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　一、沖裁件的常見缺陷及原因分析

 

　　沖裁是利用模具使板料分離的沖壓工序。

 

　　沖裁件常見缺陷有：毛刺、制件表面翹曲、尺寸超差。

 

　　1、毛刺

 

　　在板料沖裁中，產(chǎn)生不同程度的毛刺，一般來講是很難避免的，但是提高制件的工藝性,改善沖壓條件，就能減小毛刺。

 

　　產(chǎn)生毛刺的原因主要有以下幾方面：

 

　　1.1 間隙

 

　　沖裁間隙過大、過小或不均勻均可產(chǎn)生毛刺。影響間隙過大、過小或不均勻的有如下因素：

 

　　a. 模具制造誤差-沖模零件加工不符合圖紙、底板平行度不好等;

 

　　b. 模具裝配誤差-導(dǎo)向部分間隙大、凸凹模裝配不同心等;

 

　　c. 壓力機精度差—如壓力機導(dǎo)軌間隙過大，滑塊底面與工作臺表面的平行度不好，或是滑塊行程與壓力機臺面的垂直度不好，工作臺剛性差，在沖裁時產(chǎn)生撓度，均能引起間隙的變化;

 

　　d. 安裝誤差—如沖模上下底板表面在安裝時未擦干凈或?qū)Υ笮蜎_模上模的緊固方法不當(dāng)，沖模上下模安裝不同心(尤其是無導(dǎo)柱模)而引起工作部分傾斜;

 

　　e. 沖模結(jié)構(gòu)不合理-沖模及工作部分剛度不夠，沖裁力不平衡等;

 

　　d. 鋼板的瓢曲度大-鋼板不平。

 

　　1.2 刀口鈍

 

　　刃口磨損變鈍或啃傷均能產(chǎn)生毛刺。

 

　　影響刃口變鈍的因素有：

 

　　a.模具凸、凹模的材質(zhì)及其表面處理狀態(tài)不良，耐磨性差;

 

　　b.沖模結(jié)構(gòu)不良，剛性差，造成啃傷;

 

　　c. 操作時不及時潤滑，磨損快;

 

　　d.沒有及時磨鋒刃口。

 

　　1.3 沖裁狀態(tài)不當(dāng)

 

　　如毛坯(包括中間制件)與凸?；虬寄＝佑|不好，在定位相對高度不當(dāng)?shù)男捱厸_孔時，也會由于制件高度低于定位相對高度，在沖裁過程中制件形狀與刃口形狀不服帖而產(chǎn)生毛刺。

 

　　1.4 模具結(jié)構(gòu)不當(dāng)。

 

　　1.5 材料不符工藝規(guī)定

 

　　材料厚度嚴(yán)重超差或用錯料(如鋼號不對)引起相對間隙不合理而使制件產(chǎn)生毛刺。

 

　　1.6 制件的工藝性差

 

　　形狀復(fù)雜有凸出或凹入的尖角均易因磨損過快而產(chǎn)生毛刺。

 

　　毛刺的產(chǎn)生，不僅使沖裁以后的變形工序由于產(chǎn)生應(yīng)力集中而容易開裂，同時也給后續(xù)工序毛坯的分層帶來困難。大的毛刺容易把手劃傷;焊接時兩張鋼板接合不好，易焊穿，焊不牢;鉚接時則易產(chǎn)生鉚接間隙或引起鉚裂。因此，出現(xiàn)允許范圍以外的毛刺是極其有害的。對已經(jīng)產(chǎn)生的毛刺可用銼削、滾光、電解、化學(xué)處理等方法來消除。

 

　　2、制件翹曲不平

 

　　材料在與凸模、凹模接觸的瞬間首先要拉伸彎曲，然后剪斷、撕裂。由于拉深、彎曲、橫向擠壓各種力的作用,使制件展料出現(xiàn)波浪形狀,制件因而產(chǎn)生翹曲。

