《冲压制件翻边缺陷分析》.docx
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《冲压制件翻边缺陷分析》
《冲压制件翻边缺陷分析》
翻边是拉伸类冲压成形的基本工序之一,翻边分为内缘翻边和外缘翻边,对工件的孔进行翻边称为内缘翻边,或简称为翻孔;对工件的外缘进行翻边称为外缘翻边。
本文研究翻边的主要缺陷:
翻边变形、回弹等,孔类翻边的主要缺陷和整改措施。
翻边变形1.翻边变形分析
直线翻边。
翻的边部没有变形。
伸长翻边和收缩翻边。
其边部分有变形,由模具取出时,其形状会发生变化,这种变化不单是角度的变化,包括其棱线在内,形状整体部将起变化。
2.棱线变化防止对策
(1)在翻边处增设加强筋,增加其刚性(如图1)。
(2)不管是伸长翻边,还是收缩翻边,设法减少残留内应力(如图2)。
翻边回弹
1伴随有弹性变形,当外载荷去除后,塑性变形保留下来,而弹性变形会完全消失,使翻边件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致,这种现象叫回弹(如图3)。
1.回弹产生的原因分析及防止措施
(1)压料器对回弹的影响。
如图4所示,截面形状,翻边极易回弹,需保证压料芯图示位置“墩死”,防止制件翻边后型面不发生回弹。
(2)翻边间隙对回弹的影响。
见表1。
凸凹模间隙选取原则:
(间隙与材料机械性能和板厚有关)钢板:
间隙c=(1.05~1.15)t有色金属:
间隙c=(1.0~1.1)t注:
t——工件料厚
实际上精确地确定翻边间隙是相当复杂的,影响翻边间隙的因素相当多,有些因素不可控。
从工序件本身的形状,翻边展开的精确程度到板料厚度公差、模具制造精度以及压力机的导
2轨间隙,都对其产生影响。
因此翻边间隙需要在模具调试时最后确定。
为便于调整,可以参考表2取值。
(3)凸模圆角半径rp对回弹的影响。
凸模圆角半径rp越大制件越容易产生回弹,模具设计时凸模圆角半径rp要同时满足如下条件:
①凸模圆角半径rp=弯曲件内侧的圆角半径r②rp>材料最小弯曲半径rmin。
如果r<rmin时,凸模rp≥rmin,后序需增加整形工序,整形模rp=r。
(4)凸模工作行程对翻边回弹的影响。
翻边断面形状为直线时,制件末端距离凹模圆角r切点最小3mm(如图5)。
(5)翻边线变化较大时,如何保证翻边质量。
一个冲压方向不能一次翻边成形时,分两次进行,但两序相接处交刀量最少40mm(如图6)。
(6)材料的力学性能。
材料的力学性能越强,制件回弹越大。
(7)减少回弹的措施:
①采取适当的翻边工艺a)采用校正翻边代替自由翻边。
b)对冷作硬化的材料须先退火,使其屈服点σs降低。
对回弹较大的材料,必要时可采用先加热后翻边。
c)采用先拉延后整形翻边工艺,降低反弹风险。
②改进翻边零件的设计
a)尽量避免选用过大的r/t。
如有可能,在翻边区压制加强筋,以提高零件的刚度,抑制回弹。
b)尽量选用抗拉强度小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。
③合理设计翻边模
a)对于较硬材料,可根据回弹值对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。
b)对于软材料,其回弹角小于5°时,可在模具上作出补偿角并取较小的凸、凹模间隙。
翻边拉伤
翻边拉伤主要表现为拉毛、拉裂、皱褶、压伤等形式。
1.翻边拉毛
