最新消息 / 資訊分享

沖壓件的裂紋及回彈

結構強度與尺寸的隱形威脅:
裂紋(Cracks)與回彈(Springback)的防治

歡迎來到沖壓品質缺陷系列文章的第三篇!在解決了邊緣的毛邊問題後,我們將注意力轉向零件本體可能出現的兩種致命傷:影響結構強度的裂紋,以及影響最終形狀尺寸的回彈。

4. 常見品質問題二: 裂紋(Cracks)

4.1 問題描述

裂紋是在沖壓件的彎曲或引伸(拉伸)區域出現的細小裂縫。嚴重時甚至會直接斷裂,這類缺陷會嚴重影響零件的結構強度與使用壽命。

4.2 主要成因

當產線回報裂紋問題時,我第一個檢查的永遠是模具的R角。應力集中是金屬成形中最無情的殺手。

  • 材料塑性不足: 若選用的金屬板材延展性差,在經歷劇烈的拉伸或彎曲變形時,很容易就超過其斷裂極限而產生裂縫。
  • 模具設計不合理: 彎曲半徑(俗稱R角)設計得過小,會造成材料在彎角處的應力過度集中,這是導致彎曲裂紋最常見的設計原因。
  • 加工工藝影響: 在彎曲加工中,若折彎線與材料的滾壓方向(材料在軋製過程中形成的紋理方向)不匹配(例如平行),也可能引發裂痕。

4.3 解決方案

成因分析 對應解決方案
材料塑性不足 評估材料選用,與材料商確認其延伸率與抗拉強度是否適合複雜的成形需求。
模具設計不合理 優化模具設計,例如增加彎曲的R角半徑以減少應力集中,或考慮分攤應力的多道次成形。
加工工藝影響 調整加工工藝,例如在彎曲加工中,盡量讓折彎線與材料滾壓方向呈直角配置。

5. 常見品質問題三: 回彈(Springback)

5.1 問題描述

回彈是沖壓件脫離模具後,因材料內部的彈性應力恢復,導致其最終的形狀或角度無法完全符合模具設計的現象。例如,設計要彎折成 90°,脫模後卻變成了 92°。

5.2 主要成因

回彈是無法完全消除的,只能管理與補償。高強度材料的回彈尤其明顯。

  • 材料自身特性: 這是根本原因。每種金屬都有其彈性,材料的彈性模量與屈服強度越高,回彈的趨勢就越明顯。
  • 加工與模具設計: 彎曲角度、材料厚度、以及凸凹模之間的間隙等因素,都會直接影響最終的回彈程度。一般來說,彎曲半徑相對於板厚越大,回彈也越嚴重。

5.3 解決方案:管理與補償

策略方向 具體解決方案
預先補償 採用「過度彎曲設計(Overbending)」,在模具設計時就預留一定的過度彎曲角度(例如設計成 88°),以抵銷回彈量,使其最終恢復到目標的 90°。
二次修正 利用二次沖壓或修整模具,對已成形的零件進行回彈補償,確保最終尺寸精度。
消除應力 針對部分材料與高精度要求,可考慮在成形後進行熱處理(如退火),來消除零件的內應力,從而穩定形狀、減少回彈。

© GTVISION基於機器視覺自動化系統整合商