 

　　制件翹曲產(chǎn)生的原因有以下幾個方面:

 

　　2.1 沖裁間隙大

 

　　間隙過大,則在沖裁過程中,制件的拉伸、彎曲力大，易產(chǎn)生翹曲。改善的辦法可在沖裁時用凸模和壓料板緊緊地壓住，以及保持鋒利的刃口，都能受到良好的效果。

 

　　2.2 凹模洞口有反錐

 

　　制件在通過尺寸小的部位時，外周就要向中心壓縮，從而產(chǎn)生彎曲。

 

　　2.3 制件結(jié)構(gòu)形狀產(chǎn)生的翹曲

 

　　制件形狀復(fù)雜時，制件周圍的剪切力就不均勻，因此產(chǎn)生了由周圍向中心的力，使制件出現(xiàn)翹曲。解決的辦法就是增大壓料力。

 

　　2.4 材料內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生的翹曲

 

　　材料在軋制卷繞時產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，在沖裁后移到表面，制件將出現(xiàn)翹曲。解決的方法時開卷時通過矯平機矯平。

 

　　2.5 由于油、空氣和接觸不良產(chǎn)生的翹曲

 

　　在沖模和制件、制件和制件之間有油、空氣等壓迫制件時，制件將產(chǎn)生翹曲，特別是薄料、軟材料更易產(chǎn)生。但如均勻的涂油、設(shè)置排氣孔，可以消除翹曲現(xiàn)象。制件和沖模之間表面有雜物也易在、使制件產(chǎn)生翹曲。

 

　　沖裁時接觸面不良也會產(chǎn)生翹曲。

 

　　3、尺寸精度超差

 

　　3.1 模具刃口尺寸制造超差

 

　　3.2 沖裁過程中的回彈、上道工序的制件形狀與下道工序模具工作部分的支承面形狀不一致，使制件在沖裁過程中發(fā)生變形，沖裁完畢后產(chǎn)生彈性回復(fù)，因而影響尺寸精度。

 

　　3.3 板形不好。

 

　　3.4 多工序的制件由于上道工序調(diào)整不當(dāng)或圓角磨損，破壞了變形時體積均等的原則，引起了沖裁后尺寸的變化。

 

　　3.5 由于操作時定位不好，或者定位機構(gòu)設(shè)計得不好，沖裁過程中毛坯發(fā)生了竄動。或者由于剪切件的缺陷(棱形度、缺邊等)而引起定位的不準(zhǔn)，均能引起尺寸超差。

 

　　3.6 沖裁順序不對。

 

　　二、彎曲件的常見缺陷及原因分析

 

　　彎曲件常見缺陷有：形狀與尺寸不符、彎裂、表面擦傷、撓度和扭曲等。

 

　　1、形狀與尺寸不符

 

　　主要原因是會彈和定位不當(dāng)所致。解決的辦法除采取措施以減少回彈外，提高毛坯定位的可靠性也是很重要的，通常采用以下兩種措施;

 

　　1.1 壓緊毛坯

 

　　采用氣墊、橡皮或彈簧產(chǎn)生壓緊力，在彎曲開始前就把板料壓緊。為達到此目的，壓料板或壓料桿的頂出高度應(yīng)做得比凹模平面稍高一些。

 

　　1.2 可靠的定位方法

 

　　毛坯的定位形式主要有以外形為基準(zhǔn)和以孔為基準(zhǔn)兩種。外形定位操作方便，但定位準(zhǔn)確性較差?？锥ㄎ环绞讲僮鞑淮蠓奖悖褂梅秶^窄，但定位準(zhǔn)確可靠。在特定的條件下，有時用外形初定位，大致使毛坯控制在一定范圍內(nèi)，更后以孔位更后定位，吸取兩者的優(yōu)點，使之定位即準(zhǔn)確又操作方便。

 

　　2.彎曲裂紋

 