3翻边过程中拉毛的起因多数是因为模具表面的光洁度不够(包括模具工作表面的杂物干扰),也有因为模具间隙过小造成的拉毛。
解决对策:
(1)对模具表面进行表面处理,增加表面硬度(通过淬火处理,来提高翻边镶块表面硬度)。
①翻边镶块基体材质为icd-
5、7crsimnmov采用火焰淬火+自然冷却。
②翻边镶块基体材质为cr12mov、skd11采用真空淬火。
(2)提高翻边镶块表面光度
①对于基体材质为mocr铸铁或者gm2
41、gm246合金铸铁的采用镀钛、镀硬铬等表面处理方式。
②对于基体材质为cr12mov/skd11锻件采用td覆层、pvc、pvd等表面处理方式。
(3)翻边间隙小造成的拉毛,将翻边模凸凹模间隙调整到合适值1.05~1.1t。
2.翻边起皱
翻边起皱问题在冲压件内凹翻边时常常出现,由于板料在流动时向中间聚集造成,多余的板料没有办法释放,导致起皱甚至叠料。
这类问题除了跟模具间隙有关系外,还跟冲压工艺有一定的关系,当问题发生时除了要检修模具之外,还要考虑制件的工艺是否合理,以及制件的起皱是否可以被接受。
解决对策:
(1)调整模具间隙(适当调大翻边间隙),缓和起皱部位。
(2)在起皱部位,钳工手工造出工艺凸包,解决起皱问题。
3.翻边开裂
此类问题多数发生在带有弧度的外圆翻边,造成开裂的原因是材料来不及补偿进料;另一种是由于模具间隙不均,导致在某部位走料急剧而发生的开裂,此时需要对模具进行打修。
解决对策:
(1)调整模具间隙,减缓开裂部位。
(2)钳工放大r角,调整板材的进料速度。
结论
翻边缺陷产生的主要因素是。
压料芯的结构、凸凹模的间隙、模具结构设计是否合理、模具表面清洁度、模具表面光洁度、翻边镶块热处理质量等方面。
在设计开发制件时,必须将以上因素全部考虑到位才能够保证制件的品质。
第二篇:
冲压缺陷产生原因一、图片展示
常见的缺陷有9类,分别是。
开裂、叠料、波浪、拉毛、变形、毛刺、缺料、尺寸不符、坑、包以及压伤。
二、冲压件缺陷原因及预防1.冲压废品1)原因:
oooooo原材料质量低劣;
冲模的安装调整、使用不当;
操作者没有把条料正确的沿着定位送料或者没有保证条料按一定的间隙送料;冲模由于长期使用,发生间隙变化或本身工作零件及导向零件磨损;冲模由于受冲击振动时间过长紧固零件松动使冲模各安装位置发生相对变化;操作者的疏忽,没有按操作规程进行操作。
2)对策:
o原材料必须与规定的技术条件相符合(严格检查原材料的规格与牌号,在有条件的情况下对尺寸精度和表面质量要求高的工件进行化验检查。
);对于工艺规程中所规定的各个环节应全面的严格的遵守;
所使用的压力机和冲模等工装设备,应保证在正常的工作状态下工作;生产过程中建立起严格的检验制度,冲压件首件一定要全面检查,检查合格后才能投入生产,同时加强巡检,当发生意外时要及时处理;>前沿数控技术微信不错,记得关注。
ooo
o坚持文明生产制度,如工件和坯件的传送一定要用合适的工位器具,否则会压伤和擦伤工件表面影响到工件的表面质量;
在冲压过程中要保证模具腔内的清洁,工作场所要整理的有条理加工后的工件要摆放整齐。
2.冲裁件毛刺1)原因:
o
ooo冲裁间隙太大、太小或不均匀;冲模工作部分刃口变钝;
凸模和凹模由于长期的受振动冲击而中心线发生变化,轴线不重合,产生单面毛刺。
2)对策:
o保证凸凹模的加工精度和装配质量,保证凸模的垂直度和承受侧压力及整个冲模要有足够的刚性;
在安装凸模时一定要保证凸凹模的正确间隙并使凸凹模在模具固定板上安装牢固,上下模的端面要与压力机的工作台面保持相互平行;
