Дефекты свободного изгиба высокопрочных плит: Анализ и решения | MachineMFG

Дефекты свободного изгиба высокопрочных плит: Анализ и решения

0
(0)

С развитием технологий облегчения транспортных средств и обеспечения безопасности при столкновениях использование высокопрочных стальных листов в автомобильной промышленности постепенно растет.

В настоящее время высокопрочные листогибочные детали в основном используются в конструктивных элементах автомобильных шасси.

Гибка листового металла можно сделать двумя способами:

(1) Штамповка Гибка

Эта техника гибки требует, чтобы гибочный штамп и листовой материал полностью прилегали друг к другу и соответствовали листовой металл точно.

Из-за высокой стоимости разработки пресс-формы она подходит для деталей из листового металла со сложной структурой.

(2) Гибка на листогибочном прессе

Этот метод исключает необходимость гибочный штамп чтобы соответствовать каждой детали из листового металла в отдельности.

Регулируя процесс гибки и хода листогибочной машины, можно изготовить гибкую форму для гибки, которая будет соответствовать требованиям различных гибочных деталей.

Это экономически выгодно для деталей из листового металла с простыми конструкциями, поскольку стоимость разработки листогибочный пресс плесени мало.

Однако при гибке высокопрочных листов методом свободной гибки на листогибочном прессе эффективность производства снижается из-за различных дефектов, вызванных такими факторами, как характеристики материала, состояние оборудования и процесс гибки параметры.

Это может привести к экономическим потерям.

В этой статье мы проанализируем основные виды дефектов при свободном изгибе листов из высокопрочной стали и предложим соответствующие меры по улучшению и противодействию.

Свободное сгибание

Изгибная трещина

Когда внутренний радиус изгиба (R) уменьшается до определенной степени, чрезмерная деформация может привести к растрескиванию или микротрещинам бокового продольного материала за пределами листового материала на радиусе изгиба, как показано на рис. 1.

На начальном этапе опытного производства высокопрочных гибка стали Чаще всего встречаются дефекты в виде трещин при изгибе, что приводит не только к потере листа, но и мешает нормальному ходу проекта.

Основные факторы, способствующие образованию трещин в высокопрочных гибка стали части можно отнести к следующим аспектам.

Растрескивание по радиусу изгиба деталей из высокопрочной стали

Рис. 1 Растрескивание при радиусе изгиба высокопрочная сталь гибочные детали

Радиус изгиба

Минимальный радиус изгиба, при котором не происходит растрескивания внешнего волокна, является предельным радиусом изгиба.

Минимальный радиус изгиба зависит от нескольких факторов, включая механические свойства материала, направление волокон в пластине, качество поверхности пластины, качество кромок и толщину пластины.

По мере увеличения прочности материала его пластичность уменьшается, что приводит к увеличению минимального радиуса изгиба.

Кроме того, холоднокатаные листы, как правило, обладают анизотропией, причем пластичность вдоль направления волокон выше, чем перпендикулярно ему.

Поэтому, когда линия сгиба перпендикулярно направлению волокон листа, минимальный радиус изгиба меньше.

Чтобы предотвратить появление трещин или микротрещин при изгибе, необходимо заранее точно определить минимальный радиус изгиба листового материала.

Например, радиус изгиба защитной стали BP500 (с предел текучести не менее 1250 МПа) должна быть не менее чем в 4 раза больше толщины материала, а линия сгиба должна быть перпендикулярна направлению волокон листового материала.

Чтобы избежать образования трещин при изгибе, вызванных недостаточным радиусом изгиба, на этапе цифро-аналогового анализа очень важно учитывать соотношение между радиусом изгиба и минимальным радиусом изгиба, а также соотношение между линией изгиба и направлением волокон листового материала.

Метод позиционирования линии сгиба

В процессе гибки важно правильно расположить гибочную линию, чтобы обеспечить точность согнутых деталей.

Традиционно ручные методы позиционирования линий включают ручное или лазерное позиционирование маркировки, позиционирование технологических вырезов и позиционирование блоков станка.

Трещина в технологическом зазоре высокопрочных листогибочных деталей

ФИГ. 2 Трещина в технологическом зазоре высокопрочных листогибочных деталей

При испытании на изгиб листовых материалов BP500, когда используется метод позиционирования технологического надреза, в зазоре позиционирования могут появиться трещины, как показано на рис. 2.

Сайт насечка Обработка изменяет первоначальную гладкую форму кромки материала на острую, что приводит к концентрации напряжения в зазорах. Когда листовой материал сгибается, величина напряжения в зазорах превышает предел прочности, и возникают трещины.

Это подчеркивает высокие требования к качеству поверхности и кромок листов BP500 в процессе гибки. На поверхности не должно быть трещин, царапин, заусенцев и зазубрин на кромке.

Поэтому пластину BP500 нельзя позиционировать для гибки с помощью метода позиционирования с технологическим надрезом.

