冲压常见缺陷及措施ppt课件

第一节金属塑性成型件质量检验的目的 金属塑性成型件质量检验 成型件可能产生各种类型的缺陷 可能造成重大安全事故 了解成型件缺陷形成特点及防止措施 优化和控制热力学工艺参数及其他工艺参数改善产品质量和性能 保证成型件的质量满足设计时的各项指标 防止缺陷再次发生 保证下批产品符合设计技术标准 提高产品质量 1 第二节金属塑性成型件缺陷的分类 一 缺陷按表现形式划分 内部缺陷 外部缺陷 性能缺陷 表明裂纹 折叠折迭 缺肉 错插 表面麻坑 表面气泡 桔皮状表面 低倍缺陷 内裂 缩孔 疏松 白点 锻造流纹紊乱 偏析 粗晶 石状断口 异金属夹杂等显微缺陷 脱碳 增碳 带状组织 铸造组织残留和碳化物偏析级别不合格 室温强度 塑性 韧性或疲劳性能等不合格 高温瞬时强度 持久强度 持久塑性 蠕变强度不合格 2 二 按产生缺陷的工序和过程 按工序分 按过程分 原材料生产过程中的缺陷 塑性成型过程中的缺陷 热处理过程中的缺陷 下料阶段产生的缺陷 加热阶段产生的缺陷 塑性成型过程产生的缺陷 冷却过程中产生的缺陷 清理过程中产生的缺陷 3 第三节金属塑性成型件质量检验的内容 一 冲压成型件质量检验的内容 精度检验 一般检验 补充检验 根据冲压图样和技术文件对冲压件进行外观检验和精度检验 采用检验工具 夹具 量检具 来检测冲压件的尺寸 形状 位置精度 硬度 磁性裂纹 荧光探伤 X光探伤 电子探针检验 超声波探伤 4 二 锻造成型件质量检验的内容 表面质量 锻件外形尺寸 内部质量 表明裂纹 折叠折迭 缺肉 错插 表面麻坑 表面气泡 桔皮状表面 内裂 缩孔 疏松 白点 锻造流纹紊乱 偏析 粗晶 石状断口 异金属夹杂 脱碳 增碳 带状组织 铸造组织残留和碳化物偏析级别不合格 力学性能 低倍检验 高倍检验 无损探伤 其他检验项目 锻件的公差 尺寸 形状 精度等 5 锻件质量检验实验方法标准 6 第四节金属塑性成型件质量检验标准及方法 一 冲压成型件质量检验的方法 1 冲压件表面质量检验 有无裂纹 擦伤 皱纹 划痕 起皱 翘起 破裂 凹陷 毛刺过大 塌角过大 扭曲 检验肉眼检查不出的细小裂纹 表面缺陷 只能用于碳钢 工具钢 合金钢等磁性材料 对于非磁性材料 利用紫外线照射经过处理得的冲压件 发出辉光 据此可发现缺陷 目视检验 磁粉检验 荧光检验 7 2 冲压件内部质量检验 超声波通过探头从被检验材料表面进入金属内部遇到缺陷后产生反射波 在荧光屏上形成脉冲波形 根据波形的特征判断缺陷的位置和大小 在扫描电镜下观察冲压件内部 或断口上 组织状态与微观缺陷 用布氏硬度计和洛氏硬度计进行检验 粗略了解冲压件的内部组织 是判断冲压件力学性能的最常用方法 超声波检验 扫描电子显微镜检验 硬度检验 8 3 冲压件精度检验 长度尺寸的检验 厚度检验 高度与直径的检验 角度检验 孔径检验 挠度检验 冲压件平面垂直度检验 圆柱形和圆角半径检验 平面平行度检验 精度检验 9 二 各种冲压成型件质量缺陷形式及检验标准 拉伸件质量缺陷形式 弯曲件质量缺陷形式 伸长类曲面翻边零件质量缺陷形式 压缩类曲面翻边零件质量缺陷形式 盒形拉伸件质量缺陷形式 精冲件质量缺陷形式 