冲压缺陷及其防止BQ-–QA-011

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1、 文件编号：BQ/QP-QC-05/AO苏州宝强五金科技有限公司Release Notice编 号：BQ QA-011冲压缺陷及其防止发行日期：2010.04.30页 数：7页版次修订内容制/修订 日期制/修订人备注A/0新版发行李生茂制订李生茂审核核准部门名称会 签分 发分发份数业 务 课采 购 课资 材 课品 管 课工 程 课生 产 课行 政 课财 务 课1.冲压缺陷分为哪几类？冲压生产分为分离工序和变形工序两大类.分离工序的变形局限于切口区,以剪切变形为主,伴随着撕裂(由于间隙的存在),总之是以板料分离为主要目的;如果出现整体变形,则认为是缺陷或废品.变形工序的变形量较大(有的分布于整个

2、制件),如果出现断裂,则认为是废品.1.1分离工序的缺陷1.1.1断口缺陷,如断口和板面不垂直(呈锥状);粗糙度Ra值高(撕裂带),有飞边和毛刺.1.1.2制件整体缺陷,如尺寸超差;位置不准(主要指冲孔类);形状缺陷,如圆,塌角,翘曲和扭曲等.1.2变形工序缺陷1.2.1制件形状不合要求,如板面不平,棱线不清,起皱,扭曲,板面起鼓(包括塑性和弹性),缺肉等.1.2.2制件尺寸不合格.1.2.3几何体之间位置不合格,如不对称,不平行,不垂直和不同心等.1.2.4表面质量不合格,如拉毛,桔子皮和有滑移线等.1.2.5局部断裂和裂纹.2.影响冲压质量的因素有哪些?冲压生产中发生质量问题,其影响因素可

3、包括:2.1零件设计质量.2.2工艺设计质量.2.3模具设计与制造质量2.4冲床与模具安装调整质量.2.5板材的化学成分,力学性能.金相组识和表面质量.2.6坯料质量,如形状,尺寸和断口等.如果属于多次拉深,坯料即指中间工序的制件.2.7润滑手段和润滑质量.2.8工人的操作技术.2.9如果是流水作业或多工位操作,还要考虑各工位和各工序之间的协调与配合.当出现质量问题找原因时,可按上述因素逐项查找.3.弯曲成形常见的缺陷有哪些?如何防止?3.1弯曲变形几何参数的意义弯曲角,即板料经过弯曲偏离原来置的角度,亦即以内弯曲半径r所画的切于两直边所夹之弧对应的圆心角.内弯角a即两直边形成的小于180度的

4、角.=180-a. a和互补.通常人们说弯90度的弯意思是指两直边夹角为90度,实际上板面偏离原位置也恰好为90度,所以造成a和的混淆.如果要求两直边夹角为45度,这时应当为135度,所以使用时切莫将内弯角a和弯曲角相混.a用于讨论制件形状和图纸要求相符合的程度,用于讨论制件变形的程度.3.2弯曲件常见缺陷分析和防止方法弯曲件常见缺陷有:回弹(跳),尺寸和形状偏差,弯曲裂纹,表面擦伤,挠曲和扭曲及偏移等.3.2.1回弹 弯曲工艺采用的冲模有两种,一种是有底凹模,凸模在行程后期和板料,凹模底相互接触,将以最大限度的压力把弯曲角镦死.弯曲后凸模回程,载荷从板面上消失,制件内弯角a和内弯半径rp要改

5、变(因弹性变形消失).此时的a及rp和模具的ao及ro不再一致,称此现象为回弹.称有底凹模的弯曲模为校正弯曲模.校正的含义是指凸模镦死弯曲角的过程;另一种弯曲模是无底凹模,因为它不存在校正过程,所以称它为自由弯曲模.自由的含义是指凹模无底,凸模下降的行程不受限制,如果出现回弹,可通过凸模进一步下降来消除.因为自由弯曲工艺不存在固定回弹量,所以回弹概念只限于采用校正弯曲模原范围.3.2.2 V型弯曲过程及其回弹弯曲过程中随着凸模下移,凹模对板料的支承点不断下降,使其弯曲力臂2L逐渐缩小,实际变形力逐渐增大.在弯曲初期凸,凹模间隙较大,板料在三点支承下形成U字形,此阶段的弯曲称为自由弯曲;如果卸载

