沖壓件模具的選材和質(zhì)量改進(jìn)措施

沖壓件模具的選材要求

一、沖壓件模具的選材條件

結(jié)合沖壓件模具的選材條件，將要求歸納為：

(1)模具制造的精度條件。沖壓件模具，在實(shí)際生產(chǎn)期間，應(yīng)按照后期沖壓產(chǎn)品加工的實(shí)際情況進(jìn)行綜合評價。如沖壓模具后期主要運(yùn)用汽車沖壓生產(chǎn)，則進(jìn)行模具生產(chǎn)時，就應(yīng)以切割靈活、柔韌度好的材料作為產(chǎn)品加工，包括：鋅基合金、低熔點(diǎn)合金等，這一選擇標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了方便加工人員，可以在加工生產(chǎn)期問，對沖壓件模具進(jìn)行模具制造，局部模具精度處理等。

(2)模具適用環(huán)境的確定。模具作為汽車、機(jī)械零件等生產(chǎn)的輔助模型，始終伴隨著實(shí)際生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，為規(guī)避模具實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)模具短暫性損壞的問題，制作選材時，需依據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，正確進(jìn)行模具材料的取舍。若模具應(yīng)用環(huán)境高溫，可以剛結(jié)硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金的材料作為一選擇。若模具后期應(yīng)用于強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)氧化性的環(huán)境，可以高分子材料、硬質(zhì)合金等材料作為一選擇。

二、沖壓件模具的選材類型

當(dāng)前，沖壓件模具生產(chǎn)材料可大致分為：硬質(zhì)合金、剛結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、高分子材料、鋁青銅等，實(shí)現(xiàn)了沖壓件模具形式多樣、材料種類多樣的發(fā)展趨勢。一般來說，沖壓件模具的制造過程，主要經(jīng)過模具工作條件確定、鋼種確定、加工處理三方面。在實(shí)際加工中，為確定沖壓模具生產(chǎn)材料的正確應(yīng)用，就從沖壓件模具生產(chǎn)環(huán)節(jié)的多重要素層面進(jìn)行探究。

沖壓工藝可分為分離工序和成型工序兩大類。分離工序包括落料、沖孔、修邊等，成型工序包括拉伸、彎曲、翻邊等。針對各工序中可能會存在的起皺、開裂、回彈缺陷，提出較為詳細(xì)的防預(yù)措施與解決方案。

一、開裂

開裂缺陷形成的根本原因在于材料在拉伸的過程中，應(yīng)變超過其，較直觀的表現(xiàn)是制件表面產(chǎn)生肉眼可見的裂紋。通常可以將其分為三種類型：一種是由于材料杭拉強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的破裂，斷裂原因一般是由于凸、凹模圓角處局部受力過大造成的；二種是由于材料變形量不足而破裂，如尖點(diǎn)部位的開裂；三種是由于材料內(nèi)有雜質(zhì)引起的裂紋。因此，為了防預(yù)斷裂缺陷，較根本的措施是減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。具體方案如下：(1)選擇正確的坯料尺寸和形狀；(2)調(diào)整拉延筋參數(shù)，防止由于脹力過大引起破裂；(3)增加工藝切口，材料正確流動，變形均勻；(4)改變潤滑條件，減小摩擦力，增大進(jìn)料速度；(5)減小壓邊力或采用可變的壓邊力，以控制進(jìn)料阻力；(6)采用延展性和成形性好的材料，減少裂紋。

二、起皺

起皺缺陷產(chǎn)生的根本原因是由于板料受到擠壓，當(dāng)平面方向的主、次應(yīng)力達(dá)到程度時，厚度方向失穩(wěn)。按照皺紋形成原因不同，可將其分為兩種類型，一種是由于進(jìn)入凹模腔內(nèi)材料過多而形成的材料堆積起皺；二種是由于板料厚度方向失穩(wěn)或拉應(yīng)力不均勻而產(chǎn)生的失穩(wěn)起皺。為了該缺陷，具體的解決思路如下：(1)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度考慮：盡量減小翻邊高度；使造型劇變區(qū)域呈順滑狀態(tài)連接；對于產(chǎn)品易起皺部位可適當(dāng)?shù)卦黾游显煨停?2)從沖壓工藝設(shè)計(jì)方面出發(fā)：增大壓邊力，控制進(jìn)料速度；工藝補(bǔ)充增加圓形或方形拉延筋；在正確范圍內(nèi)增加成形工序；(3)對于沖壓材料的選擇：在達(dá)到產(chǎn)品性能的情況下，對于一些易起皺的零件，應(yīng)選用成形性好的材料。

三、回彈

大部分沖壓制件都會產(chǎn)生回彈缺陷，回彈產(chǎn)生的根本原因可歸納如下，即零件在沖壓變形后，材料由于彈性卻載，導(dǎo)致局部或整體發(fā)生變形。沖壓材料、壓力大小和模具狀態(tài)等都會影響回彈。對于回彈缺陷，解決思路如下。

(1)補(bǔ)償法，即根據(jù)彎曲成形后沖壓件回彈量的大小，預(yù)先在模具上作出等于此工件回彈量的坡度，來補(bǔ)償工件成型后的回彈，該方法中所需補(bǔ)償?shù)幕貜椓看笮≈饕罁?jù)人工經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或CAE數(shù)值模擬分析結(jié)果來確定；

(2)拉彎法：在板料彎曲的同時施加拉力，以此使得板料內(nèi)部的應(yīng)力分布較為均勻，進(jìn)而減少回彈量；

(3)局部加壓法：使變形區(qū)變?yōu)槿蚴軌旱膽?yīng)力狀態(tài)，從根本上改變彈性變形的性質(zhì)；

(4)通過局部加筋及其他增加剛度的方法，以提升沖壓件剛度，減少變形。