　　影響裂紋產(chǎn)生的因素是多方面的，主要有以下幾個方面：

 

　　2.1 材料塑性差。

 

　　2.2彎曲線與板料軋紋方向夾角不符合規(guī)定：排樣時，單向V形彎曲時，彎曲線應(yīng)垂直于軋紋方向;雙向彎曲時，彎曲線與軋紋方向更好成45度。

 

　　2.3彎曲半徑過小。

 

　　2.4 毛坯剪切和沖裁斷面質(zhì)量差——毛刺、裂紋。

 

　　2.5 凸凹模圓角半徑磨損或間隙過小——進料阻力增大。

 

　　2.6 潤滑不夠——摩擦力較大

 

　　2.7 料厚尺寸嚴(yán)重超差——進料困難

 

　　2.8 酸洗質(zhì)量差

 

　　3、表面擦(拉)傷

 

　　表面擦傷的主要原因是模具工作部分選材不當(dāng)，熱處理硬度低，凹模圓角磨損、光潔度差，彎曲毛坯表面質(zhì)量差(有銹、結(jié)疤等)，材料厚度超差，工藝方案選擇不合理，缺少潤滑等。

 

　　三、大型曲面拉深件的常見缺陷及原因分析

 

　　1、大型曲面制件的拉深特點

 

　　1.1 變形特點

 

　　大型曲面制件的變形特點是：周邊為拉深，內(nèi)部則有脹形成分。表面形狀是靠壓料面外部材料來補充，而內(nèi)部則靠材料延伸來滿足脹形的要求。同時由于拉深深度不一，形狀復(fù)雜，變形部分周邊分布不均。因此，控制材料的流向及流速極為重要。大型曲面制件的局部既易起皺，又易開裂。

 

　　1.2 要有足夠穩(wěn)定的壓邊力

 

　　大型曲面制件不僅要求一定的拉深力，而且要求在其拉深過程中具有足夠的穩(wěn)定的壓邊力。此類制件往往是輪廓尺寸較大，深度較深的空間曲面，所以需用變形力和壓邊力都較大。在普通帶氣墊的單動壓力機上，壓邊力只有名義噸位的1/6左右，而且壓邊力也不穩(wěn)定，難以滿足此類制件的工藝要求，因此在大量生產(chǎn)中，此類制件的拉深均在雙動壓力機上進行。雙動壓力機具有拉深和壓邊的兩個滑塊，即內(nèi)滑塊和外滑塊，壓邊力可達到總拉深力的40%-50%以上，能滿足制件周邊變形分布不均的要求，且壓邊力穩(wěn)定，易得到剛度較好的拉深件。

 

　　1.3 拉深件必須有足夠的剛度

 

　　此類制件大多是作為機械的外殼，要求有足夠的剛度(使用中不會發(fā)生顫抖和噪音)和尺寸穩(wěn)定性(保證焊接、裝配質(zhì)量)。這就要求在拉深過程中使材料各部位受到均勻的拉應(yīng)力(更理想的是雙向拉應(yīng)力狀態(tài))，且使拉應(yīng)力超過屈服極限，而低于強度極限，使制件的彈性回復(fù)減少到更低限度，使形狀不致于產(chǎn)生畸變，同時也不致于破裂。

 

　　2、常見缺陷及原因分析

 

　　大型曲面拉深件常見的缺陷有：裂紋和破裂、皺紋和折紋、棱線不清、剛度差、表面劃痕、表面粗糙和滑移線等。

 

　　2.1 裂紋和破裂

 

　　裂紋和破裂產(chǎn)生的原因主要是由于局部毛坯受到的拉應(yīng)力超過了強度極限所致。具體影響的原因有：

 

　　2.1.1材料的沖壓性能不符合工藝要求。

 

