2010年沖壓工藝技術(shù)培訓(xùn)資料.ppt

1 沖壓成形工藝流程及零件成形常見(jiàn)問(wèn)題 二 MP的制作方法 三 應(yīng)用實(shí)例 一 沖壓成形工藝流程 2 模具開(kāi)發(fā)基本流程 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 沖壓工藝分析 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) NC 制造 CAE同步分析 調(diào)試 CAE同步分析 DL圖設(shè)計(jì) CAE分析 運(yùn)動(dòng)干涉 產(chǎn)品 沖壓工藝 模具結(jié)構(gòu) NC 3 沖壓工藝基本流程 產(chǎn)品數(shù)模 生產(chǎn)綱領(lǐng) 參考工藝 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備參數(shù) 零件工藝性分析 CAE 拉延 修沖 CAM 翻邊 工藝制訂 編制沖壓作業(yè)書(shū) 制作數(shù)模 解析技術(shù) CAE 沖壓方向 內(nèi)容分配 模具結(jié)構(gòu) 分模線(xiàn) CAE分析 模具材料 定位方式 取料方式 PB PC PD 拉延 全工序 間隙確定 4 主要原則和步驟 1 詳細(xì)了解產(chǎn)品的功能和形狀2 合理安排工序內(nèi)容3 BMP制訂4 工序數(shù)模制作5 CAE模擬6 MP制訂 沖壓工藝制訂 5 一 傳統(tǒng)的制作方法 國(guó)內(nèi) 1 按照產(chǎn)品形狀 制訂出合理的沖壓工藝 BMP 2 制作3D數(shù)據(jù) UG 用于模具設(shè)計(jì)和NC加工 3 制作詳細(xì)的2D數(shù)據(jù) 指導(dǎo)設(shè)計(jì)和會(huì)簽 MP制訂 6 MP制訂 二 國(guó)外的制作方法1 按照產(chǎn)品形狀 制訂出合理的沖壓工藝 BMP 2 制作3D數(shù)據(jù) UG格式 設(shè)計(jì)用 3 制作詳細(xì)的2D數(shù)據(jù) 指導(dǎo)設(shè)計(jì)和會(huì)簽 MP OFFICE文件 4 制作3D數(shù)據(jù) UG格式 NC用 7 沖壓工藝案例 零件名稱(chēng) 左右縱梁材料 SP121BQ料厚 1 2MM 8 沖壓工藝案例 PB 拉延 PC 修沖 PE 修沖 PD 整形 9 零件常見(jiàn)問(wèn)題 零件成形時(shí)常見(jiàn)問(wèn)題 1 起皺2 開(kāi)裂3 回彈4 表面質(zhì)量 塌陷 滑移 沖擊 10 零件常見(jiàn)問(wèn)題 1 起皺問(wèn)題 11 主要原因 由于板料的厚度方向的尺寸和平面方向上的尺寸相差較大 造成厚度方向不穩(wěn)定 當(dāng)平面方向的應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí) 厚度方向失穩(wěn) 從而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象 1 材料堆集起皺 進(jìn)入凹模腔內(nèi)材料過(guò)多變成的皺紋 2 失穩(wěn)起皺a 板料厚度方向約束力弱的壓縮凸緣失穩(wěn) b 在不均勻的拉伸部位失穩(wěn)而產(chǎn)生的皺紋 起皺原因 12 1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面 A 檢查原始產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)的合理性 B 避免產(chǎn)品出現(xiàn)鞍形形狀 C 產(chǎn)品易起皺部位增加吸料筋等等 2 沖壓工藝方面 A 合理安排工序B 檢查壓料面和拉延補(bǔ)充面的合理性 C 檢查拉延毛坯 壓料力 局部材料流動(dòng)情況的合理性 D 用內(nèi)筋方式舒皺E 提高壓料力 調(diào)整拉延筋 沖壓方向 增加成形工序 板料厚度 改變產(chǎn)品及工藝造型以吸收多余材料等方法3 材料方面 在滿(mǎn)足產(chǎn)品性能的情況下 對(duì)于一些易起皺的零件 采用成形性較好的材料 起皺解決辦法 13 零件開(kāi)裂問(wèn)題 