沖壓成形工藝流程及零件成形常見(jiàn)問(wèn)題

1、1,,沖壓成形工藝流程及零件成形常見(jiàn)問(wèn)題,二、MP的制作方法,三、應(yīng)用實(shí)例,一、沖壓成形工藝流程,2,模具開發(fā)基本流程,產(chǎn)品設(shè)計(jì),,沖壓工藝分析,模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),NC,制造,CAE同步分析,,,調(diào)試,CAE同步分析,DL圖設(shè)計(jì),,,,,CAE分析（運(yùn)動(dòng)干涉）,,,,,產(chǎn)品、沖壓工藝、模具結(jié)構(gòu)、NC,,3,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…..,,,,

2、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..,,,PB,PC,PD…,,,,拉延,全工序,,間隙確定,,4,主要原則和步驟:1、詳細(xì)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,5,一、傳統(tǒng)的制作方法（國(guó)內(nèi)）1、按照產(chǎn)品形狀，制訂出合理

3、的沖壓工藝（BMP）；2、制作3D數(shù)據(jù)（UG）（用于模具設(shè)計(jì)和NC加工）；3、制作詳細(xì)的2D數(shù)據(jù)（指導(dǎo)設(shè)計(jì)和會(huì)簽）,MP制訂,6,MP制訂,二、國(guó)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(jì)用）；3、制作詳細(xì)的2D數(shù)據(jù)（指導(dǎo)設(shè)計(jì)和會(huì)簽） （MP）（OFFICE文件）4、制作3D數(shù)據(jù)（UG格式、NC用）,7,沖壓工藝案例,零件名稱：左右縱梁材料：SP121BQ料厚：1。2M

4、M,8,沖壓工藝案例,PB：拉延,PC：修沖,PE：修沖,PD：整形,9,零件常見(jiàn)問(wèn)題,零件成形時(shí)常見(jiàn)問(wèn)題：1、起皺2、開裂3、回彈4、表面質(zhì)量（塌陷、滑移、沖擊）,10,零件常見(jiàn)問(wèn)題,1、起皺問(wèn)題,11,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(dá)到一定程度時(shí)，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(jìn)入凹模腔內(nèi)材料過(guò)多變成的皺紋。2、失穩(wěn)起皺 a.板料

5、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,12,1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面： A、檢查原始產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)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(bǔ)充面的合理性； C、檢查拉延毛坯、壓料力、局部材料流動(dòng)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

6、、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(duì)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,13,零件開裂問(wèn)題,14,開裂原因,開裂：主要是由于材料在拉伸過(guò)程中，應(yīng)變超過(guò)其極限，而形成失穩(wěn)。1、材料抗拉強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的破裂，如靠凸、凹模園角處，局部受力過(guò)大而破裂。2、材料變形量不足而破裂，在脹形變形時(shí)，靠凸模頂部產(chǎn)生的破裂，或凸緣伸長(zhǎng)變形流入引起的破裂。

7、3、時(shí)效裂紋：即嚴(yán)重成形硬化部分，經(jīng)應(yīng)變時(shí)效脆化又加重，并且成形時(shí)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。,15,1、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(rùn)滑條件E、修改工藝補(bǔ)充面F、調(diào)整壓料力

8、G、………….,開裂解決辦法,16,回彈問(wèn)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,17,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(shí)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(bǔ)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(lái)補(bǔ)償工件成形后的回彈（經(jīng)驗(yàn)和CAE模擬）；2、拉彎法。是在板料彎曲的同時(shí)施加拉力來(lái)改變板料內(nèi)部的應(yīng)力狀

9、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。,回彈解決辦法,18,表面質(zhì)量問(wèn)題,19,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(duì)于外板零件來(lái)說(shuō)，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(guò)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。,20,消除沖擊線，可以通過(guò)改變

10、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(guò)改變產(chǎn)品形狀（左右對(duì)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(jí)，盡量保證產(chǎn)品塑性變形的均勻性。同時(shí)通過(guò)增大阻力，提高局部形狀應(yīng)變等手段。,表面質(zhì)量問(wèn)題解決辦法,21,CAE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(wèn)題,三、應(yīng)用實(shí)例,22,CAE模擬技術(shù)的應(yīng)用,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，C

