沖壓件成型包括沖裁、彎曲、拉深、成形、精整等工序。沖壓件加工的材料主要是熱軋或冷軋(以冷軋為主)的金屬板帶材料,例如碳鋼板、合金鋼板、彈簧鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、不銹鋼板、銅及銅合金板、鋁及鋁合金板等。
硬度檢測采用洛氏硬度計。數控機沖壓件的加工重復定位精度、直線(xiàn)進(jìn)給速度在五金模具三維型面加工時(shí),不能反映實(shí)際沖壓件加工情況。模具的三維曲面精度不錯加工,提出了高動(dòng)態(tài)精度性能的要求,精度不錯還要在機床的高剛性、熱穩定性、高性以及優(yōu)良的控制系統相配合下才可能得以實(shí)現。
目前汽車(chē)沖壓件行業(yè)面臨的挑戰如下:
1、仿真技術(shù)的發(fā)展和應用是沖壓發(fā)展需要借助的手段。
2、自動(dòng)化和靈活性要求是沖壓發(fā)展需要考慮的因素。
3、模具設計制造技術(shù),世界汽車(chē)模具制造技術(shù)正在向以計算機前的操作逐步代替現場(chǎng)操作,以精度不錯加工代替人的手工勞動(dòng),模具的設計、制造高度標準化,單件生產(chǎn)方式向流水線(xiàn)式生產(chǎn)方式發(fā)展等。國外的大型外覆蓋件模具企業(yè)在模具制作的很多地方與國內企業(yè)有很大的不同,值得我們很好的借鑒。
4、新工藝的很大應用,包括鋼板的應用、多種厚度激光拼焊板坯的沖壓技術(shù)、板材熱成形技術(shù)、內高壓脹管技術(shù)、輕合金成型技術(shù)、數字化成型技術(shù)、特種沖壓成形技術(shù)等。
沖壓件成形缺陷:
1、切割材料出現毛刺
切割沖壓件板材的過(guò)程中,很容易會(huì )導致材料周邊出現很多刺狀物的問(wèn)題,他們厚度大小不一,但一般都會(huì )具有相應高度。這些刺狀物就是在切割材料過(guò)程所帶來(lái)的毛刺。切割材料邊緣的毛刺主要有兩種,一種是由于切割設備凹凸??p隙太大,致使切割平面不一致所產(chǎn)生的。該類(lèi)毛刺的高度以及厚度數值大;另一種是由于切割設備凹凸模間隙不大或者是模具長(cháng)期磨損所產(chǎn)生的。該類(lèi)毛刺具有相應高度,但是厚度較薄。由此可見(jiàn),汽車(chē)沖壓件加工人員應該做好切割設備凹凸模間隙的調整工作,定期檢查模具磨損情況,對有問(wèn)題模具要及時(shí)維修或替換。
2、拉伸破裂
在拉伸過(guò)程中,假如拉力大于材料的大抗拉強度,則會(huì )出現破裂現象。板材薄厚并不是發(fā)生破裂現象的判斷標準。也就是說(shuō),不是薄的地方而是拉伸變形程度大的位置較容易出現拉伸破裂現象。因此,設計人員應該在設計前期拉伸變形大位置采取防預措施,并在拉伸后對成型件予以精密修補,比如說(shuō)通過(guò)打孔以及切口等方式,減輕拉伸拉力,降低破裂幾率。
3、拉伸起皺
沖壓件拉伸過(guò)程中,金屬材料在壓力的作用之下,發(fā)生拉伸變形,導致零件凸緣或者筒壁起皺。究其原因,主要是由于切向壓應力引起的。當凸緣的切向應力達到界限值時(shí),凸緣邊緣會(huì )出現連續的、波浪形彎曲,被稱(chēng)作起皺。