14 開(kāi)裂原因 開(kāi)裂 主要是由于材料在拉伸過(guò)程中 應(yīng)變超過(guò)其極限 而形成失穩(wěn) 1 材料抗拉強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的破裂 如靠凸 凹模園角處 局部受力過(guò)大而破裂 2 材料變形量不足而破裂 在脹形變形時(shí) 靠凸模頂部產(chǎn)生的破裂 或凸緣伸長(zhǎng)變形流入引起的破裂 3 時(shí)效裂紋 即嚴(yán)重成形硬化部分 經(jīng)應(yīng)變時(shí)效脆化又加重 并且成形時(shí)的殘余應(yīng)力作用引起的制件晚起破裂 4 材料受拉伸彎曲既而又彎曲折回以致產(chǎn)生破裂 多產(chǎn)生于凸筋或凹摸口處 5 條紋狀裂紋 由于材料內(nèi)有雜質(zhì)引起的裂紋 一般平行于板料扎制方向 15 1 材料方面 采用拉延性能較好的材料2 減少應(yīng)變方面 A 選擇合理的坯料尺寸和形狀B 調(diào)整拉延筋參數(shù)C 增加輔助工藝 切口等 D 改善潤(rùn)滑條件E 修改工藝補(bǔ)充面F 調(diào)整壓料力G 開(kāi)裂解決辦法 16 回彈問(wèn)題 回彈 零件在沖壓成形后 材料由于彈性卸載 導(dǎo)致局部或整體發(fā)生變形 應(yīng)力 應(yīng)變 17 由于影響回彈的因素很多 例如 材料 壓力 模具狀態(tài)等等 實(shí)際生產(chǎn)中很難解決 目前 解決回彈常用下面幾種方法 1 補(bǔ)償法 其原理是根據(jù)彎曲成形后板料的回彈量的大小預(yù)先在模具上作出等于工件回彈量的斜度 來(lái)補(bǔ)償工件成形后的回彈 經(jīng)驗(yàn)和CAE模擬 2 拉彎法 是在板料彎曲的同時(shí)施加拉力來(lái)改變板料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)和分布情況 使應(yīng)力分布較為均勻 減少回彈量 3 采用成形性較好的材料 回彈解決辦法 18 表面質(zhì)量問(wèn)題 19 表面質(zhì)量產(chǎn)生原因 主要類(lèi)型 沖擊線(xiàn) 滑移線(xiàn) 塌陷 暗坑 表面扭曲等對(duì)于外板零件來(lái)說(shuō) 外表面產(chǎn)生的缺陷是不允許的 沖擊線(xiàn) 滑移線(xiàn)主要是由于在沖壓過(guò)程中 板料和模具接觸后 在應(yīng)力集中處摩擦造成的表面劃痕 塌陷 暗坑 表面扭曲主要是由于零件變形不充分 局部材料應(yīng)變較小 外力釋放后出現(xiàn)的缺陷 20 消除沖擊線(xiàn) 可以通過(guò)改變沖壓圓角 凹模圓角 增加拉延深度 更改壓料面等方法 消除滑移線(xiàn) 可以通過(guò)改變產(chǎn)品形狀 左右對(duì)稱(chēng) 增大阻力等方式 消除塌陷 表面扭曲 應(yīng)了解零件在變形區(qū)所產(chǎn)生應(yīng)力梯度的等級(jí) 盡量保證產(chǎn)品塑性變形的均勻性 同時(shí)通過(guò)增大阻力 提高局部形狀應(yīng)變等手段 表面質(zhì)量問(wèn)題解決辦法 21 CAE模擬技術(shù)在沖壓工藝中的應(yīng)用 一 CAE技術(shù)的應(yīng)用 二 利用CAE模擬可以解決的問(wèn)題 三 應(yīng)用實(shí)例 22 CAE模擬技術(shù)的應(yīng)用 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展 CAE數(shù)字模擬技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中 主要應(yīng)用軟件 PAMSTAMP 法國(guó) AUTOFORM 瑞士 DYNAFORM 美國(guó) KMAS J金網(wǎng)格 FASTAMP 華中科大 23 利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化模擬 能預(yù)測(cè)零件在生產(chǎn)過(guò)程中的所有問(wèn)題 例如 開(kāi)裂 起皺 塌陷 滑移和沖擊等缺陷 通過(guò)成形的切線(xiàn)位移場(chǎng)可以了解材料的流動(dòng)情況 