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      淺析沖壓件翻邊起皺、疊料、開裂的問題所在

      發布時間:2021-05-22 14:49:00

             在汽車車身沖壓件的設計中,兩次翻邊造型是一種非常常見的設計結構,起到增大零件匹配焊接搭接面以及提高零件強度等作用。但實際在沖壓件成形過程中,兩次翻邊結構經常會出現翻邊起皺、翻邊疊料以及翻邊開裂等缺陷,造成制件品質下降。某些汽車車身關鍵部位的沖壓件存在以上問題點時,會造成車身強度降低,甚至危及乘員安全。
            在沖壓件設計中,通常采用的翻邊結構主要有三種:制件普通平板部位邊緣翻邊;制件折彎同時兩面的邊緣并向內翻邊;制件折彎同時兩面的邊緣均并向外翻邊。
      對于折彎并向內的翻邊結構,我們通常采用的成形工藝是先折彎成形,后凸緣面翻邊成形。通常產生的制件缺陷是第二次翻邊導致凸緣面部位產生起皺。
            折彎并向外的翻邊結構,通常有兩種成形方式:一種是拉延后翻邊工藝,采用此種工藝的制件在后翻邊的凸緣面上易出現翻邊起皺缺陷;另一種成形方式是先一次翻邊后再二次折彎成形工藝,采用此種工藝的沖壓在先翻邊的凸緣面上易出現二次折彎部位料邊邊緣開裂缺陷。
            造成沖壓件開裂的原因有很多,但是產生的根源在于開裂部位成形時拉伸程度超過了材料所能承受的強度極限,即成形過程材料流動的拉伸量超過了材料允許的最大拉伸率。
            對用于沖壓生產所用的原材料,不存在材料拉伸。進行折彎或者翻邊成形時,緊貼模具凸模面的材料通常也不存在拉伸,所以對于兩次翻邊的結構,分析翻邊邊緣開裂風險時,只需要考慮翻邊邊緣的材料拉伸量是否超過了所選材料的最大伸長率。要分析沖壓件翻邊邊緣是否開裂,只需要計算分析拉伸量是否超過材料允許的最大拉伸率。
             在實際產品零件設計過程中,凸緣面翻邊角度θ2與零件間的匹配關系相關聯,設計時進行調整的可行性很小。凸緣面翻邊R角R2要求取值盡量小,當R2值減去材料料厚值后約為2~5mm時,基本可滿足翻邊要求;且R2取值越小,可使凸緣面有效匹配面積越大,提高產品匹配質量。
            結合計算公式可知,要減小兩次翻邊時材料的拉伸率δ值,可行的沖壓件設計控制措施是降低凸緣面翻邊部位料邊的長度,即降低h值。以及增大折彎R角,即增大R1值,但增大折彎R角易導致出現沖壓反彈缺陷。
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