冲压零件常见缺陷分析

李志辉1StampingpartsCommondefectsanaylse李志辉2模具开发基本流程Diesprojectflow产品设计Bodydesign冲压工艺设计StampingProcess模具结构设计Diedesign铸造FMC&Casting加工/装配Machining/AssemblingCAE同步分析SEwork调试TryoutCAE同步分析SEworkDL图设计Dielayoutdesign量产quantityproduction李志辉产品数模生产纲领参考工艺技术标准设备参数零件工艺性分析CAE拉延修冲CAM…..翻边工艺制订CAE冲压方向内容分配模具结构分模线….冲压工艺基本流程DieProcessflow3李志辉4零件常见问题Commondefects零件成形时常见问题：Commondefectsofstampingparts•起皱Wrinkle•开裂Crack•回弹Springback•表面质量（塌陷、滑移线、冲击线）Surfacequality(dent,slipline,skidline)李志辉5起皱Wrinkle李志辉6主要原因：由于板料受到挤压，当平面方向的主、次应力达到一定程度时，厚度方向失稳，从而产生起皱现象。Mainreason:Theblankhavebeenextrusion,theMajorstrain,minorstraingotoworst,Thicknessdirectionofinstability,bringwrinkle.•材料堆集起皱。进入凹模腔内材料过多变成的皱纹。Materialgathered.Thematerialenterdiestoomorecausedthewrinkle•失稳起皱InstabilityA.板料厚度方向增厚失稳。Thicknessdirectionlesssanctionforce,increasation.B.拉伸应力不均匀而产生的皱纹。（例如：门把手区域）Strainasymmetrical(Forexample:Doorhandlearea)起皱原因Reasonofwrinkle李志辉7•产品设计Productdesign：A、降低翻边高度或整形深度；Decreasethedepthofflangeorrestrike,B、将造型剧变区域接顺；Smooththeupheavalarea,C、产品起皱部位增加吸料造型。Addshapeofthesuction.•冲压工艺Process：A、提高压料力，调整拉延筋；Addthepressureofbinder,adjustthedrawbead,B、工艺补充增加吸皱造型；AddshapeofthesuctioninaddendumC、检查拉延毛坯、局部材料流动情况的合理性，调整压料面Checkmaterialenterspeed,adjustthebinder.D、增加成形工序Addrestrikeoperation•材料Material：在满足产品性能的情况下，选用成形性较好的材料Choosebestmaterialifcanmeettherequirment起皱解决办法Solutionofwrinkle李志辉8零件开裂问题Crack李志辉9开裂原因Reasonofcrack主要原因：由于材料在拉伸过程中，应变超过其极限，而形成失稳。Mainreason:Materialextendoverthelimitstrain•材料抗拉强度不足而产生的破裂，如靠凸、凹模R角处，局部受力过大而破裂。Overthelimitstrain,forexample:cracknearedgeRofpunchanddies.•材料变形量不足而破裂，尖点部位的开裂。Lackofstrain,forexample:crackattine•条纹状裂纹，由于材料内有杂质引起的裂纹，一般平行于板料扎制方向。Striationcrack,badmaterialwhichhaveimpurity,usuallyparallelthecoildirection.李志辉10•材料方面：采用拉延性能较好的材料Material:usebetterductilitymaterial.•减少应变方面：Decreasethestrain.A、选择合理的坯料尺寸和形状Choosethebestsize&shapeofblankB、调整拉延筋大小ChangethesizeofdrawbeadC、增加辅助工艺（切口等）Addartsandcrafts(cutindraw,etc.)D、改善润滑条件(improvesmoothly)E、修改工艺补充面(modifythedieface)F、调整压料力(changetheforceofbinder)G、………….开裂解决办法Solutionofcrack李志辉11回弹问题Springback回弹Springback：零件在冲压成形后，材料由于弹性卸载，导致局部或整体发生变形。Afterform,uninstallthestress,partsdeformed应力李志辉12影响回弹的因素很多，实际生产中很难解决。Thecausationofspringbackistoomore,solveitdifficult.目前，解决回弹常用下面几种方法：Solutionofspringback:•补偿法Compensation。其原理是根据弯曲成形后板料的回弹量的大小预先在模具上作出等于工件回弹量的斜度，来补偿工件成形后的回弹（经验和CAE模拟）；Theprincipleistomaketheslopeisequaltotheworkpiecespringbackonthemoldinadvancedependingonthesizeofthesheetafterspringbackinbendingandforming,tocompensateforspringbackintheworkpieceafterforming(experienceandCAEsimulation);2、拉弯法Tension。