為更好的解決零件成形時(shí)產(chǎn)生的缺陷提供幫助 同時(shí)可以通過(guò)和產(chǎn)品的同步開(kāi)發(fā) 確定零件的局部形狀以及一些重要特征狀態(tài) 通過(guò)對(duì)拉延 切邊 翻邊等各種工藝環(huán)境的仿真 模擬實(shí)際的沖壓過(guò)程 預(yù)測(cè)及修正設(shè)計(jì)模型 工藝參數(shù) CAE技術(shù)解決的問(wèn)題 24 CAE技術(shù)解決的問(wèn)題 Skidmark滑移線(xiàn) Impactmark沖擊線(xiàn) 塌陷 起皺 25 CAE技術(shù)解決的問(wèn)題 材料移動(dòng) 拼焊線(xiàn)的確定 26 CAE分析結(jié)果的影響原因 模擬結(jié)果的影響原因 1 材料參數(shù)是影響模擬結(jié)果的主要原因 材料性質(zhì)的不一致導(dǎo)致分析結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果的不一致 2 模擬用參數(shù)以及潤(rùn)滑條件不同造成的誤差 27 分析結(jié)果評(píng)判標(biāo)準(zhǔn) 所有零件 無(wú)開(kāi)裂 無(wú)起皺 材料變薄率小于20 外板類(lèi)零件 除滿(mǎn)足以上條件外 無(wú)滑移 無(wú)沖擊 無(wú)塌陷等影響外觀質(zhì)量的缺陷 應(yīng)用全工序模擬 預(yù)測(cè)后工序的可行性 通過(guò)更改工藝條件 保證得到合格零件 CAE分析結(jié)果的評(píng)判 28 激光拼焊板技術(shù)是基于成熟的激光焊接技術(shù)發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代加工工藝技術(shù) 是通過(guò)高能量的激光將幾塊不同材質(zhì) 不同厚度 不同涂層的鋼材焊接成一塊整體板 以滿(mǎn)足零部件不同部位對(duì)材料不同性能的要求 拼焊板類(lèi)零件工藝方案制定 29 激光拼焊鋼板因焊縫的存在 使得其成形具有方向性 當(dāng)受力方向平行于焊縫方向時(shí) 其成形性能明顯低于垂直于焊縫方向 因此杯突試驗(yàn)是檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量及拼焊鋼板成形性能的一個(gè)較理想試驗(yàn)項(xiàng)目 焊縫區(qū) 含熱影響區(qū) 寬度一般以小于2mm為宜 可通過(guò)硬度值變化情況對(duì)其進(jìn)行測(cè)定 拼焊板類(lèi)零件工藝方案制定 30 制訂拼焊板類(lèi)零件工藝時(shí) 必須考慮如下要點(diǎn) 1 防反定位 零件在落料時(shí) 工藝必須作出有防反特征點(diǎn) 例如 缺口 圓孔等 防止零件在生產(chǎn)時(shí) 由于料厚的不同而引起模具的損壞 2 對(duì)于有高強(qiáng)度板參與的拼焊類(lèi)零件 為了防止零件回彈且由于回彈不均勻而使零件產(chǎn)生扭曲時(shí) 必須增加斜楔整形工藝 3 為了保證零件不同位置的功能 必須采取有效措施 防止拼焊線(xiàn)位置的偏移 4 對(duì)于不等板厚的激光拼焊板零件而言 保證部件之間的均勻間隙是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的 因此為了防止由于間隙的存在而引起的零件的缺陷 需要在模具結(jié)構(gòu)以及工藝構(gòu)造上加以考慮 拼焊板類(lèi)零件工藝方案制定 31 對(duì)于拼焊鋼板來(lái)說(shuō) 由于板厚和材料的不同 焊縫的偏移有可能導(dǎo)致零件搭接處的間隙改變 另外由于焊縫部位的硬化 成形時(shí)應(yīng)力傳遞受阻 材料延伸率降低 比基板更易于失穩(wěn)開(kāi)裂 因而當(dāng)板料流動(dòng)過(guò)大時(shí) 焊縫處于變形量較大區(qū)域時(shí) 焊縫處易于開(kāi)裂 因此必須有效的控制焊縫的過(guò)度偏移 常用于控制焊縫偏移的有以下幾種方法 1 改變模具壓邊力法2 置拉深筋法3 夾持焊縫法 防止拼焊線(xiàn)偏移的工藝方案 32 左右前縱梁由于角部翻邊過(guò)高36MM 在翻邊時(shí)發(fā)生開(kāi)裂出現(xiàn)