沖壓翻邊、翻孔過程中容易出現(xiàn)的缺陷與對(duì)策

沖壓翻邊、翻孔過程中容易出現(xiàn)的缺陷與對(duì)策

Jan 22, 2021

沖壓產(chǎn)品的沖孔翻邊一般主要是為下一步的攻絲或其他工序做準(zhǔn)備。在一般的翻邊翻孔過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)破裂、毛刺、變形等一系列的問題,其實(shí)沖孔翻邊很簡(jiǎn)單,注意這些要點(diǎn)就能翻出漂亮的邊:

(1)沖壓件一次內(nèi)孔翻邊的變形程度不能過大

沖孔翻邊是在預(yù)先沖有孔的毛坯上(有時(shí)也可不預(yù)先打孔),沿孔邊翻成豎立凸緣的沖壓方法??椎姆叄渲鲗?dǎo)強(qiáng)制性的變形是材料沿切線方向產(chǎn)生的拉伸變形,而且越接近口部變形越大,變薄也越大,因此,容易出現(xiàn)孔緣開裂的缺陷。為了防止孔的邊緣拉裂,沖壓件一次內(nèi)孔翻邊的變形程度不能過大。如果翻邊高度較大,可以分多次翻邊。

(2)沖孔翻邊的翻邊系數(shù)不能太小

在沖孔翻邊中,變形程度是以翻邊前的孔徑與翻邊后孔徑的比值,即翻邊系數(shù)K來表示。顯然,K值越大,變形程度越小,K值越小,變形程度越大,翻孔邊緣越可能破裂。翻邊時(shí)孔邊不破裂所能達(dá)到的最大變形程度的足值,稱為許可的極限翻邊系數(shù)。

為了防止邊緣拉裂,孔翻邊的翻邊系數(shù)不能過小,應(yīng)大于極限翻邊系數(shù)。生產(chǎn)實(shí)踐表明,極限翻邊系數(shù)不僅和材料的種類和性能有關(guān),而且與預(yù)制孔的加工性質(zhì)和狀態(tài)(鉆孔或沖孔,有無毛刺),毛坯相對(duì)厚度,以及翻邊凸模的形狀等因素有關(guān)。

最大變形程度( 也稱翻孔系數(shù)K )與多種因素有關(guān),但在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)算中,可用最大延伸率δ近似估算極限翻孔系數(shù),通過預(yù)制孔的變形程度初步判斷是否會(huì)發(fā)生破裂缺陷,公式如下:

由于翻孔過程中(見圖2),材料變形區(qū)主要在切向發(fā)生伸長(zhǎng)變形和厚度變薄,而徑向變形不大,因此可以用簡(jiǎn)單彎曲的方法,按中性層長(zhǎng)度不變的原則近似確定預(yù)制孔直徑,公式如下:

式中,d 是預(yù)制孔直徑,D 是翻孔后豎邊中性層直徑,H 是翻孔后高度,r 是圓角半徑,t 是材料厚度,單位均為mm。

(3)沖孔翻邊的翻邊高度不宜過大

沖孔翻邊高度一般不應(yīng)大于極限值,否則,翻孔邊緣容易開裂。如果沖壓件要求高度大于極限值,就不能一次直接翻邊成形,這時(shí),如果是單個(gè)毛坯的小孔翻邊,應(yīng)采用壁部變薄的翻邊,如自攻螺釘翻孔。如果是大孔的翻邊,則用拉深、沖底孔再翻邊的方法。

翻孔高度是零件的主要性能指標(biāo),由式(1)和式(2)可推導(dǎo)出極限翻孔高度公式:

(4)沖孔翻邊的預(yù)孔不宜有較大的毛刺
沖孔翻邊的預(yù)孔的加工質(zhì)量對(duì)極限翻邊系數(shù)有較大的影響。鉆孔后去毛刺的預(yù)孔,極限翻邊系數(shù)小,對(duì)翻孔成形有利,用沖孔模沖出的預(yù)孔,如若存在毛刺,極限翻邊系數(shù)大,對(duì)翻孔不利。這時(shí),如果要求的翻邊系數(shù)小,極容易導(dǎo)致翻孔開裂,采取將帶毛刺的一側(cè)朝上,再進(jìn)行翻孔可減輕翻孔開裂的現(xiàn)象。

(5)沖孔翻邊凸模的圓角半徑不宜過小
對(duì)于有預(yù)制孔的翻邊,翻孔凸模圓角半徑盡量取得大些,最好做成球形或拋物線形。這樣,翻孔力較小,翻孔質(zhì)量也好。

(6)孔翻邊的凸模和凹模間隙不宜過大
為了避免或減小收縮,孔翻邊凸、凹模間隙不宜取得過大。若模具間隙過大,材料在翻邊時(shí)沒有靠攏凹模,產(chǎn)生較大收縮,還可能產(chǎn)生殘留彎曲變形,影響制件的翻邊質(zhì)量。

(7)翻孔時(shí),豎邊口部厚度的變薄不能忽視
翻孔時(shí),變形區(qū)基本上限制在凹模圓角以內(nèi),變形區(qū)材料在單向或雙向拉應(yīng)力作用下,切向伸長(zhǎng)變形大于徑向壓縮變形,導(dǎo)致材料厚度減薄。翻孔豎邊口部的變薄最大,當(dāng)此厚度減薄過大,材料伸長(zhǎng)超過材料的極限延伸率時(shí),就發(fā)生所謂的p破裂(因伸長(zhǎng)過大,材料塑性不足引起的開裂稱力肛破裂;因成形力過大,材料強(qiáng)度不足而引起的開裂稱為a破裂)。沖孔翻邊時(shí),翻邊系數(shù)K值越小,變形程度越大,豎邊口部厚度減薄越大,越容易發(fā)生破裂,故翻孔時(shí),豎邊口部厚度的變薄不能忽視。

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