要求压力机的刚性要好,弹性变形小,道轨的精度以及垫板与滑块的平行度等要求要高;
要求压力机要有足够的冲裁力;冲裁件剪裂断面允许毛刺的高度
冲裁板材厚度>0.3>0.3-0.5>0.5-1.0>1.0-1.5>1.5-2.0新试模毛刺高度≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05生产时允许的毛刺高度≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.153.冲裁件产生翘曲变形1)原因:
o
o
ooo有间隙作用力和反作用力不在一条线上产生力矩。
(凸凹模间隙过大及凹模刃口带有反锥度时,或顶出器与工件接触面积太小时产生翘曲变形)。
2)对策:
oooo冲裁间隙要选择合理;
在模具结构上应增加压料板(或托料板)板材与压料板平面接触并有一定的压力;检查凹模刃口如发现有反锥度则必须将冲模刃口修整合适;
如是由于冲裁件形状复杂且内孔较多时剪切力不均匀增大压料力,冲裁前就压紧条料或者采用高精度的压力机冲裁;
板材在冲裁前应进行校平,如仍无法消除翘曲变形时可将冲裁后工件通过校平模再次校平;
定时清除模具腔内的赃物,薄板料表面进行润滑,并在模具结构上设有通油气孔。
4.冲裁时,冲裁件的外缘和内孔精度降低尺寸发生变化1)原因:
o
o
ooo定位销,挡料销等位置发生变化或磨损太大;操作者的疏忽大意送料时左右前后偏移;
条料的尺寸精度较低过窄过宽送料困难使其难以送到指定地点,条料会在导料板内前后偏移则冲出的工件内孔与外形前后位置偏差较大。
5.零件弯曲时,尺寸和形状不合格1)原因:
ooo材料的回弹造成产品不合格;
定位器发生磨损变形,而使条料定位不准,必须更换新的定位器;
在无导向的弯曲模中,在压力机上调整时,压力机滑块下死点位置调整不当,也会造成弯曲件形状及尺寸不合格;
模具的压料装置失灵或根本不起压料作用,必须重新调整压料力或更换压力弹簧使其工作正常。
2)减少回弹的措施:
o
oooo选用弹性模数大屈服点小的力学性能较稳定的冲压材料;增加校正工序,采用校正弯曲代替自由弯曲;
弯曲前材料要进行退火,使冷作硬化材料预先软化后再弯曲成形;
若在冲压过程中发生形状变形而难以消除;则应更换或修整凸模与凹模的斜度,并且使凸凹模间隙等于最小料厚;
增大凹模与工件的接触面积,减小凸模与工件的接触面积;采用“矫枉过正”的办法减少回弹的影响。
oo6.弯曲件弯曲部位产生裂纹1)对策:
o消除弯曲区外侧的毛刺,毛刺会造成该区域的应力集中,减小弯曲变形量;清除此区域的毛刺;
有毛刺的一侧放在弯曲区的内侧;
弯曲工件时最好使弯曲方向和材料的纤维方向(辗轧方向)垂直;弯曲半径不能太小,在质量允许的情况下尽量使圆角半径加大;弯曲坯件表面要光洁,无明显的凸起及疤痕;
弯曲时采用中间退火工序,使其消除内应力,经软化后的弯曲很少产生裂纹;弯曲时对于大型弯曲件一定要涂以润滑剂,以减少弯曲过程中的摩擦。
7.弯曲件在弯曲过程中的偏移1)原因:
在弯曲过程中坯件沿着凹模表面滑动时,会受到摩擦阻力,若坯料两侧的摩擦阻力相差较大时,坯件会向摩擦阻力较大的一侧偏移。
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2)对策:
oooooo
o形状不对称的弯曲件,采用对称弯曲成形(单面弯曲件采用两件对称弯曲后再切开)。