11、AE數(shù)字模擬技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。主要應(yīng)用軟件：PAMSTAMP（法國(guó)）；AUTOFORM（瑞士）；DYNAFORM（美國(guó)）；KMAS（J金網(wǎng)格）；FASTAMP（華中科大）,23,利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化模擬，能預(yù)測(cè)零件在生產(chǎn)過(guò)程中的所有問(wèn)題，例如：開裂、起皺、塌陷、滑移和沖擊等缺陷。通過(guò)成形的切線位移場(chǎng)可以了解材料的流動(dòng)情況，為更好的解決零件成形時(shí)產(chǎn)生的缺陷提供幫助。同時(shí)可以通過(guò)和產(chǎn)品的同步開發(fā)，確定零件的局部形狀以及一些重

12、要特征狀態(tài)。通過(guò)對(duì)拉延、切邊、翻邊等各種工藝環(huán)境的仿真，模擬實(shí)際的沖壓過(guò)程,預(yù)測(cè)及修正設(shè)計(jì)模型、工藝參數(shù)。,CAE技術(shù)解決的問(wèn)題,24,CAE技術(shù)解決的問(wèn)題,Skid mark 滑移線,Impact mark 沖擊線,塌陷,起皺,25,CAE技術(shù)解決的問(wèn)題,材料移動(dòng),拼焊線的確定,26,CAE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(chǎng)調(diào)試結(jié)果的不一致。

13、2、模擬用參數(shù)以及潤(rùn)滑條件不同造成的誤差。,27,分析結(jié)果評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：所有零件：無(wú)開裂、無(wú)起皺、材料變薄率小于20%外板類零件：除滿足以上條件外，無(wú)滑移、無(wú)沖擊、無(wú)塌陷等影響外觀質(zhì)量的缺陷。 應(yīng)用全工序模擬，預(yù)測(cè)后工序的可行性。通過(guò)更改工藝條件，保證得到合格零件。,CAE分析結(jié)果的評(píng)判,28,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(lái)的現(xiàn)代加工工藝技術(shù)。是通過(guò)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

14、整體板，以滿足零部件不同部位對(duì)材料不同性能的要求。,拼焊板類零件工藝方案制定,29,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(shí)，其成形性能明顯低于垂直于焊縫方向。因此杯突試驗(yàn)是檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量及拼焊鋼板成形性能的一個(gè)較理想試驗(yàn)項(xiàng)目。焊縫區(qū)（含熱影響區(qū)）寬度一般以小于2mm為宜，可通過(guò)硬度值變化情況對(duì)其進(jìn)行測(cè)定；,拼焊板類零件工藝方案制定,30,制訂拼焊板類零件工藝時(shí)，必須考慮如下要點(diǎn)：1）防反定位。零件在

15、落料時(shí)，工藝必須作出有防反特征點(diǎn)，例如：缺口、圓孔等，防止零件在生產(chǎn)時(shí)，由于料厚的不同而引起模具的損壞。2）對(duì)于有高強(qiáng)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(shí)，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(duì)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(wú)法實(shí)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

16、加以考慮。,拼焊板類零件工藝方案制定,31,對(duì)于拼焊鋼板來(lái)說(shuō)，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(shí)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(dòng)過(guò)大時(shí)，焊縫處于變形量較大區(qū)域時(shí)，焊縫處易于開裂。因此必須有效的控制焊縫的過(guò)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,32,

17、左右前縱梁由于角部翻邊過(guò)高36MM，在翻邊時(shí)發(fā)生開裂出現(xiàn)。通過(guò)在拉延時(shí)，增加儲(chǔ)存料凸臺(tái)，仍然不能解決問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)沖壓過(guò)程觀察發(fā)現(xiàn)，零件在翻邊剛開始時(shí)就已經(jīng)開裂出現(xiàn)，而不是在沖壓結(jié)束時(shí)出現(xiàn)開裂，因此斷定，零件在成型時(shí)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(wèn)題，通過(guò)增加局部鑲塊高度，達(dá)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),33,解析技術(shù),更多精益干貨歡迎關(guān)注：精益生產(chǎn)促進(jìn)中心微信公眾號(hào),打開微