板料成形是通过模具对板料施加的压力,使板料产生永久性的塑性变形,以形成所需要的产品形状,从而获得质量轻、表面光滑、造型美观的冲压件的过程。在板料成形过程中,影响成形质量的因素是很多的,下面我们就来了解一下,有哪些需要注意的地方。
板料变形的分类及影响因素
金属受到外力作用会发生变形,变形的种类有两种,分别为弹性变形和塑性变形。弹性变形是可逆的,当外力撤掉以后,变形体就会恢复到原来的形状。塑性变形是不可逆的,一旦发生,除非施加反向作用力,否则变形体不会还原。
塑性变形也分为多种不同方式,在结晶温度以下发生的塑性变形有晶内滑移和孪动、位错等;在结晶温度以上发生的塑性变形有晶间滑移、多晶体扩散和相变变形等。材料发生塑性变形以后,如果变形体内部各部分的变形程度不一致,相互之间就会产生彼此牵制和自相平衡的负应力。
对变形质量的影响因素包括材料的成分和组织、变形温度、变形速度、变形体内部的应力状态以及摩擦与润滑作用等。而模具变形的影响相对较小,因为通常情况下,模具的刚性都要远远高于板料的刚性,相对于板料来说,模具的变形量可以忽略不计。
板料成形计算机仿真应考虑的问题
在对板料成形过程进行计算机模拟的时候,需要考虑以下几个问题:
一是板料在大位移、大转动和大应力变形条件下,关于弹性变形以及塑性变形的描述和计算;二是关于板料与模具之间产生法向接触力的计算;第三是关于在板料与模具的接触面之间,产生摩擦力的描述和计算;第四是关于模具的几何描述与运动的计算;第五是关于压力机加载过程的描述和模拟。
板料成形工艺和主要问题
板料成形工艺涵盖了从设计到准备再到实施及质量维护的一些列过程,主要包括冲压工艺设计、模具设计、冲压设备的选择和成形缺陷预测与消除等环节。其中,冲压工艺设计又包括毛坯尺寸计算和分步成形计算等方面。
常见的,比较简单的板料成形加工有圆筒件的拉伸、凸缘圆筒件的拉伸、盒形件的拉伸、局部成型、弯曲成型、翻边成型和胀型等。在这些加工过程中,可以用一些现成的经验公式和类似零件作为参考。但是对于复杂的板料成形加工,由于其各个部位连在一起,相互之间会产生牵联和制约,所以对变形也会造成影响。因此,复杂的板料成形加工,不可以将变形性质不同的各个部分孤立地看待,一定要全面考虑不同部位之间的相互影响,这样才不会发生失误,造成加工缺陷。
板料成形中需要注意的主要问题还包括对起皱、拉裂、回弹等缺陷的预防,对压边力的确定,对模具磨损的影响,还有对润滑方案的确定,成形力的确定和毛坯尺寸的确定以及压延筋布置等。
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