一、沖裁件的常見缺陷及原因分析
沖裁是利用模具使板料分離的沖壓工序。
沖裁件常見缺陷有:毛刺、制件表面翹曲、尺寸超差。
1、毛刺
在板料沖裁中,產(chǎn)生不同程度的毛刺,一般來講是很難避免的,但是提高制件的工藝性,改善五金沖壓條件,就能減小毛刺。
產(chǎn)生毛刺的原因主要有以下幾方面:
1.1間隙
沖裁間隙過大、過小或不均勻均可產(chǎn)生毛刺。影響間隙過大、過小或不均勻的有如下因素:
a.模具制造誤差-沖模零件加工不符合圖紙、底板平行度不好等;
b.模具裝配誤差-導(dǎo)向部分間隙大、凸凹模裝配不同心等;
c.壓力機精度差—如壓力機導(dǎo)軌間隙過大,滑塊底面與工作臺表面的平行度不好,或是滑塊行程與壓力機臺面的垂直度不好,工作臺剛性差,在沖裁時產(chǎn)生撓度,均能引起間隙的變化;
d.安裝誤差—如沖模上下底板表面在安裝時未擦干凈或?qū)Υ笮蜎_模上模的緊固方法不當(dāng),沖模上下模安裝不同心(尤其是無導(dǎo)柱模)而引起工作部分傾斜;
e.沖模結(jié)構(gòu)不合理-沖模及工作部分剛度不夠,沖裁力不平衡等;
d.鋼板的瓢曲度大-鋼板不平。
1.2刀口鈍
刃口磨損變鈍或啃傷均能產(chǎn)生毛刺。
影響刃口變鈍的因素有:
a.模具凸、凹模的材質(zhì)及其表面處理狀態(tài)不良,耐磨性差;
b.沖模結(jié)構(gòu)不良,剛性差,造成啃傷;
c.操作時不及時潤滑,磨損快;
d.沒有及時磨鋒刃口。
1.3沖裁狀態(tài)不當(dāng)
如毛坯(包括中間制件)與凸?;虬寄=佑|不好,在定位相對高度不當(dāng)?shù)男捱厸_孔時,也會由于制件高度低于定位相對高度,在沖裁過程中制件形狀與刃口形狀不服帖而產(chǎn)生毛刺。
1.4模具結(jié)構(gòu)不當(dāng)。
1.5材料不符工藝規(guī)定
材料厚度嚴重超差或用錯料(如鋼號不對)引起相對間隙不合理而使制件產(chǎn)生毛刺。
1.6制件的工藝性差
形狀復(fù)雜有凸出或凹入的尖角均易因磨損過快而產(chǎn)生毛刺。
毛刺的產(chǎn)生,不僅使沖裁以后的變形工序由于產(chǎn)生應(yīng)力集中而容易開裂,同時也給后續(xù)工序毛坯的分層帶來困難。大的毛刺容易把手劃傷;焊接時兩張鋼板接合不好,易焊穿,焊不牢;鉚接時則易產(chǎn)生鉚接間隙或引起鉚裂。因此,出現(xiàn)允許范圍以外的毛刺是極其有害的。對已經(jīng)產(chǎn)生的毛刺可用銼削、滾光、電解、化學(xué)處理等方法來消除。
2、制件翹曲不平
材料在與凸模、凹模接觸的瞬間首先要拉伸彎曲,然后剪斷、撕裂。由于拉深、彎曲、橫向擠壓各種力的作用,使制件展料出現(xiàn)波浪形狀,制件因而產(chǎn)生翹曲。
制件翹曲產(chǎn)生的原因有以下幾個方面:
2.1沖裁間隙大
間隙過大,則在沖裁過程中,制件的拉伸、彎曲力大,易產(chǎn)生翹曲。改善的辦法可在沖裁時用凸模和壓料板緊緊地壓住,以及保持鋒利的刃口,都能受到良好的效果。
2.2凹模洞口有反錐
制件在通過尺寸小的部位時,外周就要向中心壓縮,從而產(chǎn)生彎曲。
2.3制件結(jié)構(gòu)形狀產(chǎn)生的翹曲
制件形狀復(fù)雜時,制件周圍的剪切力就不均勻,因此產(chǎn)生了由周圍向中心的力,使制件出現(xiàn)翹曲。解決的辦法就是增大壓料力。
2.4材料內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生的翹曲
材料在軋制卷繞時產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力,在沖裁后移到表面,制件將出現(xiàn)翹曲。解決的方法時開卷時通過矯平機矯平。
2.5由于油、空氣和接觸不良產(chǎn)生的翹曲
在沖模和制件、制件和制件之間有油、空氣等壓迫制件時,制件將產(chǎn)生翹曲,特別是薄料、軟材料更易產(chǎn)生。但如均勻的涂油、設(shè)置排氣孔,可以消除翹曲現(xiàn)象。制件和沖模之間表面有雜物也易在、使制件產(chǎn)生翹曲。
沖裁時接觸面不良也會產(chǎn)生翹曲。