冲压成型件质量缺陷形式 10 弯曲件的质量缺陷形式 裂口 凸模弯曲半径过小 毛坯毛刺的一面处于弯曲外侧 板材的塑性较低 下料时毛坯硬化层过大 解决措施 适当增大凸模圆角半径 将毛刺一面处于弯曲的内侧 用经退火或塑性较好的材料弯曲 线与纤维方向垂直或成45 角 底部不平 压弯时板料与凸模底部没有靠紧 解决措施 采用带有压料顶板的模具 在压弯开始时顶板便对毛坯施加足够的压力 翘曲 由于变形区应变状态引起的横向应变 沿弯曲线方向 在中性层外侧是压应变 中性层内侧是拉应变 故横向便形成翘曲 解决措施 采用校正弯曲 增加单位面积压力 根据翘曲量修正凸模与凹模 11 孔不同心 弯曲时毛坯产生了滑动 故引起中心线错移弯曲后的弹复使孔中心倾斜 解决措施 毛坯要准确定位 保证左右弯曲高度一致 设置防止毛坯窜动的定位销或压料顶板减小工件弹复 弯曲线与两孔中心线不平行 弯曲高度小于最小弯曲高度 在最小弯曲高度以下的部分出现张口 解决措施 在设计工件时应保证大于或等于最小弯曲高度 当工件出现小于弯曲高度时 可将小于最小弯曲高度的部分去掉后在弯曲 表面擦伤 金属的微粒附在工作部分的表面上 凹模的圆角半径过小 凸模与凹模间的间隙过小 解决措施 适当增大凹模圆角半径 提高凸模和凹模表面光洁度 采用合理的凸模与凹模的间隙值 清除工作部分表面赃物 12 尺寸偏移 毛坯在向凹模滑动时 两边受到的摩擦阻力不相等 故发生尺寸偏移 以不对称形状压弯件为显著 解决措施 采用压料顶板的模具 毛坯在模具中定位要准确 在有可能的情况下采用对称性弯曲 孔变形 孔边距弯曲线太近 在中性层内侧为压缩变形 而外侧为拉伸变形 故孔发生了变形 解决措施 保证从孔边到弯曲半径r中心的距离大于一定值 在弯曲部位设置辅助孔以减轻弯曲变形应力 弯曲角度变化 塑性弯曲时伴随着弹性变形 当压弯的工件从模具中取出后 便产生了弹性恢复 从而使弯曲角度发生了变化 解决措施 以校正弯曲代替自由弯曲 以预定的弹复角度来修正凸凹模的角度 13 弯曲端鼓起 弯曲时中性层内侧的金属层 纵向被压缩而缩短 宽度方向则伸长 故宽度方向边缘出现突起 厚板小角度弯曲为明显 解决措施 在弯曲部位两端预先做成圆弧切口将毛坯毛刺一边放在弯曲内侧 裂纹或过度变薄 1 拉深系数不合适2 凹模圆角半径及凸模圆角半径的形状与尺寸不符合要求3 冲模表面精加工的不好4 压边力太大或不均匀5 凸 凹模之间间隙太小或不均匀6 上一道工序拉深高度小 解决措施 1 适当加大拉深系数2 适当加大凹模和凸模的圆角半径 并均匀一致3 对模具表面 圆角半径及压料面进行精加工4 调整压边力5 调整间隙6 调整上一道拉深高度 拉伸件的质量缺陷形式 14 法兰皱纹及内部皱纹曲端鼓起 1 压边力小2 凹模圆角半径大3 间隙大 解决措施 1 增加压边力 对悬空部位大的制件可采用拉深筋2 减小凹模圆角半径3 相对厚度在0 3以下时 将间隙减小 制件侧壁纵向划痕和粘结 1 模具侧壁承受过大负荷而划伤2 被加工材料为粘性材料 尤其对镍铬不锈钢在加工中忽视了冲模承受负荷问题 解决措施 注意选择冲模材料推荐使用碳化钨制造冲模并进行精加工 生产批量大时 在适当时间用金刚石粉研磨凹模面 口部形状畸变 