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冲压件常见表面缺陷产生原因及预防措施

文章作者:昊通五金   发布时间:2018-08-07
大批量生产时,当模具刃口磨损成圆角变钝、不锋利时,刃口与材料接触面积增加,挤压作用大,延缓了裂纹的产生,冲压件光亮带变宽、圆角变大,毛刺变大,即使间隙合理,也仍会产生较大的毛刺;

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压工艺可以分为分离工序和成形工序两大类。随着汽车行业的发展,人们对汽车的需求量和品质要求有了很大提高。冲压件生产中常见缺陷有冲裁毛刺、拉深裂纹或破裂、起皱、弯曲回弹、拉毛、划伤等。由于冲压零件是大批量生产,出现问题将是批量的损失。因此,有对冲压产生的各种缺陷有一个了解,少手对可能会造成的缺陷进行原因分析,提出相应的对策进行预防。
  一、冲裁毛刺缺陷产生原因及预防措施
  毛刺:冲压切口面高出材料部分,是沿冲压方向发生的,也可能是挤压后产生的,毛刺一般控制在0.2mm以内;在板料冲裁中,产生不同程度的毛刺,一般来讲是很难避免的。但是,提高制件的工艺性,冲压条件,就能减少毛刺。
  1、冲裁间隙过小、过大、不均匀导致毛刺产生
  (1)冲裁间隙过小。冲裁过程中,材料中的拉应力减小,挤压力增加,裂纹产生受到,冲裁端面周边有二次剪切现象出现,部分材料被挤出材料表面形成高而薄的毛刺。(2)冲裁间隙过大。冲裁过程中,材料拉应力增大,挤压力减小,容易产生裂纹,塑性变形阶段提前结束,裂纹向内错开,后靠拉断实现材料分离;因此,光亮带变小,断裂带、塌角、毛刺增大,周边出现高且厚的毛刺,且毛刺难以去除。(3)冲裁间隙不均匀。无论间隙偏大、偏小都会产生毛刺。间隙偏大部分出现三角毛刺,毛刺高且厚;间隙偏小部分出现高而薄的毛刺。
  2、凹凸模质量缺陷导致毛刺产生
  (1)模具刃口磨损。大批量生产时,当模具刃口磨损成圆角变钝、不锋利时,刃口与材料接触面积增加,挤压作用大,延缓了裂纹的产生,冲压件光亮带变宽、圆角变大,毛刺变大,即使间隙合理,也仍会产生较大的毛刺;凸模变钝,落料件毛刺变大;凹模变钝,冲压件毛刺变大;如果凹凸模都变钝,则落料件与冲压件的毛刺都变大。(2)凹模垂直度降低,凹模刃口成锥度,凹模研磨超差。由于制造方面等原因,凹模刃口出现锥度,落料件出料时被挤压变形,导致冲裁端面的毛刺、塌角、斜度都很大。(3)由于凹凸模局部刃口磨损或热处理效果不好,引起局部刃口崩,使局部冲裁间隙超差,导致毛刺大小不一、高度不均。
  3、毛刺缺陷的预防措施
  (1)模具增加导柱导套等导向机构。(2)定期检修冲压设备和模具精度。(3)修模,使凹模刃口成直壁或正锥度。(4)定期检修凹凸模刃口,使其保持锋利。(5)生产过程中,首末件检查冲压件毛刺等端面质量,发现异常及时修模或更换凸凹模。
  二、拉深裂纹、破裂缺陷产生原因及预防措施
  裂纹或破裂产生的原因主要是由于局部毛坏受到的拉应力超过了板料强度所致。造成冲压件开裂的原因很多,在解决过程中应仔细检查开裂部位,根据具体情况,推断产生破裂的原因,从而制订出解决破裂问题的具体方案,以防止冲压件破裂。
  1、拉深裂纹、破裂缺陷产生原因
  (1)材料的冲压性能不符合工艺要求。不同材质的板料有不同的延伸率和抗拉强度,当选用的板料性能达不到拉深要求,冲压过程板料即被拉裂。(2)板料厚度超差。板料厚度超差,板料在拉深过程中间隙变小,板料受压应力增大,拉深成形困难,板料不易流动而被拉裂。(3)板料表面质量差,有划痕、锈蚀、杂质。板料表面有划痕,在拉深成形过程中易引起应力集中,而表面锈蚀、杂质将增加板料成形过程的阻力。(4)压料面的进料阻力过大。毛坏外形大、压料筋间隙小、凹模圆角半径小、拉深筋过高、压料面、拉深筋表面光洁度差,都会导致板料流动阻力增大,造成破裂。(5)板料定位位置不对。生产操作过程中,板料位置放偏,导致一边压料过多,一边压料过少,过多的一边受压应力大,进料困难,造成开裂。(6)模具安装不当或压力机精度差,导致压边力不均,局部压边力过大,导致板料破裂。(7)不按工艺规定要求涂润滑剂。(8)局部拉深量太大,拉深变形超过板料变形。