3、尺寸精度超差
3.1模具刃口尺寸制造超差
3.2沖裁過程中的回彈、上道工序的制件形狀與下道工序模具工作部分的支承面形狀不一致,使制件在沖裁過程中發(fā)生變形,沖裁完畢后產(chǎn)生彈性回復(fù),因而影響尺寸精度。
3.3板形不好。
3.4多工序的制件由于上道工序調(diào)整不當(dāng)或圓角磨損,破壞了變形時體積均等的原則,引起了沖裁后尺寸的變化。
3.5由于操作時定位不好,或者定位機構(gòu)設(shè)計得不好,沖裁過程中毛坯發(fā)生了竄動?;蛘哂捎诩羟屑娜毕荩ɡ庑味?、缺邊等)而引起定位的不準,均能引起尺寸超差。
3.6沖裁順序不對。
二、彎曲件的常見缺陷及原因分析
彎曲件常見缺陷有:形狀與尺寸不符、彎裂、表面擦傷、撓度和扭曲等。
1、形狀與尺寸不符
主要原因是會彈和定位不當(dāng)所致。解決的辦法除采取措施以減少回彈外,提高毛坯定位的可靠性也是很重要的,通常采用以下兩種措施;
1.1壓緊毛坯
采用氣墊、橡皮或彈簧產(chǎn)生壓緊力,在彎曲開始前就把板料壓緊。為達到此目的,壓料板或壓料桿的頂出高度應(yīng)做得比凹模平面稍高一些。
1.2可靠的定位方法
毛坯的定位形式主要有以外形為基準和以孔為基準兩種。外形定位操作方便,但定位準確性較差。孔定位方式操作不大方便,使用范圍較窄,但定位準確可靠。在特定的條件下,有時用外形初定位,大致使毛坯控制在一定范圍內(nèi),以孔位為定位,吸取兩者的優(yōu)點,使之定位即準確又操作方便。
2.彎曲裂紋
影響裂紋產(chǎn)生的因素是多方面的,主要有以下幾個方面:
2.1材料塑性差。
2.2彎曲線與板料軋紋方向夾角不符合規(guī)定:排樣時,單向V形彎曲時,彎曲線應(yīng)垂直于軋紋方向;雙向彎曲時,彎曲線與軋紋方向的成45度。
2.3彎曲半徑過小。
2.4毛坯剪切和沖裁斷面質(zhì)量差——毛刺、裂紋。
2.5凸凹模圓角半徑磨損或間隙過小——進料阻力增大。
2.6潤滑不夠——摩擦力較大
2.7料厚尺寸嚴重超差——進料困難
2.8酸洗質(zhì)量差
3、表面擦(拉)傷
表面擦傷的主要原因是模具工作部分選材不當(dāng),熱處理硬度低,凹模圓角磨損、光潔度差,彎曲毛坯表面質(zhì)量差(有銹、結(jié)疤等),材料厚度超差,工藝方案選擇不合理,缺少潤滑等。
三、大型曲面拉深件的常見缺陷及原因分
1、大型曲面制件的拉深特點
1.1變形特點
大型曲面制件的變形特點是:周邊為拉深,內(nèi)部則有脹形成分。表面形狀是靠壓料面外部材料來補充,而內(nèi)部則靠材料延伸來滿足脹形的要求。同時由于拉深深度不一,形狀復(fù)雜,變形部分周邊分布不均。因此,控制材料的流向及流速極為重要。大型曲面制件的局部既易起皺,又易開裂。
1.2要有足夠穩(wěn)定的壓邊力
大型曲面制件不僅要求一定的拉深力,而且要求在其拉深過程中具有足夠的穩(wěn)定的壓邊力。此類制件往往是輪廓尺寸較大,深度較深的空間曲面,所以需用變形力和壓邊力都較大。在普通帶氣墊的單動壓力機上,壓邊力只有名義噸位的1/6左右,而且壓邊力也不穩(wěn)定,難以滿足此類制件的工藝要求,因此在大量生產(chǎn)中,此類制件的拉深均在雙動壓力機上進行。雙動壓力機具有拉深和壓邊的兩個滑塊,即內(nèi)滑塊和外滑塊,壓邊力可達到總拉深力的40%-50%以上,能滿足制件周邊變形分布不均的要求,且壓邊力穩(wěn)定,易得到剛度較好的拉深件。
1.3拉深件必須有足夠的剛度
此類制件大多是作為機械的外殼,要求有足夠的剛度(使用中不會發(fā)生顫抖和噪音)和尺寸穩(wěn)定性(保證焊接、裝配質(zhì)量)。這就要求在拉深過程中使材料各部位受到均勻的拉應(yīng)力(理想的是雙向拉應(yīng)力狀態(tài)),且使拉應(yīng)力超過屈服極限,而低于強度極限,使制件的彈性回復(fù)減少到低限度,使形狀不致于產(chǎn)生畸變,同時也不致于破裂。
2、常見汽車模具缺陷及原因分析
大型曲面拉深件常見的缺陷有:裂紋和破裂、皺紋和折紋、棱線不清、剛度差、表面劃痕、表面粗糙和滑移線等。
2.1裂紋和破裂
裂紋和破裂產(chǎn)生的原因主要是由于局部毛