在弯曲模上增加弹性压料装置,以便在弯曲时能压住坯料防止移动;采用内孔及外形定位形式使其定位准确。
8.弯曲件表面擦伤1)原因及对策:
oo
o对于铜、铝合金等软材料进行连续作业压弯时,金属微粒或渣滓易附在工作部位的表面,使制件出现较大的擦伤,这时应认真分析研究工作部位的形状、润滑油等情况使坯件最好不要出现微粒及渣滓,以至产生划痕;
o弯曲方向和材料的轧制方向平行时,制件表面会产生裂纹,使工件表面质量降低。
在两个以上的部位进行弯曲时,应尽可能的保证弯曲方向与轧制方向有一定的角度;
o毛刺面作为外表面进行弯曲时,制件易产生裂纹和擦伤;故在弯曲时应将毛刺面作为弯曲内表面;
凹模圆角半径太小,弯曲部位出现冲击痕迹。
对凹模进行抛光,加大凹模圆角半径,可以避免弯曲件擦伤;
凸凹模间隙不应太小,间隙太小会引起变薄擦伤。
在冲压过程中要时刻检查模具的间隙的变化情况;o
oo凸模进入凹模的深度太大时会产生零件表面擦伤,因此在保证不受回弹的影响的情况下,应适当的减少凸模进入凹模的深度;
为了使制件符合精度的要求往往使用在底部压料的弯曲模,则在弯曲时压料板上的弹簧,定位销孔、托板和退料孔等都会压制成压痕,故应给予调整。
9.弯曲时坯件孔的位置发生变化1)原因:
o
ooo孔的位置尺寸不对,(弯曲受拉变薄);
孔不同心(弯曲高度不够、毛坯发生滑动、回弹、弯曲平面上出现起伏现象);弯曲线和两孔中心线不平行弯曲高度小于最小弯曲高度的部位在弯曲后呈现出向外张口形状;
靠近弯曲线的孔容易产生变形。
2)对策。
孔的位置尺寸不对严格控制弯曲半径,弯曲角度以及材料厚度;对材料的中性层进行修整和凸模进入凹模的深度以及凸凹模适当均匀;孔不同心原因的措施;确保左右弯曲高度正确;修正磨损后的定位销和定位板;
减少回弹保证两弯曲面的平行度和平面度;改变工艺路线,先弯曲校正后进行冲孔。
o
o
o
o呈现出向外张口形状对策
弯曲时应保证最小弯曲高度h(h≥r+2tt材料厚度r弯曲半径);
改变加工零件的外形,在不影响使用的情况下去掉小于最小弯曲高度的那部分。
o靠近弯曲线的孔容易产生变形措施
在设计弯曲件时要保证从弯曲部位到孔边距x大于一定值x≥(1.5—2.0)tt弯曲板料厚度;
在弯曲部位设计一个辅助孔来吸收弯曲变形应力,可以预防临近弯曲线的孔变形,一般采用先弯曲后冲孔的方案。
10.零件在弯曲后,弯曲部位产生明显的变薄1)对策:
ooo弯曲半径相对于板厚值太小(r/t>3直角弯曲)一般采用增大弯曲半径;
多角弯曲使弯曲部位变薄加大,为了减少变薄尽量采用单角多工序的压弯办法;采用尖角凸模时凸模进入凹模太深使弯曲部位厚度明显减少。
11.拉深件凸缘在拉深过程中起皱1)原因:
o凸缘部位压边力太小,无法抵制过大的切向压应力;而引起切向变形,因而失去稳定后形成皱纹。
材料较薄也较易形成皱纹。
2)对策:
o加大压边圈的压边力和适当的加大材料的厚度。
12.拉深件壁部被拉裂的原因及预防1)原因:
oooo材料在拉深时承受的径向拉应力太大;凹模圆角半径太小;拉深润滑不良;原材料塑性较差。
2)对策:
oooo减小压边力;加大凹模圆角半径;正确使用润滑剂;
选用素行较好的材料或增加工间退火工序。
13.拉深件底部被拉裂1)原因:
o凹模圆角半径太小,使材料处于被切割状态。
2)对策:
o(一般发生在拉深初始阶段)增大凹模的圆角半径,并使其圆滑过度表面粗糙度要小一般ra
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