Для гибки рекомендуется использовать метод позиционирования блока станка с неповрежденным листовым металлом.

Сгибание Springback

Возврат пружины при изгибе относится к ситуации, когда угол изгиба и радиус гнутых деталей отличаются от запланированных значений после снятия с листогибочный пресс оснастка.

На упругость изгибаемых деталей в основном влияют следующие факторы:

  • Механические свойства материала
  • Отношение относительного радиуса изгиба (r/t)
  • Метод сгибания
  • Угол изгиба в центре
  • Форма сгибаемых частей.

Размер springback угол пропорционален пределу текучести и коэффициенту упрочнения материала и обратно пропорционален модулю упругости.

Предел текучести защитной стали ВР500 составляет не менее 1250 МПа, поэтому ее springback тенденция больше, чем у обычных стальных листов.

Основные методы повышения точности гибки деталей:

  • Изменение локальной структуры изгибаемых частей
  • Выбирайте материалы с небольшим пределом текучести и большим модулем упругости
  • Замените свободный изгиб и компенсацию формы правильным изгибом

Улучшение пружинящего изгиба плиты BP500 было достигнуто в основном за счет метода компенсации формы, так как армирующая плита не могла быть добавлена к положение сгибания из-за ограничений по форме изгибаемых деталей.

В таблице 1 приведены результаты экспериментов по изгибу пластин BP500 с радиусом изгиба 20 мм и центральными углами изгиба 90°, 120° и 135°, соответственно.

Таблица 1 Взаимосвязь между изгибом springback угол и центральный угол гиба для плиты BP500

Угол центра сгибаУгол пружины
90°14°
120°18°
135°21°

Как показано в таблице, можно заметить, что с увеличением центрального угла изгиба прочность также увеличивается.

В процессе проектирования гибочного штампа для материала BP500 была сделана компенсация угла отката на 14° (для угла изгиба 90°). оснастка для листогибочных прессов.

Форма была спроектирована с отрицательным углом, чтобы оптимизировать сопротивление изгибу пластины BP500 и повысить точность изгибаемых деталей.

На рисунке 3 показана структура нижней гибочной матрицы до и после компенсации пружинной отдачи.

Структура нижнего гибочного штампа до и после компенсации пружинной спинки

ФИГ. 3 Схема нижнего гибочного штампа

Деформация гнутых секций

В связи с требованиями к моделированию некоторые сгибаемые детали имеют большие отверстия вблизи линии сгиба, как показано на рис. 4(a).

После завершения процесса пробивки отверстий сгибаемые детали деформируются вблизи отверстия, что влияет на установку других деталей.

Для решения этой проблемы был изменен метод выбивания больших отверстий. Часть отверстия выбивалась, а часть соединительной полосы оставалась, как показано на рис. 4(b).

После завершения процесса гибки была обработана оставшаяся часть отверстия.

Этот метод значительно устраняет проблему коробления, повышает плоскостность изгибаемых деталей и обеспечивает правильную установку деталей.

Метод заготовки больших отверстий для гибки деталей

ФИГ. 4 Метод заготовки больших отверстий для гибки деталей

Непоследовательность Угол изгиба

В процессе гибки материала BP500 было обнаружено, что углы гибки левого и правого концов деталей с длинными линиями гибки не совпадают.

Причины такого несоответствия следующие:

  • Когда плунжер листогибочного пресса достигает конечного положения гибки, параллельность между ним и поверхностью стола превышает допуск.
  • Параллельность между установочной поверхностью верхнего штампа и рабочей нижней поверхностью превышает допуск.
  • Степень параллельности между V-образным пазом гибки нижний штамп а нижняя поверхность установки превышает допуск.
  • Толщина сложенной пластины неодинакова на левом и правом концах.

Даже когда нижний гибочный штамп был повернут на 180°, разница в углах между левой и правой сторонами гибочных деталей все еще сохранялась, и значение было изменено.

Дальнейшее исследование показало, что размер круговой дуги на рабочем днище гибочного пуансона был непостоянным, что привело к плохой параллельности между установочной и рабочей поверхностями гибочного пуансона.

Это привело к тому, что углы изгиба слева направо не совпадают.

Благодаря повторной обработке круговой дуги на рабочей поверхности гибочного пуансона плоскостность была улучшена до 0,05 мм/м, а проблема несоответствия углов гиба между левым и правым концами гибочных деталей была решена.

Заключение

В заключение следует отметить, что при изгибе высокопрочной плиты важно определить минимальный радиус изгиба и тенденцию пружинения путем проведения экспериментов.

Исходя из этих выводов, необходимо обеспечить точность листогибочного пресса, точность пресс-формы и равномерность толщины листа.

Дальнейшая оптимизация и настройка технологии гибки на листогибочном прессе, например, оптимизация метода позиционирования, может помочь эффективно уменьшить дефекты при гибке высокопрочных листов и повысить процент прохождения изделий.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх