面質量,使其產生拉傷、壓痕等缺陷。
  凸、凹模之間的間隙,對五金沖壓件質量有著重要的影響。若間隙過小,凸、凹模之間的材料會被二次剪切,斷面出現較長的毛刺;若間隙過大,材料的彎曲與拉伸增大,容易形成厚度的毛刺,且制件會產生翹曲變形。因此,凸、凹模間隙應均勻合理。
  此外,凸、凹模圓角半徑,對拉深件質量有著顯著影響。若半徑過大,板料與模具間的接觸面積會減少,即板料處于懸空狀態,進而易于產生起皺缺陷;若半徑過小,板料擠壓作用和摩擦阻力增大,制件表面容易產生斷裂缺陷。
  因而,凸、凹模圓角半徑選取不宜過大,也不能過小。
  3、工藝條件
  影響沖壓缺陷的工藝參數主要包括壓邊力、沖壓速度、拉延筋的設置、潤滑油的使用以及成型工序的設定等。
  壓邊力過小以及壓邊圈上的潤滑油過多,都會增大進料速度,進而引起板料起皺缺陷;壓邊力太大以及潤滑條件不好,會引起凸模與材料相對滑動減弱,導致危險斷面變薄破裂;由于大型制件結構的不對稱性,板料在成型時材料流入速度不一致,因而需要在壓邊圈上設置拉延筋以控制不同區域的板料流入速度,使沖壓件均勻變形;沖壓工序的設置不是固定的,針對同一個零件,不同廠家可能會給出不同的工藝方案,但基本堅持一個原則,即在結構不發生干涉的情況下,盡可能采用較少的工序加工生產。
  另外,隨著計算機技術的發展,目前可利用autoform/abaqus等多種CAE分析軟件對沖壓工藝過程進行數值模擬,優化工藝過程及參數,以降低沖壓工藝缺陷,降低生產成本。
  [二]、沖壓件模具的選材要求
  1、沖壓件模具的選材類型
  當前,沖壓件模具生產材料可大致分為:硬質合金、剛結硬質合金、鋅基合金、低熔點合金、高分子材料、鋁青銅等,實現了沖壓件模具形式多樣、材料種類多樣的發展趨勢。一般來說,沖壓件模具的制造過程,主要經過模具工作條件確定、鋼種確定、加工處理三方面。在實際加工中,為確定沖壓模具生產材料的合理應用,就從沖壓件模具生產環節的多重要素層面進行探究。
  2、沖壓件模具的選材條件
  結合沖壓件模具的選材條件,將要求歸納為:
  (1)模具適用環境的確定。模具作為汽車、機械零件等生產的輔助模型,始終伴隨著實際生產的各個環節,為規避模具實際運用中出現模具短暫性損壞的問題,制作選材時,需依據實際應用環境,合理進行模具材料的取舍。若模具應用環境高溫,可以剛結硬質合金、硬質合金的材料作為一選擇。
  若模具后期應用于強腐蝕性的環境,可以高分子材料、硬質合金等材料作為一選擇。
  (2)模具制造的精度條件。沖壓件模具,在實際生產期間,應按照后期沖壓產品加工的實際情況進行綜合評價。如沖壓模具后期主要運用汽車沖壓生產,則進行模具生產時,就應以切割靈活、柔韌度好的材料作為產品加工,包括:鋅基合金、低熔點合金等,這一選擇標準,主要是為了方便加工人員,可以在加工生產期問,對沖壓件模具進行模具制造,局部模具精度處理等。

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