拉深后期在凹模圆角弯曲的毛坯 变为拉深件直壁时 由于拉应力小 而未被反弯拉直 解决措施 加大压边力 增设拉深筋 15 伸长类曲面翻边零件的质量缺陷形式 边缘开裂 圆弧部分切向伸长变形过大 解决措施 1 减小相对翻边高度 使之不超过hcr R2 充许情况下 取Rd Rp 侧边起皱 侧边剪切应力引起 解决措施 取较小的凸 凹模间隙 一般取单面间隙z t 底面起皱 底面诱发压应力引起 解决措施 采取底面压边装置 16 压缩类曲面翻边零件的质量缺陷形式 底部两圆角翘起 1 底面压料力不足2 上模回程时 底面压料力没有及时卸除 特别是有两侧压边时 解决措施 1 保证足够的底面压料力2 翻边结束后 上模回程时 及时卸除底面压料力3 加强凹模与坯料间润滑 底面两端凸起 底面压料力不足 解决措施 模具设计时 必须考虑底面压料装置 并保证足够压料力 17 侧边边缘畸变 翻边接近结束时 径向拉应力不足而使坯料侧边边缘的弯曲变形保留下来 解决措施 取较小的凸 凹模间隙及较大的凹模圆角半径 翻边高度不均 侧边的切向压缩变形和高度方向的伸长变形不均匀 解决措施 坯料修正 侧边起皱 切向压应力所致 解决措施 1 选用较小的凸 凹模间隙 可使之等于料厚2 翻边高度较大时 采用带两侧压边的模具结构3 可使凹模曲率半径大于凸模曲率半径 18 盒类拉伸件的质量缺陷形式 在凸模圆角区称拉深破裂 1 拉深深度过大2 断裂部圆角半径过小3 断裂部转角半径过小 解决措施 1 分几道工序进行拉深2 增大断裂部圆角半径rp并增加整形工序 在转角处侧壁上靠近法兰根部称侧壁裂纹 1 拉深深度过大2 法兰根部圆角半径rd过小3 转角半径r过小 解决措施 1 分几道工序进行拉深2 增大rd并增加整形工序 直边侧壁的中间部位称直边侧壁裂纹 1 拉深深度过大2 凹模圆角半径rd过小3 压边力过大4 冲模表面润滑不好 解决措施 1 增大rd并增加整形工序2 适当减小压边力3 使用高粘度油 19 底面变形 圆角变形大 直边变形小 造成转角的底面也产生变形使对角线方向发生翘曲 解决措施 1 四角处进行润滑2 减小圆角部分的压料力3 减小直边部分凹模圆角半径4 用胀形方法加工5 改用低屈服点材料 侧壁松弛 直边材料流入比转角部分材料流入大 由多余材料形成侧壁的松弛 解决措施 1 压紧直边部 2 减弱转角部位压料面的压力 3 采用良好的润滑4 使转角处的凹模圆角半径比直边加大50 左右 5 外移转角处的托杆6 直边部采用拉深筋 侧壁凹陷 圆角部位切向压缩变形大 角部材料有向直边侧壁移动的倾向 硬化严重的材料更易产生侧壁凹陷 解决措施 1 直边部位的压料面上加拉深筋2 增加整形工序 20 精冲件的质量缺陷形式 表面质量差 1 材料不合适2 凹模孔表面粗糙3 润滑不充分4 润滑剂不合适5 凹模圆角半径太小 解决措施 1 球化退火或更换材料2 当凸 凹模间隙允许时研磨凹模孔3 改进润滑结构4 更换润滑剂5 适当增大凹模圆角半径 中间撕裂带 1 压边力太小2 凹模圆角太小或不均匀3 材料不合适4 搭边太小5 压边圈齿形参数不合适6 零件拐角半角太小 解决措施 1 增大压边力2 修正凹模圆角半径3 