是在板料弯曲的同时施加拉力来改变板料内部的应力状态和分布情况，使应力分布较为均匀，减少回弹量；Changethestresswithinthedistribution,sothatthestressmoreevenlydistributed,reducingtheamountofspringback;3、采用成形性较好的材料。Usebettermaterial.回弹解决办法Solutionofspringback李志辉13表面质量问题Surfacequalitydefects李志辉14表面质量问题产生原因Reasonofsurfacequalitydefects主要类型：Sort:冲击线、滑移线、塌陷、暗坑、表面扭曲等Skidline,slipline,dent,twist,etc.对于外板零件来说，外表面产生的缺陷是不接受的。Surfacequalityisnotacceptanttoouterparts’sclassAsurface•冲击线、滑移线主要是由于在冲压过程中，板料和模具接触后，在应力集中处摩擦造成的表面划痕。Skidline,sliplineistheblanktouchthedieR,nickedbystressconcentration•塌陷、暗坑、表面扭曲主要是由于零件变形不充分，局部材料应变较小，外力释放后出现的缺陷。dent,twistcausedbystrainnotenough,someareastrainisless,defectsappearedwhenthetensionrelease李志辉15•消除滑移线，可以通过改变产品形状（左右对称，增大圆角R值）、增大阻力减少滑动量等方式。Avoidslipline,canmodifytheshapeofproduct(symmetry,increaseR),increaseforcetodecreasetheslide,etc.•消除冲击线，可以通过改变冲压圆角、凹模圆角，增加拉延深度，更改压料面等方法。Avoidskidline,canmodifytheR,increasethedepthofdraw,modifythedieface.•消除塌陷、表面扭曲，应了解零件在变形区所产生应力梯度的等级，尽量保证产品塑性变形的均匀性。同时通过增大阻力，提高局部形状应变等手段。Avoiddent,twist,needanalyzethestraininthisarea,ensureitisequality.Increasetheforce,increasestrain,etc.表面质量问题解决办法Solutionofsurfacequalitydefects李志辉16Casesanaylse李志辉一、冲压负角（1）Undercut(1)AA缺陷：在冲压方向有负角，如采用侧整形工艺，增加大量模具成本。Risk:Undercutinpressdirection,UseCAM-RstwillincreasethecostofDie措施：保证拔模角度3°以上。optimization:Ensurethedraftangleabove3°.[SECTIONA-A]min3°Pressdirection冲压方向Pressdirection冲压方向李志辉一、冲压负角（2）Undercut(2)缺陷：在冲压方向有负角，无法拉延成形。Risk:Undercutinpressdirection.措施：加大拔模角度，保证无负角。Optimization:Increasethedraftangle,ensurenoneundercut李志辉一、冲压负角（3）Undercut(3)缺陷：在冲压方向有负角，无法成形。.Risk:Undercutinpressdirection.措施：将①和②两特征连接起来，消除冲压负角。Optimization:Unite①&②,CanceltheundercutPressdirection冲压方向Pressdirection冲压方向①②李志辉二、开裂（1）Crack(1)缺陷：门把手局部形状太深，存在开裂风险。Risk:TheheightofHandletoodeep,havecrackhere.措施：降低深度并增大R角，。Optimization:Decreasethedepth,andincreasetheR.AASECTIONA-A李志辉二、开裂（2）Crack(2)缺陷：产品R角处翻边高度过大，存在开裂风险。Risk:TheFlangelengthonthecorneristoolong,haveriskofcrack.措施：降低拐角处翻边高度至3~5mm。Optimization:DecreasethelengthofFlangeto3~5mm李志辉二、开裂（3）Crack(3)缺陷：凸包特征变化急剧，拉延开裂。Risk:Thediversificationoftableissudden,crackindrawing.措施：更改局部特征平滑过渡，增大R角。Optimization:Changethetablediversificationsmoothly,IncreasetheR.李志辉三、起皱（1）Wrinkle(1)缺陷：此区域整形时，由于整形刀与各面未同时接触，导致a处存在波纹(A面表面质量问题）。Risk:Thesteelforflangetouchthediefacenotthesametime,causethewrinkleinthefacea(ClassAface)措施：增加一个与表面平行的台阶。Optimization:AddatablewhichthesameheighttoClassAface.aa李志辉三、起皱（2）Wrinkle(2)缺陷：产品R角处翻边高度过大，存在叠料现象。