浅析汽车冲压件成形及其缺陷分析

王良国

摘要 ：要提高我国冲压件行业的竞争力，只有通过不断的技术创新，加大冲压件模具尤其是车身覆盖件模具的研发投入，采用标准化、模块化的设计理念，提高我国冲压件企业的模具开发能力。国外冲压件企业的先进技术告诉我们：一流冲压件企业拥有一流的模具设计制造能力，一流的模具应该是设计出来的，先进的模具可以用流水线生产，高新技术应用是模具制造技术发展的动力。国内汽车冲压件企业与世界先进水平相比还有较大差距，如果我们不努力，这种差距不会缩小，而是会拉大。本文结合笔者工作实际，对如何避免在冲压生产时出现不良现象。

关键词 ：冲压件 缺陷 质量

冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛，关系我们生活的方方面面，在工业生产过程中，也得到普遍的运用。在我国汽车生产过程，如汽车车身、车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的，而且汽车冲压件产品种类日趋丰富、形状日趋复杂，在冲压生产时，经常会发生一些不良质量现象，如何避免问题的产生，本文结合自身工作实际，对此做进一步探索。

冷冲压是汽车制造过程的一个重要环节，外覆盖件作为车身外表面零件，表面不允许有皱纹、凹痕等缺陷，骨架件形状复杂，用于提高车身的刚性，并连接或固定内饰件及其它零件。可以说，汽车覆盖件既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。由于车身的美观性和功能性等特殊需要，很多覆盖件整体轮廓内部带有局部形状特征，这对成形控制技术提出更多更高的要求。分析拉伸过程中的应力应变状态，有助于分析拉伸过程中出现的工艺问题和质量问题。

1.冲压件质量缺陷

1.1 凸凹模间隙引起的冲裁断面质量缺陷

影响冲裁断面而引起质量缺陷的主要原因是冲裁间隙。在冲压件加工过程中，冲裁间隙主要是由材料厚度、材料材质、初冲截材料的供应状态、润滑方式等等因素影响。由于生产过程中，冲压件设计精度要求、生产条件不同，在实际加工时，无法确定一个统一的间隙值。冲裁间隙对冲压件冲裁断面的质量、模具使用状况、冲压精度、力能消耗等多个工艺参数有较大的影响，因此，需要我们根据冲压件毛刺大小、冲压断面残余应力大小、模具使用时间的长短，来确定一个最佳间隙值，作为生产的一个指导值，从而保证冲裁断面质量。

1.2 凸凹模质量缺陷引起的冲裁断面质量缺陷

在冲裁断面时，若其所用刃口磨损，往往导致冲裁断面周边有二次剪切出现，因为裂纹产生的滞后的原因，有较高且薄的毛刺产生。再者因为在使用过程中，局部刃口塌邊的出现，使局部出现超差间隙，从而冲压件出现高度不均、毛刺根部R增大。而导到局部刃口塌边出现，往往是因为局部刃口磨损或者是刃口热处理效果不良所到，需要对刃口做修复处理后，再开始生产作业。当全锥度凹模研磨超差或凹模垂直度降低时，也都会导到冲裁断面出现质量问题，一般表现为斜度变大、出现塌角等。当凸凹模硬度过高或定心严重超差时，容易出现卷刃和引起凸凹模局部缺口，这些，都直接导致冲裁面凸凹形线条出现。凹模孔表面精度是否达到设计要求，避免因粗糙面的存在，导致冲压件质量缺陷。

1.3 其他质量缺陷引起的冲裁断面质量缺陷

这方面主要关注：凸凹模是否紧固，防止其出现松动导致冲裁出现塌角、毛刺等；润滑剂选用应按设计要求，同时不出现缺失；凸凹模保持干净，无异物附着或要切屑粘连；从而防止凸凹模发热膨胀卡死而损伤凸凹模；卸料板与凸模间隙正常，否则容易导致凸模回位时上拉使制件产生卷边。凸凹模定心是否超差、导向装置装配不好或松动等；

在冲压件加工过程中，出现的质量问题的原因归纳起来主要有以下几点：1）原材料质量低劣；2）冲模的安装调整、使用不当；3）操作者没有把条料正确的沿着定位送料或者没有保证条料按一定的间隙送料；4）冲模在使用过程中，其自身工作零部件磨损、间隙变化等；5）冲模在使用过程中，紧固件松动，冲模安装位置产生位移；6）没有按操作规程进行操作或因操作者经验、技术方面的欠缺；