6、,回弹量很大(因为此时变形区塑性变形量较小).随着间隙缩小,直边部分也要发生变形,和模具接触点增多,弯曲到最后阶段,模具除继续完成变形区变形压死之外,还要反直边部分校平,因之此阶段又称为校正弯曲.在凸模回程后,在上两阶段变形的相反方向要产生弹性回复变形,毛坯变形区OA和非变形区BC的回弹,力使制件两直边向外,只有非变形区的AB段回弹,才力图使之向内闭合,所以制件最后的形状取决于这三部分回弹量的大小,由于三部分回弹的方向不同,总回弹量为正,还是为负,要看三者的大小.3.2.3影响回弹的因素 主要有材料的弹性模量E和屈服点S.其它还有相对弯曲半径r/t,弯曲角,凹模开口宽度,校正弯曲时的弯曲力.对

7、于具有双角弯曲的U形制件凸,凹模的侧间隙和凹模槽深度也是影响回弹因素.3.2.4解决回弹的措施 在实际生产中完全消除回弹是困难的,通常采取的措施只是将回弹量限制在适当范围内,这样处理的精度称经济精度,有利于降低工艺成本.具体采用的措施如下:3.2.4.1改善零件结构工艺性,首先在设计时要考虑如何降低弯曲件冷冲回弹量,即尽量提高零件的结构刚度,使弹性回复变形量减到最小,如在板面上增加加强肋.另外尽量减小相对弯曲半径r/t,但r/t减小是有限度的,过小会引起变形区外侧开裂.3.2.4.2改善冲模结构,弯曲成U形制件时,可将凸模和顶料板做成弧形面.目的是当直边向外张开时,张大量与底部圆弧向外的回弹相

8、抵消.3.2.4.3采用拉弯法是一种拉弯工艺示意图.此法多用于弯曲半径很大的制件;如果采用普通冲弯工艺,大部分板料处于弹性变形或小塑性变形范围,弹性变形则根本不能弯曲;小塑性变形则回弹很大.采用拉弯的目的就是对板料加弯曲载荷的同时,再附加一拉应力.由于普通弯曲在中性层附近应力值比较小,产生的塑变量很大,在卸载后产生回弹.如果在此应力基础上再增加一单向拉抻,则板料内部的应力分布将是这两种应力之和,合应力的性质均为拉应力且其最小值仍大于材料的,故整个截面都产生较大的塑性应变.回弹量减少.3.2.4.4采用弹性模量E,屈服点低的材料,最大限度地减少弹性变形量.3.2.4.5提高压床的运动精度及其它

9、回弹产生并不可怕,它可以根据经验回弹角a进行修正,最可怕的是回弹量不稳定,忽大忽小,忽正忽负.为此尽量减少不稳定因素,如压床工作精度低,运动不稳定,润滑条件不稳定,压力不稳定等.3.2.4.6修改模具内弯角a,在采用以上措施回弹量仍超过允许限度时,可修改模具内弯角a.此法的要点必须是实际回弹量a-ao=a.根据实际情况制造模具时,将原有的ao角增(或减)一个a值.3.2.4.7用自由弯曲模施工,所谓自由弯曲模是指不带底的凹模.用这类模具进行试压施工,即压到一定程度,用模板试一试弯曲角,如果不合要求再重新压冲,直至合格为止.这实际是用调整凸模下降深度的办法消除弹性变形,它说明实际加压时的弯曲角小

10、于设计角,待弹性回复后才等于设计角.凸模的下降深度在调整好模具后才能定下来,作为工艺参数记入操作规程.大量生产使用这种办法要求材料性能必须稳定,才能保证质量.3.2.4.8形状和尺寸与图纸不符 此种缺陷产生的原因是回弹和定位不准.解决办法除减少回弹之外,还要提高定位的可靠性.即采用压料和辅助定位.辅助定位有两种:一种为外形定位,但这种方法稳定性较差;另一种是增加定位孔,即在外形初定位的基础上,再用孔最终定位,如果制件上没有必要的孔,可用工艺孔,最后将其切掉.3.2.4.9弯曲裂纹 弯曲开裂产生在弯曲变形区的外缘,是在拉应力作用下产生的.为了克服它,可采取以下措施.增大相对弯曲半径r/t,即在成

