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汽车冲压件质量分析

汽车车身外形由许多轮廓尺寸较大且具有空间曲面形状的覆盖件焊接而成,覆盖件表面质量的好坏将直接影响车身质量。因此对覆盖件的尺寸精度和表面质量有较高要求。

  汽车车身外形由许多轮廓尺寸较大且具有空间曲面形状的覆盖件焊接而成,覆盖件表面质量的好坏将直接影响车身质量。因此对覆盖件的尺寸精度和表面质量有较高要求。车身覆盖件要求表面平滑、棱线清晰,不允许有皱纹、划伤、拉毛等表面缺陷,同时   具有足够的刚性和尺寸稳定性。
  在覆盖件的冲压生产过程中经常发生表面质量缺陷,其实质是覆盖件外表面的表面粗糙度、曲面形状及尺寸精度不良的反映。覆盖件常见的质量缺陷包括压痕、麻点、磕碰、划伤、起皱、开裂、回弹、棱线不清晰、刚度不足等。
  压痕、麻点、磕碰、划伤是车身覆盖件中   易发生的表面质量缺陷。压痕、麻点是因为模具表面有缺陷以及模具的压料面或毛坯表面不清洁,存在沙土颗粒或其他异物,在冲压过程中形成覆盖件表面的非正常痕迹,经油石打磨表面后反映出亮点、亮痕等;磕碰、划伤的产生则可能发生在从冲压的每一个环节,特别是容易发生在这些环节的人工操作过程中。从概率上讲,工艺流程中零件周转次数越多发生磕碰划伤的机会就越多。另外,覆盖件材料的选用对覆盖件的质量也起着重要作用。在冷冲压中,需要从保证产品质量、提高材料利用率、降低产品成本等多方面出发,合理选用冲压件材料。材料表面不允许有磕碰伤、桔皮和灰尘。在定购卷料时要有良好的包装、严格的储存条件和入口检验,在运输和起吊时应采用专用工具。如果条件允许,冲压前   好把开卷、校平、剪切、清洗和冲压等工序在同一条线上完成,这样既能保证材料的   和高清洁度,又能避免材料转运存放中造成的滞留脏点。
  拉伸件产生凸缘起皱和侧壁起皱主要是由于拉伸时板料受压缩变形而引起的,通常采用提高板内径向拉应力来消除皱纹,可通过增加拉伸筋、减小凹模圆角半径、调整压料面的间隙和拉伸间隙来
增大压边力,避免起皱的发生。
  对有内部局部成形的汽车冲压件,由于变形为双向伸长变形,若外部材料不能向内部补充,塑性变形量过大时就会产生破裂。其根本原因在于拉伸变形力大于侧壁开裂处材料的实际有效抗拉强度。克服破裂的调整方法如下:
  (1) 克服边缘破裂的方法:改善坯料边缘状态,利用冲裁的方法下料制坯,从而保证坯料边缘断面的质量;对于内凹翻边坯料尺寸的确定,采用适当加大材料尺寸等方法。毛坯尺寸太大或形状不当,板料质量以及冲压时润滑不好也会使零件拉裂,对此应改变毛坯尺寸或形状,调整冲压工艺。
  (2) 克服剪切破裂的方法:将凸、凹模间隙调整均匀,适当加大凸、凹模圆角,增加拉深工序或整形工序,控制各处材料进入凹模的阻力尽量趋于均匀一致。
  (3) 克服胀形破裂的方法:减小变形程度,扩大变形范围;在连接部位开工艺切口或工艺孔减小径向拉应力;采用多道成形工序。
  (4) 克服拉伸破裂的方法:减小凸缘变形区的变形阻力;加大凸、凹模圆角半径;调整凸模与凹模的相对位置。增加拉深工序数,增加整形工序;适当调整压边力。在不影响使用功能的情况下,适当减小局部成形深度,增大转角,在允许的情况下,增加工艺切口或工艺孔,以增加局部形状内部材料的流动,减小变形区的塑性变形量等。另外,拉伸温度和润滑状态对成形质量也有影响。如果温度较低,板料成形性能较差,不利于拉出理想的拉伸件。在拉伸过程中,金属材料与模具的表面直接接触,相互作用力很大,使材料在凹模表面滑动时产生根大的摩擦力,增加了拉伸所需的压力和材料内的拉应力,这也是工件破裂的原因之一。造成零件开裂的原因很多,在调整时应仔细检查开裂状况、产生的部位,确定产生开裂的拉伸行程位置,根据具体情况分析判断产生开裂的原因,从而制定出解决开裂的具体方案。
  产生回弹的主要原因是因工艺方法不当和模具结构不合理引起零件变形区的材料塑性变形不足。克服回弹,可通过采用合理的工艺方法来改善板材在成形过程中的应力状态,还可通过选用合理的回弹角、回弹半径、模具间隙等模具工艺参数解决。
  棱线不清晰主要是因为模具形状、尺寸精度差,模具未压到底,工件定位不准确等原因造成,而拉毛主要是因为凹模圆角处状态不好以及润滑不良或模具硬度不够等原因造成。车身覆盖件有   刚度要求,若刚度不足,汽车在行驶过程中就会产生共振现象,造成很大噪音,并会使覆盖件过早损坏。在覆盖件形状、结构尺寸都不变的情况下,汽车覆盖件在冲压成形过程中的塑性变形越大,其刚性越好。一般情况,汽车覆盖件毛坯的塑性变形应大于2 %。克服刚度不足的主要对策有:在产品设计时,应设计有美感的装饰条、装饰筋等;在拉伸件设计时,适当增加拉伸件的深度,或采用工艺补充,使拉伸件深度增加;在模具设计时,运用拉伸筋、拉伸槛等;冲压加工时,增加压边力等。这些措施都有利于增加毛坯的塑性变形,提高冲压件的刚性。

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