在车身结构中应用高强度钢板具有重要意义,可实现汽车轻量化、节约能源、保护环境和提高安全性等。高强度钢板将会越来越广泛地得到应用。
1.高强度钢板的特点以及对模具的要求
1)高强度钢板具有很高的抗拉强度,成形力随之增加,模具在工作过程中承受巨大压力。
2)高强度钢板塑性降低,影响了材料的成形性,需要增大成形圆角,降低零件深度等。
3)高强度钢板零件易回弹、扭曲,为防止起皱和回弹,必须施加大的压边力,同时要采用较小的成形间隙来控制材料。
高强度钢板零件成形时需要大的成形力和小的成形间隙,导致模具工作部分承受较大的压力和摩擦力,易于出现磨损、压溃、黏着和塑性变形等失效形式。在进行高强板零件的工艺设计和模具设计、制造时,要充分考虑高强度钢板的成形特点。高强度钢板零件的模具材料必须具有足够的硬度和韧性。
2.高强度钢板零件的模具特点(www.daowen.com)
(1)模具要保证高强度钢板塑性变形充分和防止回弹
高强度钢板零件在成形时,要使其形状尽量全部拉延出来,不要依靠后序的翻边、整形工序,尽量使形状一次拉深到位。有些零件的形状不容易使高强板产生足够的塑性变形,需要通过设计合理的工艺补充来实现,如在模具上增加拉深筋、拉深坎等。
(2)利用CAE进行回弹分析 对于高强度钢板成形,不论是拉深成形工序还是翻边整形工序,有条件一定要进行CAE模拟分析,以判定零件回弹的大小和趋势,并在模具加工前进行数据补偿,以其作为模具加工依据。由于影响成形的因素太多,目前的分析软件还无法给出零件准确的回弹数值,特别是一些形状复杂容易扭曲的零件。因此,模拟分析数据只能作为参考,最终还是要在实际拉深成形后的实物上,据其具体回弹情况进行修正。
(3)对冲孔和修边模具逆向建模 对于冲孔和修边模具,要根据零件成形后的实际形状数据来进行加工。这需要根据实物进行逆向建模,然后以逆向建模的数据作为冲孔和修边模具的加工依据。
(4)模具镶块及其选材 厚度在1.2MM以上的高强度板零件,其拉深成形和翻边整形等工序的模具工作部分,一般都要选用镶块结构,铸件结构在硬度和耐磨性方面都无法满足要求。
由于CAE的局限性,模拟分析无法给出准确的回弹数据。因此,模具的镶块材料一般至少配备两组。一组用于模具调试,一组用于最终模具。一般两组材料不同,调试用的一组材料要易加工,强度不需要太高,生产用的一组要具有高硬度和高韧性。
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