Jun 17, 2021
由於高強鋼自(zì)身(shēn)的特性決定了其自(zì)身在衝壓(yā)成型時存在的不足,回彈就是其中最(zuì)為棘手的問題之一。以下就高強鋼衝壓件的回彈及預防措施談一下,以期對高強鋼回彈的改進有(yǒu)所幫(bāng)助。
1、高(gāo)強鋼的(de)特性
高強鋼具有很高的抗拉(lā)強度、耐衝擊性,其抗(kàng)拉強度是普通鋼的3倍甚(shèn)至更多,因此對汽車的碰撞安全性能非常重要。高強鋼的這種特性對汽車(chē)的安全、減重(chóng)和(hé)節能是非常(cháng)重要的,其效果也是非常明顯(xiǎn)的。
研究結果表明,使用高強鋼,汽車衝(chōng)壓件抗(kàng)拉強度從220MPa提(tí)高到700MPa,材料厚度(dù)從1.8mm減小到1.4mm,而材料可吸收衝擊(jī)能(néng)指數則基本保持不變。汽(qì)車減重也與材料強度密切(qiē)相關。研究表明,材料抗拉強度從300MPa左右提高(gāo)到900MPa左右,汽車減(jiǎn)重率(lǜ)則(zé)從25,左右提升到(dào)40,左右。
由(yóu)此可以看出使用高強鋼已是汽車行業以(yǐ)後發展的趨勢。但鋼的強度和塑性一(yī)般是矛盾的,鋼強度的提高必然導致塑性下降。而(ér)鋼材塑性的下降就為衝壓件的成(chéng)型帶來了很(hěn)多問題和難題,回(huí)彈就(jiù)是其中衝壓件成型過程中很難避免的缺陷之一。如何預防、減少高強鋼的回彈就成了擺(bǎi)在高強鋼衝壓件麵(miàn)前最大的問題。
2、高強鋼衝壓件成型過程中的回彈問題
回彈是板材衝壓成形過程的主要(yào)缺陷之一。嚴重(chóng)影響著衝壓件的成型質量和尺寸精度,是實際工藝中很難有效克服的成形缺陷之一,它不僅降低了產品質(zhì)量和生產效率。還製約了自動化裝配生產線(xiàn)的實施,是我國汽車製造工業中亟待解決的關(guān)鍵性問題。
從理論上說,板材衝壓成形過程可以被看作是板材經過塑性(xìng)變形變為想要獲(huò)得的形狀的過程。然而(ér)實際上,板(bǎn)料尺寸、材料特性和環境(jìng)條件使衝壓成形過程的預(yù)測性和可重複性變得困難。以韌性(xìng)金屬板材為主的(de)衝壓成形件從模具上取出後,必然產生一定量的回彈。
回彈是板材衝壓成形的3種主要缺陷(起皺、開裂和回彈)中最難控製的一種,因(yīn)為它涉(shè)及到對回彈量的準確預示。不同的材料和尺寸的零件(jiàn)其回彈規律大不相同,單憑經驗(yàn)和工藝過(guò)程類(lèi)比是很難進行(háng)準確的回彈補償的。因此,衝(chōng)壓成(chéng)形中的(de)最終產品形狀不但(dàn)依賴於凹(āo)模形狀。而且(qiě)依賴(lài)於成形(xíng)後存儲在板料(liào)中的彈性應變能。
由於高(gāo)強鋼的塑性較差,變形時易開裂,變形抗力大,這類(lèi)材料的回彈(dàn)量往往(wǎng)很大,同時高強度鋼板的屈服應力明顯高(gāo)於普通金屬板材,成形後的回彈(dàn)也大,零件尺(chǐ)寸精度不良(liáng)。因而,在對衝壓成型時,要充分考慮到高(gāo)強鋼變形能力小、變形抗力(lì)大及回彈較大的特點,以準確壓製出符合形狀(zhuàng)尺寸的衝(chōng)壓件。另外,高強鋼對模具(jù)的磨損也較大,有時甚至會卡死(sǐ)模具,因此,需對模具表麵進(jìn)行硬化處理。
3、高強鋼衝壓件的回彈預防措施
回彈(dàn)是板材成型(xíng)的固有(yǒu)缺陷是很難(nán)完全消除的,隻可以預防(fáng)和減小。由於高強鋼的特性決定了其回彈(dàn)更為嚴重且更難解決。以下就如何減(jiǎn)小和預防回彈做一小結。
克服回彈缺陷的方法有很多:
一是要在工藝條件允許的前提下,設法將回彈控製(zhì)在盡可(kě)能小的範圍內;
二(èr)是(shì)如果實在(zài)回(huí)彈(dàn)量很(hěn)大且(qiě)難以控製(高強鋼板成形回(huí)彈問題)。就必須(xū)借助於計算機仿真和試驗相結合的辦法,通過回彈補(bǔ)償技術重新構造加工型麵,以確保加工精(jīng)度。
所有由彎曲產生(shēng)變(biàn)形的金屬板材成形過程的表征是,由彈塑性材料特性(xìng)引起的板材厚度(dù)方(fāng)向(xiàng)不均勻的位移分布(bù)而導致回彈現象的產生(shēng)。板材體積內存在著殘餘應力。這些殘餘(yú)應力與衝壓件的接觸力相平衡。
當衝壓件被釋放,就是把成形件從(cóng)模具上卸下時,板材將尋找新的平衡位置,局部(bù)殘餘應力被釋(shì)放,導致成(chéng)形件的最終尺寸與預期值存在一定(dìng)的偏差,即回彈現象的產生。也就是說,回彈(dàn)主要是由於彎曲部位外側(拉伸)和內側(收(shōu)縮)的應力差而引起的。因(yīn)此。為了減少(shǎo)彎曲(qǔ)變形的(de)回彈。可以考慮(lǜ)給彎曲(qǔ)部位施加外力以消除應力。
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