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精密儀器

淺析行李箱蓋內(nèi)板起皺原因與改進

制件起皺部位樣圖

起皺缺陷樣圖

奇瑞某車型行李箱蓋內(nèi)板,設(shè)計為單動拉深成形,板料為DC06,板料尺寸為0.8mm×1520mm×1050mm,在沖模調(diào)試過程中,拉深成形時制件兩端處存在起皺缺陷,起皺嚴重易導(dǎo)致制件報廢。

問題分析

1成形工藝分

通過模擬分析可以看出,起皺部位出現(xiàn)在零件高點處旁邊的凹陷位置,此處在凸模下壓到底時才成形。因此在沖壓開始到凸模沖壓到底之前,制件此處的材料處于懸空狀態(tài)。當此處周圍的材料逐步成形時所產(chǎn)生的2個拉應(yīng)力方向不平衡,凹坑處的材料發(fā)生扭轉(zhuǎn),因失穩(wěn)而導(dǎo)致起皺。


2進料分析


拉深制件樣圖


通過現(xiàn)場調(diào)試制件,并對制件成形過程中的進料趨勢進行分析,拉深成形后的制件料邊已完全進入分模線以內(nèi),不能有效控制制件在成形過程中的料流趨勢,板料在成形過程中流入量過快,產(chǎn)生堆積起皺,影響制件成形質(zhì)量。

3成形穩(wěn)定性分析

深拉深制件成形過程中料流波動對比圖


通過對比多個拉深制件的料邊,發(fā)現(xiàn)制件拉深后的料邊存在尺寸差異。制件拉深后料邊波動峰值達到28mm,在解決起皺問題的同時還需解決拉深穩(wěn)定性的問題。


改進措施

1緩解失穩(wěn)起皺

失穩(wěn)起皺是由于成形過程中板料懸空時間長引起的,可通過縮短板料懸空時間進行解決。

結(jié)合成形工藝分析可見,板料成形初期,模具凸、凹模兩側(cè)的工藝臺階使板料在成形初期開始發(fā)生變形,最后材料堆疊產(chǎn)生起皺。


適當降低工藝臺階高

因此需降低制件兩側(cè)工藝臺階高度,減少板料局部懸空扭曲程度。


為降低更改制件形狀可能導(dǎo)致的風險,對制件成形過程進行模擬分析,在不影響制件成形的情況下,降低制件兩端工藝補充臺階能夠緩解起皺趨勢。

2避免堆積起皺

堆積起皺是由于制件成形時,毛坯受待成形制件形狀的影響產(chǎn)生較大位移,形成多料區(qū),在凸、凹模完全貼合時,制件局部表面積料過剩而導(dǎo)致的起皺。


成形時為保證板料流動均勻性,壓料面應(yīng)隨制件形狀設(shè)置,使制件兩側(cè)料流均勻或在相應(yīng)位置增加拉深筋。將圖中1、2 兩端圓筋更改為拉深筋以控制板料流入量,由于3處區(qū)域料邊堆積后會與后序斜楔產(chǎn)生干涉,此處實施避讓不做調(diào)整。

3

提升拉深穩(wěn)定性

制件在成形過程中,板料進入模具凹模時由于受到壓邊圈形狀的控制,不能確保制件是水平擺放,壓料后板料向兩側(cè)竄動,導(dǎo)致制件的壓料穩(wěn)定性差。

為確保制件在拉深過程中的壓料穩(wěn)定性,必須增大板料水平進入凹模的可靠性。


根據(jù)壓邊圈的結(jié)構(gòu)特點,通過更換4處定位進行穩(wěn)定壓料,避免壓料初期板料左右竄動導(dǎo)致壓料不均勻產(chǎn)生的局部堆積起皺。

4增加工藝吸料筋



針對少量的堆積起皺可以采取增加吸料筋的工藝,減少局部積料。在拉深工序件的廢料區(qū)域增加工藝吸料筋,減少局部積料過剩,解決起皺的問題。

5強壓整形

可采取強壓整形進一步提高制件的成形質(zhì)量,先在制件起皺位置對應(yīng)的凹模面上貼2層膠布進行試驗,其主要作用是在凸模和凹模完全合模時減小上下型面的間隙,使其不超過板料厚度,強行將制件上起皺的面壓平。


經(jīng)過驗證,此方法效果明顯,原來容易起皺的面被壓平,但制件表面會有強壓的灰黑色痕跡,經(jīng)涂裝電泳噴漆后可改善,不影響制件成形質(zhì)量。經(jīng)過補焊加高起皺面處的凹模型面并調(diào)試之后,較好地解決了制件的起皺問題。

6優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)



在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計階段,通過在制件起皺部位對應(yīng)的凸模上增加2處活動型芯,對制件起皺部位進行預(yù)壓,以達到控制制件成形的目的。增加活動型芯可使板料放入凹模后較平整,減少板料下塌造成的前期余料過多現(xiàn)象;活動型芯對板料易起皺區(qū)域進行預(yù)壓緊,可減少該區(qū)域板料堆積。


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