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大連模具加工
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產生大連沖壓件破裂的原因有哪些?

發布日期:2024-12-11 00:00:00 作者: 點擊:

大連沖壓件作為一種常見的工業制造零件加工工藝,在工業生產中有著廣泛的應用。它具有加工精度高、生產效率高、適用性廣、生產成本低等優點,為工業生產提供了便利和效益。隨著科技的發展和工藝的不斷創新,沖壓件加工工藝將會更加智能化、高效化,為工業制造產業的發展帶來新的機遇和挑戰。


沖壓件廣泛應用于電子、家電、航空航天等行業。在電子領域,手機、平板電腦、筆記本電腦等產品中的金屬外殼、按鍵等部件都是通過沖壓工藝制造而成的。在家電領域,洗衣機、冰箱、空調等產品中的外殼、面板等部件也是通過沖壓工藝制造而成的。在航空航天領域,飛機、火箭等飛行器的結構部件也是通過沖壓工藝制造而成的。


產生大連沖壓件破裂的原因有哪些?


一、材料因素


材料性能不佳


延展性差:材料的延展性是其在拉伸過程中能夠發生塑性變形而不破裂的能力。如果材料的延展性不足,如某些高強度合金鋼,在沖壓時特別是拉伸工序中,很容易因無法承受較大的拉伸變形而破裂。例如,在生產汽車零部件中的一些深拉伸件,如汽車油箱,如果選用的鋼材延展性不好,當拉伸深度較大時,材料局部就會因為拉應力過大而破裂。


各向異性明顯:有些材料在不同方向上的力學性能差異較大,這種各向異性會導致在沖壓過程中材料的變形不均勻。例如,在軋制過程中形成的板材,由于軋制方向和垂直軋制方向的晶粒結構不同,其強度和延展性也不同。當沖壓方向與材料性能較弱的方向一致時,就容易出現破裂現象。


材料質量問題:材料本身存在缺陷,如內部夾雜、氣孔等。這些缺陷會成為應力集中點,在沖壓過程中,當應力傳遞到這些部位時,由于材料的連續性被破壞,就容易產生裂紋并擴展,終導致沖壓件破裂。例如,在鑄造鋁合金板材用于沖壓加工時,如果板材內部存在氣孔,在彎曲或拉伸時,氣孔周圍的應力集中會使材料在該部位破裂。


材料厚度不合適


材料過薄:當材料厚度過薄時,其抵抗變形的能力較弱。在沖壓過程中,特別是在承受較大的拉應力或彎曲應力時,材料容易因強度不足而破裂。例如,在生產一些薄壁的電子產品外殼沖壓件時,如果材料厚度低于設計要求,在進行拉伸或復雜形狀的成型時,很可能會出現破裂。


二、模具因素


模具結構設計不合理


圓角半徑過小:在模具的拉伸、彎曲等成型部位,圓角半徑設計得太小會導致材料在該區域的應力集中過大。例如,在拉伸模具中,當拉伸圓角半徑過小,材料在經過該圓角時,由于變形急劇變化,局部拉應力會急劇增加,超過材料的限制強度,從而引起破裂。


模具間隙不當:沖裁模具的凸模和凹模之間的間隙對沖壓件的質量有很大影響。如果間隙過小,材料在沖裁過程中受到的擠壓力和摩擦力增大,容易使材料產生撕裂;如果間隙過大,材料在沖裁時容易產生毛刺,并且在后續的成型工序中,由于毛刺的存在也可能導致破裂。例如,在沖孔加工后,如果毛刺較大,在后續的彎曲工序中,毛刺處可能會因應力集中而導致材料破裂。


模具的深度或形狀不合理:對于拉伸模具,拉伸深度過大或形狀過于復雜,超出了材料的成型限制,就會導致材料破裂。例如,在一次拉伸過程中,如果試圖將平板材料拉伸成深度過大的空心件,材料在底部和側壁的變形程度過大,就容易出現破裂。


模具表面質量差


表面粗糙度高:模具表面粗糙會使材料在沖壓過程中受到的摩擦力增大。在拉伸和彎曲等工序中,過大的摩擦力會阻礙材料的正常流動,導致局部應力過大,從而引起破裂。例如,在拉伸一個金屬薄片時,如果模具表面粗糙度高,材料與模具表面之間的摩擦力會使材料在拉伸過程中各部分的變形不均勻,容易在局部產生過大的拉應力而破裂。


存在損傷或缺陷:模具表面的損傷,如劃痕、凹坑等,會成為應力集中源。當材料經過這些有損傷的部位時,應力會在這些地方集中,引發破裂。例如,在模具的工作表面有一道較深的劃痕,在沖壓過程中,材料在劃痕處的應力集中可能會導致材料破裂。


三、沖壓工藝因素


壓邊力過大


在拉伸工藝中,壓邊力的作用是防止材料在拉伸過程中起皺。但是,如果壓邊力過大,會過度限制材料的流動,使材料在拉伸時受到的拉應力增大。例如,在生產圓筒形拉伸件時,過大的壓邊力會使材料在從平板拉伸成圓筒的過程中,無法順利地向模具型腔流動,導致材料在邊緣或底部因拉應力過大而破裂。


沖壓速度過快


當沖壓速度過快時,材料受到的沖擊力增大,來不及進行均勻的塑性變形。這種瞬間的過大沖擊力會使材料內部產生的應力來不及釋放,容易導致材料破裂。例如,在高速沖床上進行沖裁或拉伸操作時,如果速度設置過高,材料可能會因為無法承受瞬間的高應力而破裂。


潤滑不良


沖壓過程中的潤滑是為了減小材料與模具之間的摩擦力。如果潤滑不良,摩擦力增大,會導致材料在沖壓過程中受到的應力增大。例如,在沒有足夠潤滑劑的情況下進行彎曲或拉伸操作,材料與模具之間的摩擦會阻礙材料的正常變形,使局部應力集中,從而可能引起材料破裂。


沖壓件是一種工程零部件,通常由金屬材料制成,通過沖壓工藝而成。沖壓工藝是一種將板材、帶材或線材等金屬材料置于壓力機的模具中,在一次沖擊或多次沖擊下,使其產生塑性變形,并終形成所需形狀的工藝。


沖壓件的加工工藝主要包括沖裁、沖孔、成形、彎曲等工序。沖裁是將金屬板材按照設計要求的形狀和尺寸裁剪成所需的工件,通常使用沖裁模具進行加工。其次,沖孔是在金屬板材上沖出所需的孔洞,一般采用沖孔模具完成。然后,成形是將金屬板材經過沖床或壓力機進行成形加工,使其獲得所需的外形和幾何形狀。彎曲是對沖壓件進行彎曲加工,通常使用折彎機或彎曲模具進行加工。


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