1.4 我国汽车冲压件模具技术与国外的差距

优秀的汽车冲压件厂，一定具备专业的冲压件模具设计制造技术，模具设计实际上分为3个部分：冲压工艺设计、模面设计和结构设计，我国传统的冲压工艺设计采用工序图或DL图，它的模面设计非常粗略，以这样的图纸指导下的工艺造型，必须在后序靠人工修整、制造工艺弥补，造成模具制造的人工钳修量很大、周期延长。这3种设计的内容和侧重点是完全不同的，国外模具企业的工作流程为先有冲压工艺设计然后指导模面设计和模具结构设计，分别由不同的人来做，专业分工很明确。国外模具企业在设计阶段通过计算机的曲面造型，完成模面的精细设计。精细模面设计的结果，可以极大减少型面加工、钳修、试模工时，它的作用非同小可。

2.冲压件形状缺陷

2.1 冲压件翘曲

冲压件翘曲主要由于加工冲压过程中，有间隙作用力和反作用力不在一条线上产生力矩。如凸凹模间隙过大及凹模刃口带有反锥度时，或顶出器与工件接触面积太小时产生翘曲变形，均容易产生冲裁件产生翘曲变形。卷材未矫平和所加工材料的各向异性导致致产生冲压件翘曲的，可采取措施将加工材料压紧后，再进行冲压作业。当剪切角设计过大或剪切角合理搭边太小，也会导致冲压过程中出压冲翘曲变形，这需要对剪切角做修正设计，适当增加搭边宽度进行解决。在对中、厚板料冲压时，为防止翘曲变形，建议使用板厚1/3～1/4的冲裁行程的剪切角斜刃模，从而提高冲压件质量。

2.2 冲压件扭曲

在冲压件加工过程中，由于冲裁力的影响，往往导致加工件扭曲的缺陷产生。这是由于在冲裁过程中，冲裁间隙不合理导致加工材料靠凸模侧受压缩力作用，而凹模的一侧受拉伸力作用所致。冲裁作业时，可用卸料板对加工材料进行压紧，然后再进行冲裁作业，从而防止靠近凹模侧的材料翘曲，同时，材料在加工时受力发生相应变化，靠凸模侧之材料受拉伸（压缩力趋于减小），而凹模面上材料受压缩（拉伸力趋于减小），从而防止冲压件扭曲。针对带状材料剪切时，容易出现扭歪导致不规则变形，针对这种情况，要采取有卸料板、顶料杆的落料模做进一步的解决。在使用落料模的时，因斜刃剪切角偏大，也容易产生扭曲变形。针对这种情况，要可更换成吨位较大的压力机械，同时，减小剪切角进行解决。如果因为不均匀间隙产生的扭曲变形，则需要对刃口做进一步修正。遇到不能均匀落料的凹模加工时，需要他细观察冲压件的冲裁断面，通过修正后角加以解决。

2.3 冲压件毛刺

在冲压件的加工过程中，因凸模和凹模由于长期的受振动冲击而中心线发生变化，轴线不重合，产生单面毛刺。冲裁间隙太大、太小或不均匀；冲模刃口变钝，也易导致毛刺产生。针对毛刺产生的情况不同，需要在安装凸模时一定要保证凸凹模的正确间隙并使的凸凹模在模具固定板上安装牢固没，上下模的端面要与压力机的工作台面保持相互平行。保证凸凹模的加工精度和装配质量，保证凸模的垂直度和承受侧压力及整个冲模要有足够的刚性；要求压力机的刚性要好，弹性变形小，道轨的精度以及垫板与滑块的平行度等要求要高；要求压力机要有足够的冲裁力。为减少冲压件毛刺的产生，在原材料的选用上，必须与设计规定的技术参数相吻合，在条件充许的情况下，可对加工材料参数做化验检测，保证材料质量符合加工要求。随着加工作业自动化程度的提高，冲压加工速度呈逐年递增，导致加工因为发热现象，也容易使冲压件产生毛刺。这就需要针对设备运行情况，及时调整生产进度降低因设备发热引起的冲压件缺陷。

3.结论

针对冲压加工过程中出现的质量缺陷，需要针对不同情况，加以区别对待。同时，随着新工艺，新材料、新技术的出现，必将进一步提高冲压件质量。

参考文献

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