沖壓成形工藝流程及零件成形常見問題

沖壓成形工藝流程及零件成形常見問題第1頁/共35頁2沖壓工藝基本流程產(chǎn)品數(shù)模生產(chǎn)綱領(lǐng)參考工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備參數(shù)零件工藝性分析CAE拉延修沖CAM…..翻邊工藝制訂編制沖壓作業(yè)書制作數(shù)模解析技術(shù)CAE沖壓方向內(nèi)容分配模具結(jié)構(gòu)分模線….CAE分析模具材料定位方式取料方式..PBPCPD…拉延全工序間隙確定第2頁/共35頁3主要原則和步驟:1、詳細了解產(chǎn)品的功能和形狀2、合理安排工序內(nèi)容3、BMP制訂4、工序數(shù)模制作5、CAE模擬6、MP制訂沖壓工藝制訂第3頁/共35頁4一、傳統(tǒng)的制作方法（國內(nèi)）1、按照產(chǎn)品形狀，制訂出合理的沖壓工藝（BMP）；2、制作3D數(shù)據(jù)（UG）（用于模具設(shè)計和NC加工）；3、制作詳細的2D數(shù)據(jù)（指導(dǎo)設(shè)計和會簽）MP制訂第4頁/共35頁5MP制訂二、國外的制作方法1、按照產(chǎn)品形狀，制訂出合理的沖壓工藝（BMP）；2、制作3D數(shù)據(jù)（UG格式、設(shè)計用）；3、制作詳細的2D數(shù)據(jù)（指導(dǎo)設(shè)計和會簽）（MP）（OFFICE文件）4、制作3D數(shù)據(jù)（UG格式、NC用）第5頁/共35頁6沖壓工藝案例零件名稱：左右縱梁材料：SP121BQ料厚：1。2MM第6頁/共35頁7沖壓工藝案例PB：拉延PC：修沖PE：修沖PD：整形第7頁/共35頁8零件常見問題零件成形時常見問題：1、起皺2、開裂3、回彈4、表面質(zhì)量（塌陷、滑移、沖擊）第8頁/共35頁9零件常見問題1、起皺問題第9頁/共35頁10主要原因：由于板料的厚度方向的尺寸和平面方向上的尺寸相差較大，造成厚度方向不穩(wěn)定，當(dāng)平面方向的應(yīng)力達到一定程度時，厚度方向失穩(wěn)，從而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象。1、材料堆集起皺。進入凹模腔內(nèi)材料過多變成的皺紋。2、失穩(wěn)起皺

a.板料厚度方向約束力弱的壓縮凸緣失穩(wěn)。

b.在不均勻的拉伸部位失穩(wěn)而產(chǎn)生的皺紋。起皺原因第10頁/共35頁111、產(chǎn)品設(shè)計方面：

A、檢查原始產(chǎn)品模型設(shè)計的合理性；

B、避免產(chǎn)品出現(xiàn)鞍形形狀；

C、產(chǎn)品易起皺部位增加吸料筋等等；2、沖壓工藝方面：

A、合理安排工序

B、檢查壓料面和拉延補充面的合理性；

C、檢查拉延毛坯、壓料力、局部材料流動情況的合理性。

D、用內(nèi)筋方式舒皺

E、提高壓料力，調(diào)整拉延筋、沖壓方向，增加成形工序、板料厚度，改變產(chǎn)品及工藝造型以吸收多余材料等方法3、材料方面：在滿足產(chǎn)品性能的情況下，對于一些易起皺的零件，采用成形性較好的材料

