沖壓工藝技術(shù)培訓(xùn)資料

沖壓工藝技術(shù)培訓(xùn)資料第1頁(yè)/共35頁(yè)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第2頁(yè)/共35頁(yè)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….CAE分析模具材料定位方式取料方式..PBPCPD…拉延全工序間隙確定第3頁(yè)/共35頁(yè)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制訂沖壓工藝制訂第4頁(yè)/共35頁(yè)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制訂第5頁(yè)/共35頁(yè)6MP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）第6頁(yè)/共35頁(yè)7沖壓工藝案例零件名稱：左右縱梁材料：SP121BQ料厚：1。2MM第7頁(yè)/共35頁(yè)8沖壓工藝案例PB：拉延PC：修沖PE：修沖PD：整形第8頁(yè)/共35頁(yè)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）第9頁(yè)/共35頁(yè)10零件常見(jiàn)問(wèn)題1、起皺問(wèn)題第10頁(yè)/共35頁(yè)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。起皺原因第11頁(yè)/共35頁(yè)121、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

起皺解決辦法第12頁(yè)/共35頁(yè)13零件開(kāi)裂問(wèn)題第13頁(yè)/共35頁(yè)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。第14頁(yè)/共35頁(yè)151、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)裂解決辦法第15頁(yè)/共35頁(yè)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)變第16頁(yè)/共35頁(yè)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?；貜椊鉀Q辦法第17頁(yè)/共35頁(yè)18表面質(zhì)量問(wèn)題第18頁(yè)/共35頁(yè)19表面質(zhì)量產(chǎn)生原因主要類型：沖擊線、滑移線、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、滑移線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。第19頁(yè)/共35頁(yè)20消除沖擊線，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，可以通過(guò)改變產(chǎn)品形狀（左右對(duì)稱）、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)題解決辦法第20頁(yè)/共35頁(yè)21CAE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

第21頁(yè)/共35頁(yè)22CAE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）第22頁(yè)/共35頁(yè)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)題第23頁(yè)/共35頁(yè)24CAE技術(shù)解決的問(wèn)題Skidmark滑移線Impactmark沖擊線塌陷起皺第24頁(yè)/共35頁(yè)25CAE技術(shù)解決的問(wèn)題材料移動(dòng)拼焊線的確定第25頁(yè)/共35頁(yè)26CAE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。第26頁(yè)/共35頁(yè)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%外板類零件：除滿足以上條件外，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)判第27頁(yè)/共35頁(yè)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，以滿足零部件不同部位對(duì)材料不同性能的要求。

拼焊板類零件工藝方案制定

第28頁(yè)/共35頁(yè)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；拼焊板類零件工藝方案制定

第29頁(yè)/共35頁(yè)30制訂拼焊板類零件工藝時(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。拼焊板類零件工藝方案制定

第30頁(yè)/共35頁(yè)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偏移的工藝方案

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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)。通過(guò)在拉延時(shí)，增加儲(chǔ)存料凸臺(tái)，仍然不能解決問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)沖壓過(guò)程觀察