11、形工序时采用较大r,增加校形工序,再次使r缩小.提高板料冲裁质量,减少毛刺引起的应力集中.减少变形阻力因素,如模具圆角磨损;间隙过小;润滑不良;板厚严重超差和板面质量差等.注意弯曲方向和材料纤维方向.增加工艺切口和孔 如坯料外轮廓上存在尖锐过渡的内圆角,又需要在此处弯曲,由于存在应力集中,可能产生撕裂,为此要在过渡内角处增冲工艺缺口或孔.或者使弯曲变形区远离过渡内角.3.3挠曲和扭曲变形 挠曲的产生原因和防止方法 挠曲常发生在宽板弯曲中,弯曲后沿宽度b方向,变形区棱线发生两头翘起,中间凹陷的现象,其产生原因和回弹有关.窄板在弯曲变形时,中性层外侧材料受拉,变长,内侧受压,缩短.因变形前后体积不

12、变被拉长的外侧其宽和厚要缩短,被压短的内侧其宽和厚要伸长,若厚度变化很小,则宽向截面即变成的形状.对于宽板弯曲情况就不同了.由于宽向尺寸很大,对宽向变形阴力也很大,在弯曲变形后,宽向截面几乎不变形.但材料内部出现了沿宽向附加应力,此应力对中性层外侧为张应力,内侧为压应力.弯曲卸载后附加应力消失,引起和附加应力反方向的变形,即外侧缩短,内侧伸长.于是宽向挠曲.消除挠曲的方法是将凹模棱线预先做成弧线,在弯曲变形的同时使制件产生和挠曲变形相反方向的变形,待回弹后挠曲得到补偿而消失.扭曲产生的原因和防止方法 所谓所扭曲是指弯曲制件沿宽向发生扭转,使两端面投影不能重合,扭曲产生的原因是由卸料力不在同一平

13、面内,而出现力矩,使制件受扭而引起的.另一原因是模具刚度不够,可采用相应措施有针对性的解决.3.4偏移的原因和防止方法 偏移是指毛坯在弯曲变形过程中发生位置改变,使弯棱线偏离预定位置,而造成制件报废.偏移是弯曲工序中仅次于回弹.而经常出现的质量问题.偏移经常出现在不对称制件上,为不对称毛坯在弯曲受力时,由于弯折线两侧坯料面积不等,在模间隙和圆角处产生数值不等的摩擦力.摩擦力的一侧先于摩擦力大的一侧进入凹模,结果制件发生方向移动.使两直边尺寸不符合图纸要求.防止的方法是在坯料的定位和夹紧上想办法,如在轮廓初定位基础上采用工艺孔最终定位;增加压料板(杆);或采用带缺槽的压料杆,既定位又压紧.对于一

14、些不对称弯曲件,也可采用变不对称弯曲为对称弯曲,将两个不对称件放在一个弯曲模完成,完成后再切开.4.杯筒类制件的成形缺陷有哪些?如何防止?4.1起皱 杯筒类制件的起皱多产生于近凹模口部的法兰边上,是由于周向压应力使板料失稳所致.起皱的后果,轻则破坏制件几何精度和美观,重则引起制件拉断.起皱的原因如下:4.1.1按规定应当使用压边圈,而没采用.(是否使用压边圈的条件)4.1.2压边力不足或压边力不均匀.(压边力计算公式)从工艺角度出发,对压边力要求应当是先小后大有个变化范围,而且压力要适当,这样才能既保证不出现皱折,又不会因变形抗力过大引起板料拉断.对于拉深专用压床,它的压边冲程是按工艺要求设计

15、的,不会存在问题.但在普通冲床进行拉深操作就不同了,因为它是采用弹性物(弹簧,橡胶和气垫)变形提供压边力的,这些物质所提供的单位压边力Q是随行程量变化的,到行程后期物质由弹性变成刚性,q值上升剧烈,虽然行后期压边面积有所减小,但总的压边力Q还是超出合理范围,为了改善这一情况.对压边力在压边圈整个面积内分布不均匀的情况,多是由于压边装置的机械故障或压边圈表面和模面不平行所引起的.4.1.3毛坯尺寸不符合规定要求.因为压边力是按单位压边力Q和压边力圈面积计算的,如果实际压边面积小于计算面积,则压边力达不到规定值,所以坯料尺寸不能小于计算要求.4.1.4板料厚度不够.因为周向失稳是起皱的根源.在使用刚性压边时板料过薄压边力不够.4.1.5凹,凸模间隙过大.在拉深初期凹模口部坯料不与压边圈接触的面积过大,在拉深后期会使毛坯法兰边缘过早脱离压边圈引起起皱.4.1.6凹模圆