實(shí)際加工過(guò)程中,提升內徑方向的拉應力是去掉起皺的常見(jiàn)措施。假如皺紋均布于沖壓件四周,應提升壓料力以去掉起皺現象。對于錐形件或者半球形加工件而言,拉伸初始階段材料幾乎懸空,易在側面筒壁出現起皺,所以在提升壓邊力的基礎上,應該進(jìn)一步加大板材在徑向方向的拉應力,以削弱或者去掉皺紋。具體來(lái)講,可以采用添加拉延筋的方式,在拉伸過(guò)程中壓彎板材四周,并對凹模產(chǎn)生的阻力加以影響,從而推動(dòng)徑向拉應力的提升。模具設計人員應該根據實(shí)際加工需求,正確選擇拉伸筋的規格、形狀以及安裝位置,通過(guò)改變徑向拉應力的大小,降低拉伸起皺問(wèn)題。與此同時(shí),還可以利用壓邊圈減少毛坯的拱起問(wèn)題。是形狀比較復雜的拉伸件,其材料穩定性差,起皺幾率很高。因此,在該類(lèi)部件的拉伸工藝設計階段,應增設凸筋,充足吸收板材拉伸過(guò)程中所產(chǎn)生的多余金屬材料,進(jìn)而避免起皺。此外,提升毛坯厚度,降低拉伸變形,也是一種不錯的去掉起皺的方式。
4、拉伸回彈
汽車(chē)沖壓件在拉伸形成的過(guò)程中,板材彎曲變形現象普遍存在。即使在拉延動(dòng)作結束之后,也會(huì )殘留相應應力。這些殘余應力與閉合模具的接觸力之間處于平衡位置。一旦再次開(kāi)啟模具,加工件在殘余應力的作用下將發(fā)生回彈,導致實(shí)際加工效果與預期在尺寸上存在偏差。
拉延回彈是汽車(chē)沖壓成形缺陷的一種,在實(shí)際加工過(guò)程中很難去掉。隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展,人們積對拉伸回彈進(jìn)行深人研討,利用計算機仿真模式提供眾多解決辦法。目前,針對回彈加工面的相關(guān)補償技術(shù)是解決拉伸回彈的較、辦法。
隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的快發(fā)展,沖壓加工作為較基本、較守舊、較重要的金屬加工方法之一,今后10~20年在我國汽車(chē)行業(yè)中將得好的發(fā)展。在汽車(chē)的構成中,車(chē)身及發(fā)動(dòng)機、底盤(pán)一起被稱(chēng)為汽車(chē)的三大總成。據統計,客車(chē)、轎車(chē)和多數用汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量約占整車(chē)自身重量40%~60%,轎車(chē)車(chē)身大約由400個(gè)左右的沖壓件焊接而成。鋼板材料在不同車(chē)型中占汽車(chē)自身質(zhì)量的51%~65%。
目前國內從事沖壓件的大型企業(yè)很少,基本上是一些中小企業(yè),沖壓件以中小沖為主。而汽車(chē)行業(yè)的大型沖壓件,以拉深為主,在我國這部份沖壓件主要集中在汽車(chē)廠(chǎng)、拖拉機廠(chǎng)、飛機制造廠(chǎng)等大廠(chǎng),大型沖壓拉深廠(chǎng)還不多見(jiàn)。而對我國汽車(chē)行業(yè)零部件類(lèi)或車(chē)身中的中小沖壓件類(lèi)來(lái)講,隨著(zhù)汽車(chē)業(yè)的發(fā)展而得不慢發(fā)展,目前一些汽車(chē)廠(chǎng)或拖拉機廠(chǎng)的周?chē)加性S多這樣的小廠(chǎng)。
設計的沖壓件需要形狀簡(jiǎn)單,結構正確,以有利于簡(jiǎn)化模具結構、簡(jiǎn)化工序數量,即用少、簡(jiǎn)單的沖壓工序完成整個(gè)零件的加工,減少再用其他方法加工,并有利于沖壓操作,便于組織實(shí)現機械化與自動(dòng)化生產(chǎn),以提升勞動(dòng)生產(chǎn)率。激光切割加工是金屬加工、機械制造區域常用的零件。沖壓件加工是利用模具使金屬板帶發(fā)生分離或成形的加工方法。其應用范圍廣闊。加工的材料主要是熱軋或冷軋(以冷軋為主)的金屬板帶材料,例如碳鋼板、合金鋼板、彈簧鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、不銹鋼板、銅及銅合金板、鋁及鋁合金板等。