冲压制件回弹扭曲分析与改进(二)

冲压制件回弹扭曲分析与改进(二)

Feb 19, 2024

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作者:王玉峰,刘 赛,张 祥

长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心(河北保定 071000)

【摘要】通过对制件回弹进行研究,分析回弹产生的主要原因,确认容易发生回弹的制件的结构形式,提出了解决回弹的方法及对策,以及在设计时如何避免制件回弹和在生产过程中如何解决制件回弹的问题,通过对制件回弹缺陷的改进,提高了制件的质量和生产效率。

关键词:回弹;结构;分析;改进中图分类号:TG385.2 文献标识码:B

Stamping Springback Twist Analysis and Improvement

【Abstract】Through the study of spring-back, main reason analysis due to rebound, confirm the structure form of the easy rebound. solve and countermeasures of rebound method, and how to avoid and how to solve the springback parts springback parts in the production process in the design of. Through the improvement of the workpiece springback defect, improve the product quality and production efficiency.

Keywords: springback; structure; analysis; improvement

整改效果:制件回弹消除,制件面差在公差要求

之内,与其他制件搭接时间隙在0.7mm之内。

回弹3mm 左右

图2 B柱加强板本体

3.2 制件结构

(1)R角设计案例。

冲压制件支架后板制件翻边圆角为R6mm,制件的材质为B210P1,料厚为t=1.6mm,制件结构属于 形,制件生产时回弹2.5mm左右,如图3所示。制件回弹的原因是材料强度较高,制件R角大。

R角大,制件回

图3 支架后板

整改措施:将制件的翻边 R 角由 R6mm 更改为

R3mm。

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整改效果:制件回弹消除,制件公差在 0.5mm 之内。

(2) 回弹筋设计案例。

冲压制件C柱加强下板制件材质为B210P1,料厚为t=0.7mm,制件结构属于 U 型,如图 4 所示,设计阶段没有给出预防回弹的措施,制件生产时出现3mm左右的回弹现象。

整改措施:对制件结构进行更改,增加回弹筋。

整改效果:制件回弹消除,制件公差在 0.5mm 之内。

图4 C柱加强下板

(3) 拔模角设计案例。

冲压制件前座椅后内侧支架后板,制件材质为 B250P1,料厚为t=1.8mm,制件结构属于 结构,如图5所示,制件设计翻边角度为90°,无拔模角,垂直翻边模具制造时无法加回弹补偿,制件发生回弹后整改困难。

整改措施:两翻边面外摆,使其与上面的夹角均为93°(如图5虚线所示增大夹角3°)。

整改效果:制件结构变更后,制件模具制造时可以给出适当的模具补偿,防止制件回弹。

4 扭曲回弹的预防措施

通过对制件结构进行审查,模具工艺设计分析,模具制造调试3个方面进行分析,给出扭曲回弹的具体措施。

此两面为垂直翻边,无法回弹补偿 两红面外摆,使其与上面的夹角均为93°如图中虚线所示图5 前座椅后内侧支架后板

《模具制造》2013年第7期 · 15 ·

4.1 制件结构进行审查

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通过对制件进行SE分析,对制件的结构进行审查,充分识别可能引起制件回弹的结构,对制件结构进行设计变更,预防制件出现回弹。此阶段如果能够充分的识别出制件存在的缺陷,对后期模具的设计生产有很大好处,可以缩短模具的调试周期。

(1) 翻边R角审查:制件的翻边R角必须控制在 8mm以内,成形性无法保证的制件,可以增加一序整形模具,不允许放大制件的R角。

(2) 拔模角度审查:对制件的拔模角度进行审查,制件在冲压方向留有3°~5°拔模角,防止制件出现回弹现象[1]。

(3) 针对经过SE分析制件出现回弹现象,在不影响制件原有功能的前提下,通过增加防回弹筋改变制件形状,控制和改善回弹。

4.2 模具工艺设计分析

在模具工艺设计阶段对SE分析后可能产生回弹的制件进行预防,利用冲压工艺的设计预防回弹的产生。下面介绍几种可以预防回弹的冲压工艺。

(1) 一道工序分两段弯曲:第一段弯曲采用大间隙(一般取 1.15~1.3 倍料厚)加工;第二段弯曲将第一段弯曲的大弯曲半径值整形到小弯曲半径值,如图 6 所示,此种方案可以有效的防止制件的回弹产生[2]。

(1.15~1.3)t

第一段弯曲 第二段弯曲

图6 两段弯曲

(2) 消除残余应力:此方法是在拉伸成形时在模具的表面增加局部的凸包形状,在后道工序时再消除增加的形状,使材料内的残留应力平衡发生变化,从而消除回弹(见图7),此方案针对表面品质要求不高的制件。

(3) 采用负回弹预防:通过对模具表面进行特殊处理,使板料产生负回弹,上模返回后制件回弹,达到要求的制件形状。

· 16 · (4)二次拉伸或整形:对于制件结构无法更改的制件,采用二次拉伸的工艺设计或后续增加整形序模具。

增加局部形状 后工序消除 增加的形状

拉伸工序 后道工序图7 增加局部形状

4.3 模具制造及调试

此阶段模具已制造出,针对回弹的制件只能对制件的模具进行调试,对于容易更改的问题,在原有模具上面直接调试就可以。针对于那些经过多轮调试仍不能消除制件回弹的问题,采取镶块替代的方式进行模具调试。模具调试时先采用普通材料试验调试,将制件调整到合格状态后,根据调试的数据,在使用模具设计时应用的材料加工镶块。普通材料的镶块容易加工,可以缩短调试周期,同时与使用模具设计时使用的材料的价格进行对比,能够节省大量的材料费用。

5 结论

本文对产生扭曲回弹的制件案例进行分析,描述了在模具制造调试阶段如何解决制件的回弹现象,在制件和设计阶段如何进行预防,避免制件生产时出现回弹现象。通过上述的研究避免制件出现回弹现象,提高制件品质,缩短模具调试周期,降低模具调试费用。

参 考 文 献

[1] 姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计[M]. 北京:机械工业出版社,1997.

[2] 肖景容,姜奎华. 冲压工艺学[M]. 北京:机械工业出版社,

1990.

第一作者简介:王玉峰,男,1983年生,从事工作:汽车冲压制件开发、管理工作。

(收稿日期:2013-04-08)

《模具制造》2013年第7期