冲压质量影响因素分析

冲压质量影响因素分析冲压质量影响因素分析宝钢研究院用户技术研究中心2009年03月冲压件成形质量冲压件成形质量尺寸精度机械性能表面质量影响冲压质量的几个方面质量模具工艺性原始钢板的冲压性能冲压环境冲压工艺参数冲压设备材料冲压性能冲压性能成形极限形状与尺寸精度表面质量变形区成形极限传力区的承载能力贴模能力形状冻结性能塑性变形中表面粗糙度的变化冲压过程中的表面粘结与划伤塑性塑性变形稳定性抗压失稳性能伸长类成形压缩类成形材料冲压性能试验方法冲压性能试验方法间接试验直接试验拉伸试验金相试验模拟试验实物试验和模型试验硬度试验艾力克森试验扩孔试验方板对角拉伸试验成形极限试验……常用的材料冲压性能试验方法最常用的就是单向拉伸试验和成形极限试验。通过单向拉伸试验可以获得的量化参数主要有屈服强度、抗拉强度、屈强比、断裂延伸率、硬化指数、厚向异性系数。通过成形极限试验可以获得网格试验所需要的成形极限。单向拉伸试验设备成形极限试验设备单向拉伸试验性能参数与成形性的关系屈服强度越小的材料在塑性变形后的贴膜性能和形状冻结性能都比较好，有利于提高覆盖件的形状精度。屈服强度小的材料在弯曲变形、拉伸变形后，回弹变形也比较小，有利于提高冲压件精度。屈服强度较小的屈强比对绝大多数的成形是有利的。对于拉深、压缩成形，由于材料屈强比小，变形区较容易进入塑性变形状态，而传力区不容易产生破裂，从而提高成形极限。屈强比单向拉伸试验性能参数与成形性的关系厚向异性系数表明板材在厚度方向变形的难易程度。当r值大于1时，板材厚度方向上的变形比板平面内的变形困难，r值越大，板材抵抗减薄的能力越强。厚向异性系数硬化指数表示在塑性变形中材料硬化的强度。n值大的材料，在伸长类变形过程中可以使变形均匀化，具有扩展变形区，减少毛坯的局部减薄和增大极限变形参数的作用。硬化指数冲压工艺参数与成形性的关系冲压工艺参数主要包括压边力、润滑状况、毛坯尺寸、压力设备的选择等。冲压工艺参数压边力和润滑状况对于成形性的影响体现在对材料的流动阻力上。流动阻力=摩擦系数×压边力流动阻力越大，材料流动越困难，越容易发生塑性变形，最终导致开裂，同时零件发生起皱的概率越小。压边力和润滑状况冲压工艺参数与成形性的关系毛坯尺寸越大，在法兰部分与凸模凹模接触的部分越多，增加材料流动阻力，容易导致开裂，但有利于控制起皱。毛坯尺寸压力设备按工作原理分为机械压机和液压压机。机械压机由凸轮带动，运动速度快，对于深拉延件，由于材料流动速度无法与模具速度匹配而容易开裂。液压压机由液压缸驱动模具移动，可以控制模具缓慢匀速移动，充分给予材料因速度变形而移动的时间，尤其有利于深拉延件的成形，比如侧围、行李箱盖内板等。压力设备冲压环境与成形性的关系冲压环境对零件冲压质量的影响主要体现在零件外观和润滑效果。如果冲压车间粉尘较大，容易造成冲压件表面出现轻微的凹坑。粉尘较大，容易造成润滑油污浊，影响润滑效果。冲压环境冲压设备与成形性的关系冲压设备对零件冲压质量的影响主要体现在冲压设备是否能够准确按照设定的冲压工艺参数完成冲程、压机台面是否平整。冲压设备模具工艺性与成形性的关系模具工艺性指当零件型面冻结后，根据零件复杂程度、冲压车间产线的特点和指定的材料牌号，安排落料、拉延、整形、修边、翻边等工序道次，合理设计各个工序道次模具的型面、冲压深度、冲压方向等工艺参数。模具工艺性零件可成形性冲压工序安排材料冲压性能模具工艺性冲压件成形质量冲压过程稳定性模具工艺性与成形性的关系零件可成形性取决于零件型面的复杂程度，包括局部凸台的深度、侧壁的斜度、圆角的大小、是否存在冲压干涉等方面。零件可成形性冲压工序的道次取决于冲压车间产线的压机布置、台面尺寸、工序间冲压件是否可以翻转等方面。零件材料牌号取决于汽车安全性、零件的复杂程度、成本控制等方面。冲压工序零件牌号破裂问题的控制技术强度破裂是因为传力区的传力能力小于变形区毛坯产生塑性变形和流动所需要的力而产生的。强度破裂控制技术控制原理关键点解决传力区的承载能力和变形区的变形力这一对矛盾。破裂问题的控制技术强度破裂控制技术对策措施提高传力区强度的措施：采用抗拉强度高的材料；加大传力区凸模圆角；凸模侧壁留有一定的粗糙度并不加润滑。降低变形区变形力的措施：拉深时减小压边力，增加润滑；选择合理的毛坯形状，尽量减小毛坯尺寸；选择厚向异性系数较大的材料；拉深筋合理分布，降低拉深筋高度；研平压料面；增加凸模圆角等。破裂问题的控制技术塑性破裂是因为材料的塑性变形能力小于冲压件成形所需要的塑性变形而产生。塑性破裂控制技术控制原理关键点解决材料的塑性变形能力小于冲压成形所需变形区的变形量这一矛盾。破裂问题的控制技术提高材料塑性变形能力的措施：选用延伸率、硬化指数和厚向异性系数较大的材料；增加变形区域的变形均匀程度，减小集中变形；改善冲压件上某些尖角的局部形状。强度破裂控制技术对策措施减小变形区变形量的措施：修改模具参数，增大凸模圆角和局部成形的凹模圆角；降低成形高度，增加成形工序；通过修正拉深筋的分布和参数改善变形路径；选择合理的毛坯形状和尺寸；增加辅助工艺措施；将急剧过渡的局部形状修改为缓慢过渡的形状等。开裂问题解决实例某个零件局部存在开裂，部位在凸模圆角下方的侧壁上，属于强度破裂。开裂区域的材料无法传递超出抗拉强度的成形力。效果问题描述原因分析消除开裂。降低该区域零件开裂部位需要传递的力。解决方法调整手段增加该区域的模具间隙、增加润滑。开裂问题解决实例某个零件局部存在开裂，部位在侧壁上，属于强度破裂。开裂区域的材料无法传递超出抗拉强度的成形力。效果问题描述原因分析消除开裂。降低该区域零件开裂部位需要传递的力。解决方法调整手段打磨凹模圆角、增加润滑。谢谢！谢谢！