　　2.1.2板料厚度超差-當(dāng)板料厚度超過上偏差時，局部間隙小的區(qū)域進料時卡死，沖壓變形困難，材料不易通過該處凹模內(nèi)而被拉斷。當(dāng)板料厚度超過下偏差時，材料變薄了，橫剖面單位面積上的壓應(yīng)力增大，或者由于材料變薄，阻力減小，流入凹模內(nèi)的板料過多而先形成皺紋，這時，材料不易流動而被拉裂。

 

　　2.1.3材料表面質(zhì)量差-劃痕引起應(yīng)力集中、銹蝕增大后阻力。

 

　　2.1.4壓料面的進料阻力過大-毛坯外形大、壓料筋槽間隙小、凹模圓角半徑過小、外滑塊調(diào)的過深、拉深筋過高、壓料面和凹模圓角半徑光潔度差。

 

　　2.1.5局部拉深量太大，拉深變形超過了材料變形極限。

 

　　2.1.6在操作中，把毛坯放偏，造成一邊壓料過大，一邊壓料過小。過大的一邊則進料困難，造成開裂;過小的一邊，進料過多，易起皺，皺后進料困難，引起破裂。

 

　　2.1.7不按工藝規(guī)定涂潤滑劑，后阻力增大，造成進料困難而開裂。

 

　　2.1.8沖模安裝不當(dāng)或壓力機精度差，引起間隙偏斜，造成進料阻力不均。

 

　　2.2 皺紋和折紋

 

　　皺紋產(chǎn)生的原因主要因為局部毛坯受壓引起失穩(wěn)和材料流向不均引起局部材料堆積而產(chǎn)生皺紋。具體有下面幾個方面：

 

　　2.2.1制件的沖壓工藝性差，沖壓方向和壓料面形狀確定不當(dāng)，很難控制材料的流動速度，引起皺紋。

 

　　2.2.2壓料面的進料阻力太小，進料過多而起皺。這時可調(diào)節(jié)外滑塊壓力或改變拉深毛坯局部形狀，增加壓料面積來消除，或局部增加拉深筋來增大進料阻力。

 

　　2.2.3壓料面接觸不好，嚴(yán)重時形成里松外緊。材料通過外緊區(qū)域后壓料圈就失去壓料作用，造成進料過多，產(chǎn)生皺紋。這時要重新研磨壓料面，保證全面接觸，允許稍有里緊外松。

 

　　2.2.4涂油潤滑過多。

 

　　2.2.5外滑塊調(diào)整不當(dāng)，造成傾斜，使各處壓料面壓力不均，松的地方易起皺。

 

　　2.3 棱線不清

 

　　制件從外表觀察，要求棱線清晰。如果壓力機的壓力不夠，則在拉深成形中，在材料變形過程終止時，得不到足夠墩死的壓力，則棱線不清。另外，沖模的導(dǎo)向不好，工作部分間隙不均勻，或凸模及凹模安裝不正確(傾斜)，壓機的平行度不好也能引起棱線不清。

 

　　2.4 剛性差

 

　　形成剛性差的主要原因除制件工藝性不好外，主要的則是壓料面的進料阻力太小，材料塑性變形不夠引起的。此時可考慮增加拉深筋或?qū)A式拉深筋改為坎式拉深筋，以增大進料阻力。這也是單動壓力機拉深出來的制件的剛度比雙動壓力機拉深出來的制件差的原因。

 

　　2.5 表面劃痕(拉傷)

 

　　表面劃痕通常有如下原因造成：凹模圓角部分光潔度不夠，這樣在拉深過程中材料被劃傷，并有可能使材料粘附在凹模上，而形成劃痕;由于臟物落入凹模中或拉深油不干凈，也會劃傷制件表面;如果壓料面是由鑲塊組成的，則由于鑲塊結(jié)合不好，也會造成劃痕;由于工藝補充部分過小，通過凹?？诘膭澓蹧]有被切去。

 

　　2.6 表面粗糙和滑移線

 

　　表面粗糙的缺陷是材料本身晶粒度過大引起的。