起皺解決辦法第11頁/共35頁12零件開裂問題第12頁/共35頁13開裂原因開裂：主要是由于材料在拉伸過程中，應(yīng)變超過其極限，而形成失穩(wěn)。1、材料抗拉強度不足而產(chǎn)生的破裂，如靠凸、凹模園角處，局部受力過大而破裂。2、材料變形量不足而破裂，在脹形變形時，靠凸模頂部產(chǎn)生的破裂，或凸緣伸長變形流入引起的破裂。3、時效裂紋：即嚴重成形硬化部分，經(jīng)應(yīng)變時效脆化又加重，并且成形時的殘余應(yīng)力作用引起的制件晚起破裂。4、材料受拉伸彎曲既而又彎曲折回以致產(chǎn)生破裂，多產(chǎn)生于凸筋或凹摸口處。5、條紋狀裂紋。由于材料內(nèi)有雜質(zhì)引起的裂紋，一般平行于板料扎制方向。第13頁/共35頁141、材料方面：采用拉延性能較好的材料2、減少應(yīng)變方面：A、選擇合理的坯料尺寸和形狀B、調(diào)整拉延筋參數(shù)C、增加輔助工藝（切口等）D、改善潤滑條件E、修改工藝補充面F、調(diào)整壓料力G、………….開裂解決辦法第14頁/共35頁15回彈問題回彈：零件在沖壓成形后，材料由于彈性卸載，導(dǎo)致局部或整體發(fā)生變形。應(yīng)力應(yīng)變第15頁/共35頁16由于影響回彈的因素很多，例如：材料、壓力、模具狀態(tài)等等，實際生產(chǎn)中很難解決。目前，解決回彈常用下面幾種方法：1、補償法。其原理是根據(jù)彎曲成形后板料的回彈量的大小預(yù)先在模具上作出等于工件回彈量的斜度，來補償工件成形后的回彈（經(jīng)驗和CAE模擬）；2、拉彎法。是在板料彎曲的同時施加拉力來改變板料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)和分布情況，使應(yīng)力分布較為均勻，減少回彈量；3、采用成形性較好的材料?；貜椊鉀Q辦法第16頁/共35頁17表面質(zhì)量問題第17頁/共35頁18表面質(zhì)量產(chǎn)生原因主要類型：沖擊線、滑移線、塌陷、暗坑、表面扭曲等對于外板零件來說，外表面產(chǎn)生的缺陷是不允許的。沖擊線、滑移線主要是由于在沖壓過程中，板料和模具接觸后，在應(yīng)力集中處摩擦造成的表面劃痕。塌陷、暗坑、表面扭曲主要是由于零件變形不充分，局部材料應(yīng)變較小，外力釋放后出現(xiàn)的缺陷。第18頁/共35頁19消除沖擊線，可以通過改變沖壓圓角、凹模圓角，增加拉延深度，更改壓料面等方法。消除滑移線，可以通過改變產(chǎn)品形狀（左右對稱）、增大阻力等方式。消除塌陷、表面扭曲，應(yīng)了解零件在變形區(qū)所產(chǎn)生應(yīng)力梯度的等級，盡量保證產(chǎn)品塑性變形的均勻性。同時通過增大阻力，提高局部形狀應(yīng)變等手段。表面質(zhì)量問題解決辦法第19頁/共35頁20CAE模擬技術(shù)在沖壓工藝中的應(yīng)用一、CAE技術(shù)的應(yīng)用

二、利用CAE模擬可以解決的問題

三、應(yīng)用實例

第20頁/共35頁21CAE模擬技術(shù)的應(yīng)用隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，CAE數(shù)字模擬技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。主要應(yīng)用軟件：PAMSTAMP（法國）；AUTOFORM（瑞士）；DYNAFORM（美國）；KMAS（J金網(wǎng)格）；FASTAMP（華中科大）第21頁/共35頁22利用計算機數(shù)字化模擬，能預(yù)測零件在生產(chǎn)過程中的所有問題，例如：開裂、起皺、塌陷、滑移和沖擊等缺陷。通過成形的切線位移場可以了解材料的流動情況，為更好的解決零件成形時產(chǎn)生的缺陷提供幫助。同時可以通過和產(chǎn)品的同步開發(fā)，確定零件的局部形狀以及一些重要特征狀態(tài)。通過對拉延、切邊、翻邊等各種工藝環(huán)境的仿真，模擬實際的沖壓過程,預(yù)測及修正設(shè)計模型、工藝參數(shù)。CAE技術(shù)解決的問題第22頁/共35頁23CAE技術(shù)解決的問題Skidmark滑移線Impactmark沖擊線塌陷起皺第23頁/共35頁24CAE技術(shù)解決的問題材料移動拼焊線的確定第24頁/共35頁25CAE分析結(jié)果的影響原因模擬結(jié)果的影響原因：1、材料參數(shù)是影響模擬結(jié)果的主要原因。材料性質(zhì)的不一致導(dǎo)致分析結(jié)果和現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果的不一致。2、模擬用參數(shù)以及潤滑條件不同造成的誤差。第25頁/共35頁26分析結(jié)果評判標(biāo)準(zhǔn)：所有零件：無開裂、無起皺、材料變薄率小于20%外板類零件：除滿足以上條件外，無滑移、無沖擊、無塌陷等影響外觀質(zhì)量的缺陷。應(yīng)用全工序模擬，預(yù)測后工序的可行性。通過更改工藝條件，保證得到合格零件。CAE分析結(jié)果的評判第26頁/共35頁27激光拼焊板技術(shù)是基于成熟的激光焊接技術(shù)發(fā)展起來的現(xiàn)代加工工藝技術(shù)。是通過高能量的激光將幾塊不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材焊接成一塊整體板，以滿足零部件不同部位對材料不同性能的要求。

