沖壓件起皺問題的研究

沖壓件的起皺問題及其常見,如果解決不好,不僅增加模具調(diào)試時(shí)間,導(dǎo)致制件報(bào)廢,影響項(xiàng)目開發(fā)周期,耗費(fèi)人工動(dòng)能,同時(shí)制件面品質(zhì)量的下降將影響整車質(zhì)量及客戶購(gòu)車滿意度,會(huì)給企業(yè)帶來很大的損失。解決好沖壓件的起皺問題,對(duì)于提升沖壓件的質(zhì)量和企業(yè)的口碑意義重大。

原因分析

產(chǎn)生起皺的原因很多,下面主要從產(chǎn)品造型和工藝工法上分析一些典型制件起皺的問題。

產(chǎn)品造型本身缺陷

沖壓件起皺問題的研究的圖1

圖1 輪罩類制件

⑴輪罩類制件。圖1 所示輪罩類制件拉延深度較深,拉延過程中,側(cè)壁始終懸空,因而起皺部位多見于側(cè)壁上,此類制件的拉延筋布置也相對(duì)簡(jiǎn)單,在產(chǎn)品造型上不可避免的產(chǎn)生起皺。
⑵梁類制件。圖2 為梁類制件,其支撐安全性能決定了其拉延深度會(huì)很深,而法蘭邊焊接的需求及側(cè)面匹配的要求決定其法蘭邊及側(cè)壁造型簡(jiǎn)單,表面聚料,造成起皺,很難消除。

沖壓件起皺問題的研究的圖2

圖2 梁類制件

⑶地板類制件。圖3 所示為后地板制件的凸起根部都有不同程度的起皺現(xiàn)象,板料薄,拉延深度深,為防止拉裂,壓邊圈上的拉延筋相對(duì)簡(jiǎn)單,不利于起皺的控制,此類起皺的問題雖然通過增加形狀(相當(dāng)于吸皺筋)可以控制,但效果仍然不是很理想。
⑷側(cè)圍類制件(圖4)。許多側(cè)圍外板的A 柱前端起皺嚴(yán)重,側(cè)圍外板一般拉延深度較深,形狀復(fù)雜,型面變化劇烈,再加上后序側(cè)翻邊,材料在徑向上得不到伸展,又因?yàn)橄路椒ㄌm邊的搭接要求,所以此處不允許增加工藝補(bǔ)充,使得此處起皺得不到有效解決。
⑸其他類制件。此類制件都有個(gè)共同點(diǎn),型面變化劇烈或有三立面交叉,在拉延過程中不可避免的產(chǎn)生走料不順暢,導(dǎo)致起皺不可避免,如圖5 所示。

工藝不合理缺陷

沖壓件起皺問題的研究的圖3

圖3 后地板制件

沖壓件起皺問題的研究的圖4

圖4 側(cè)圍類制件

沖壓件起皺問題的研究的圖5

圖5 其他類制件

沖壓件起皺問題的研究的圖6

圖6 工法排布不合理

⑴工法排布不合理。圖6 所示制件的沖壓工藝為OP10 落料、OP20 成形翻邊、OP30 沖孔,由于制件是成形不是拉延,無法通過加壓、加筋來解決起皺。
⑵工藝安排不合理。圖7 所示制件的翻邊較高,而分模線不在拉延有效部位內(nèi),起皺部位拉延時(shí)處于壓料部位而非拉深部位且面積較大,板料橫向沒有拉延,極易造成起皺。

沖壓件起皺問題的研究的圖7

圖7 工藝安排不合理

原因分析

綜上所述,起皺的原因經(jīng)過分析主要有:制件拉延深度太深,落差較大,導(dǎo)致板料流動(dòng)過快,造成起皺;型面劇烈變化與多處型面交匯處極易聚料,造成起皺;拉延過程中,制件凹R 角過大,走料過程中凸R 角壓不住料,造成起皺;工藝方法不合理,同步工程分析時(shí),在有些部位明確有起皺的情況下未加吸皺筋,斜槽等;頂缸壓力過小,導(dǎo)致壓料面壓不住料,引起起皺;板料尺寸優(yōu)化不合理,出現(xiàn)某些要料的地方料少,造成板料走料時(shí)該處未壓住料導(dǎo)致起皺;上下模間隙不合理;拉延筋位置和尺寸布置不合理,研合不到位;生產(chǎn)中潤(rùn)滑過度;需要伸展的制件采用了成形工藝,而沒有采用拉延工藝。

規(guī)避方案

起皺問題可以從產(chǎn)品開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試三個(gè)維度進(jìn)行優(yōu)化與規(guī)避。

產(chǎn)品造型上規(guī)避

從產(chǎn)品上解決起皺,主要是經(jīng)過SE 分析和歷史經(jīng)驗(yàn),在產(chǎn)品起皺嚴(yán)重部位加吸皺筋,開工藝孔等措施實(shí)施工藝補(bǔ)充,釋放并減小內(nèi)應(yīng)力。工藝補(bǔ)充在對(duì)產(chǎn)品焊接面、匹配面或安全性能沒有影響的情況下,是解決起皺問題的有效途徑。

工藝設(shè)計(jì)上規(guī)避

模具設(shè)計(jì)時(shí),建議減少型面劇烈變化的情況,若不可避免盡量增加工藝補(bǔ)充;盡量避免大而平緩的面作為拉延時(shí)的壓料面和制件輪廓;工藝允許情況下,盡量采取拉延的方法拉出制件,使得板料充分拉深;工藝允許情況下,采用二次成形工藝。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中優(yōu)化

在工藝補(bǔ)充不能完全解決起皺的情況下,鉗工調(diào)試顯得尤為重要,如何做出正確的判斷,還得根據(jù)實(shí)際情況,具體問題具體對(duì)待,通常情況下調(diào)試方法有以下4 點(diǎn)。
⑴調(diào)整壓邊力的大小。當(dāng)皺紋在制件四周均勻產(chǎn)生時(shí),應(yīng)判斷為壓料力不足,逐漸加大壓料力即可消除皺紋。
⑵調(diào)整凹模圓角半徑。凹模圓角半徑太大,會(huì)增大坯料懸空部位,減弱控制起皺的能力,調(diào)整時(shí)可適當(dāng)減小凹模圓角半徑。
⑶調(diào)整壓料面的間隙。采用“外松里緊”的原則,保證壓料面均勻走料。
⑷調(diào)整拉延筋布局。當(dāng)拉延件為錐形或球形時(shí),拉延開始時(shí)側(cè)壁會(huì)懸空,容易起皺,此時(shí)需要增加拉延筋數(shù)量或改變拉延筋形狀,以增大徑向拉應(yīng)力。
在調(diào)試中,走料不均勻是制件起皺的根本原因,壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻是確保拉深件不起皺的重要保證??刂谱吡?、調(diào)整間隙,采用涂藍(lán)油精細(xì)研合,著色率研合在95%以上,可以很好的優(yōu)化起皺問題。

結(jié)束語

本文素材主要來源于項(xiàng)目開發(fā)中的實(shí)踐與改善經(jīng)驗(yàn)。隨著工裝設(shè)備及沖壓工藝的發(fā)展,相信通過新工藝新技術(shù)的應(yīng)用,加上好的調(diào)試方法,一定能規(guī)避沖壓件的起皺問題。望本文對(duì)從事沖壓工藝以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的相關(guān)工程技術(shù)人員有所借鑒和參考。
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