球化退火或更换材料4 增加送料长度或增加条料宽度5 修正齿形参数或双面压齿6 适当加大拐角齿凹模圆角半径或在该处采用双面压齿 21 剪切终端表层剥落 凸模和凹模的间隙太大 解决措施 减小凸模或凹模的间隙 剪切面呈现不正常锥形 1 凸模圆角半径太大2 凹模弹性变形 解决措施 1 重磨凹模半径 减小圆角半径2 镶拼凹模增加预压量 整体凹模增加预紧套 工件靠凸模侧面有毛边剪切面呈锥形 凸模与凹模的间隙太小 解决措施 增加凸模与凹模的间隙 加工特殊性质的材料时 即使间隙合适也可能出现一定程度的毛边 22 剪切面呈波纹状和锥形凸模侧剪切周边有毛边 1 凹模圆角半径太大2 凸模与凹模间隙太小 解决措施 1 重磨凹模件小圆角半径2 重新加工凸模以增加凸模与凹模的间隙 剪切面带波纹状 剪切终端表层剥落 1 凸模圆角半径太大2 凸模和凹模的间隙太大 解决措施 1 重磨凹模件小圆角半径2 重新制造凸模或凹模件小间隙 工件毛刺过大 1 凸模与凹模间隙太小 2 凸模与凹模间隙合适 凸模刃口以钝3 凸模进入凹模太深 解决措施 1 增加间隙2 重磨凸模3 增加封闭高度 23 一侧剪切终端表层剥落另一侧呈波纹状有毛边 1 凸模和凹模间隙不均2 凸模与压边圈缝隙太大 解决措施 1 调整凸模和凹模间隙2 修正压边圈缝隙 塌角过大 1 凹模圆角太大2 反压力太小3 工件轮廓上拐角的夹角太小 解决措施 1 重磨凹模 减小圆角半径2 增加反压力3 采用双面齿 工件不平中间拱起 1 反压力太小2 凸模表面存油太多 解决措施 1 增加反压力2 V形环上升溢油槽 24 工件沿长度方向弯曲 1 原材料不平2 材料内部有残余应力 解决措施 1 增加校直工序2 消除应力退火 工件扭曲 1 材料内部有应力2 条料轧制纤维方向不合适反压板顶出工件不一致 解决措施 1 消除应力2 更换材料3 检查反压板厚度平行度 以及顶杆长度 25 精冲件质量检验的一般标准 尺寸公差检验的依据和内容 剪切面质量检验标准 剪切面垂直度检验标准 平面度检验标准 塌角和毛刺检验方法 JB Z280 87 剪切面垂直度公差 材料厚度原始平面度工艺的力能参数 粗糙度表面完好度允许撕裂等级 圆角半径和夹角材料厚度和种类模具刃口状态磨损程度及工件轮廓 26 三 锻造成型件质量检验的方法 锻件上角度检验 锻件圆柱形与圆角半径检验 锻件孔径检验 锻件长度尺寸检验 锻件高度与直径检验 锻件厚度检验 1 锻件几何形状和尺寸检验 锻件错位检验 锻件挠度检验 锻件平面垂直度检验 锻件平面平行度 锻件几何形状和尺寸检验 27 2 锻件表面质量检验 有无裂纹 折伤 压伤 斑点 表面过烧 对于磁性材料可以发现细小裂纹及隐藏在表皮下的裂纹 对于非铁磁性材料可以发现细小裂纹 目视检验 磁粉检验 荧光检验 着色渗透探伤验 采用彩色渗透检验表面质量 不受材料磁性还是非磁性的限制 28 2 锻件内部质量检验 利用超声波产生反射波 在荧光屏上形成脉冲波形 根据波形的特征判断缺陷的位置和大小 酸蚀检验 断开检验 硫印检验 普通金相显微镜 透射式电子显微镜 TEM 扫描电子显微镜 SEM 超声波探伤 低倍检验 高倍检验 锻件力学性能检验 进行硬度 拉伸 冲击试验 29