拼焊板類零件工藝方案制定

第27頁/共35頁28激光拼焊鋼板因焊縫的存在，使得其成形具有方向性。當(dāng)受力方向平行于焊縫方向時，其成形性能明顯低于垂直于焊縫方向。因此杯突試驗是檢驗焊縫質(zhì)量及拼焊鋼板成形性能的一個較理想試驗項目。焊縫區(qū)（含熱影響區(qū)）寬度一般以小于2mm為宜，可通過硬度值變化情況對其進行測定；拼焊板類零件工藝方案制定

第28頁/共35頁29制訂拼焊板類零件工藝時，必須考慮如下要點：1）防反定位。零件在落料時，工藝必須作出有防反特征點，例如：缺口、圓孔等，防止零件在生產(chǎn)時，由于料厚的不同而引起模具的損壞。2）對于有高強度板參與的拼焊類零件，為了防止零件回彈且由于回彈不均勻而使零件產(chǎn)生扭曲時，必須增加斜楔整形工藝。3）為了保證零件不同位置的功能，必須采取有效措施，防止拼焊線位置的偏移。4）對于不等板厚的激光拼焊板零件而言，保證部件之間的均勻間隙是無法實現(xiàn)的。因此為了防止由于間隙的存在而引起的零件的缺陷，需要在模具結(jié)構(gòu)以及工藝構(gòu)造上加以考慮。拼焊板類零件工藝方案制定

第29頁/共35頁30對于拼焊鋼板來說，由于板厚和材料的不同，焊縫的偏移有可能導(dǎo)致零件搭接處的間隙改變。另外由于焊縫部位的硬化，成形時應(yīng)力傳遞受阻，材料延伸率降低，比基板更易于失穩(wěn)開裂，因而當(dāng)板料流動過大時，焊縫處于變形量較大區(qū)域時，焊縫處易于開裂。因此必須有效的控制焊縫的過度偏移。常用于控制焊縫偏移的有以下幾種方法。1．改變模具壓邊力法

2．置拉深筋法3．夾持焊縫法防止拼焊線偏移的工藝方案

第30頁/共35頁31

左右前縱梁由于角部翻邊過高36MM，在翻邊時發(fā)生開裂出現(xiàn)。通過在拉延時，增加儲存料凸臺，仍然不能解決問題，通過現(xiàn)場沖壓過程觀察發(fā)現(xiàn)，零件在翻邊剛開始時就已經(jīng)開裂出現(xiàn)，而不是在沖壓結(jié)束時出現(xiàn)開裂，因此斷定，零件在成型時不是由于材料的不足而造成的開裂，而應(yīng)該是翻邊的順序有問題，通過增加局部鑲塊高度，達到中間先成型，然后邊緣再成型的方案，解決了開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。解析技術(shù)

第31頁/共35頁32解析技術(shù)

第32頁/共35頁更多精益干貨歡迎關(guān)注：精益生產(chǎn)促進中心微信公眾號打開微信掃一掃我們的使命：精益生產(chǎn)宣傳和推廣，傳播精益文化、工具、方法，介紹先進的精益生產(chǎn)體系，幫助企業(yè)進一步改善，最大化地減少浪費，降低成本，增加附加價值和利潤，從而提升企業(yè)競爭力。第33頁/共35頁精弘益2016年公開課下半年度計劃報名咨詢電話：020-390739036月20-21日TPM全員設(shè)備維護2天￥2,500廣州12-19日日本精益研修（8天）8天￥38,800日本30-7月1日5S與目視化管理2天￥2,300廣州29-7月1日廣汽豐田精益考察研修3天￥4,680廣州7月18-19品管圈QCC2天￥2,500深圳21-22日精益物流與拉動系統(tǒng)2天￥2,500廣州8月15-16計劃與物料管理2天￥2,500深圳25-26日精益生產(chǎn)體系和工具運用2天￥2,500廣州9月22-23cellline單元生產(chǎn)線實戰(zhàn)2天￥2,500廣州10月20-21