  2、冲压件裂纹、破裂缺陷的预防措施
  (1)设计阶段选定合适的板料,以达到拉深成形性能要求。(2)生产过程中检查板料的表面质量,板料表面锈蚀、杂质。(3)定期点检维护模具,抛光模具表面,使模具表面有的粗糙度。(4)规程生产过程标准化作业,严格执行涂油要求。(5)定期点检维护冲压设备精度。
  三、拉深皱纹缺陷产生原因及预防措施
  1、拉深皱纹缺陷产生原因
  皱纹产生的原因主要因为局部毛坏受压引起失稳和材料流向不均,引起局部材料堆积而产生皱纹,主要有以下几点原因。
  (1)冲压设备精度不足,模具在设备上倾斜,使压料面周圈受力不均,受力小的位置容易产生皱纹。(2)冲压件冲压成型性、工艺性差,冲压方向和压料面形状复杂,很难板料的流动速度而引起皱纹。(3)润滑油涂得过多,进料阻力减小。(4)压料面接触不好,导致局部位置材料流人过快,造成皱纹。(5)压料面进料阻力太小,进料过多导致皱纹。(6)凹模圆角半径过大、进料阻力减小。(7)拉延筋圆角过大、高度不够,拉延筋少。
  2、拉深皱纹缺陷的预防措施
  (1)冲压件、模具设计工艺性及合理性;合理选择冲压方向和压料面形状。(2)合理设计工艺补充凹、凸槽,吸收多余材料。(3)定期点检维护模具,压料面区域间隙均匀。(4)规程生产过程标准化作业,严格执行涂油要求。(5)定期点检维护冲压设备精度。(6)根据模具调试情况确定拉延筋的多少、位置、高度。(7)根据理论计算和模具调试情况确定合理的凹模圆角半径。
  四、弯曲回弹缺陷产生原因及预防措施
  回弹:当弯曲完成外力去除以后,毛坏的塑性变形保留下来,而弹性变形会消失,其自由状态下的形状、尺寸与加力时的形状、尺寸发生相反方向的变化。
  回弹是板料冲压成形过程的主要缺陷之一,严重影响成形件的成形质量和尺寸精度,是实际工艺中很难克服的成形缺陷之一。
  1、弯曲回弹缺陷产生原因
  (1)材料机械性能差异。相同弯曲半径,相同外力作用下,外表面相同,材料的屈服越高,弹性数模越小,加工硬化越激烈,则弯曲变形的回弹也越大。(2)弯曲角越大,回弹量越大。(3)模具凹、凸模之间的间隙。弯曲毛坏表面与模具表面之间的摩擦可以增大变形区的拉应力,使零件形状接近于模具形状,间隙越大回弹越大;反之,回弹也越小,甚至出现负回弹。(4)弯曲工艺与模具结构设计不合理,零件弯曲线在弯曲过程中不断变化,导致非变形区产生变形和回弹。
  2、弯曲回弹缺陷的预防措施
  (1)选用弹性模数大、屈服点小的力学性能较稳定的冲压材料。(2)增加校正工序,采用校正弯曲代替自由弯曲。(3)弯曲前,材料要进行退火,使冷作硬化材料预先软化后再弯曲成形。(4)增大凹模与工件的接触面积,减小凸模与工件的接触面积。(5)采用“矫枉过正”的办法减少回弹。(6)一道弯曲工序分两序二次弯曲。(7)根据理论计算和模具调试情况确定合理的凹模圆角半径。
  五、表面拉毛、划伤缺陷产生原因及预防措施
  1、表面拉毛、划伤缺陷产生原因
  (1)板料在冲压生产前的开卷工序中被划伤。(2)由于操作不当,冲压件在冲压生产时上料、下料中被划伤。(3)由于拉深模具工作表面硬度差,局部表面拉毛,造成冲压件表面拉毛、划伤。(4)模腔表面不十净,勃附有铁屑等杂物,会划伤冲压件表面。(5)由于冲压件存放及运转过程不当导致零件被划伤。
  2、表面拉毛、划伤缺陷的预防措施
  (1)冲压生产线上增加清洗板料工序。(2)模具上设计辅助橡胶滚轮装置,便于上料和取料。(3)对模具表面拉毛区域进行抛光,使模具表面具有的粗糙度。(4)定期清楚模具表面粉尘、铁屑。(5)设计制造工位器具,防止工件在运转过程中被磕碰、划伤。
  以上论述的是冲压件常见表面缺陷的产生原因及预防措施。需要注意的是,冲压件表面缺陷的产生原因及预防措施并不是独立的,在调模及生产过程中,应根据缺陷的具体情况,推断缺陷的原因,从而采取相应的措施。

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