汽车冲压件成型过程中常见缺陷及分析

马文彬

烟台中瑞汽车零部件有限公司 山东烟台 264000

汽车在制作的过程中往往是先进行零件的冲压和制作，最后再进行组装拼接，这样一辆汽车就制作完成了，而汽车的冲压件在汽车中占有很大的比例，汽车大部分的零件都是冲压件。虽然汽车冲压件有许多的好处，但是同样的也有自己的缺陷，这些缺陷大多是在成形的时候产生的，所以我们需要对汽车冲压件的成形和缺陷进行合理的分析，以方便我们在后面进行改进[1]。

1 冲压件成形过程

汽车冲压件是裁剪板材，并对其进行拉伸、成形等工艺获得特定形状、规格以及职能的汽车零部件，是汽车制造的重要组成部分，对整车装配质量具有决定性影响。汽车冲压件主要有外部结构件与内部结构件两大类。前者主要用于汽车外车身组装，在外观美感以及抗压性能上具有较高要求，不允许表面出现皱纹、凹痕等缺陷，甚至连焊接接缝都要保持平滑；后者则属于结构性部件，其加工质量直接影响汽车的整体安全性能。

2 冲压件成形的特点

2.1 冲压工艺性好

冲压件在成形的时候大多是采用的冷冲压，这种冲压的方法非常的普遍，并且具有很多的优点，例如说在良好的冲压下，经过精密的加工可以得到许多用其他方法没有办法得到的零件，它们大多形状非常的复杂，或者说很小巧精致，这些都是其他制作方法无法很好的做到的[2]。

2.2 质量得到保证

利用冲压制作的零件和汽车部件一般质量都比较高，因为它是采用机器进行的加工，所以它在大小尺寸上精确度很高，并且不会出现第一个冲压得到的部件质量高，形状好且尺寸精确，但是下一个冲压得到的部件却缺胳膊少腿，尺寸和要求的不符合的现象，质量比较稳定，一致性较高。汽车的冲压件多是对金属材料进行塑性变形，把普通的金属材料通过冲压制作成汽车的零件，保证了汽车的零件都是金属材质，汽车的质量也得到了保证。

2.3 成件效率高

在对金属材料进行冲压制作汽车冲压件时，材料大多是整块的金属材料，只要我们进行好规划，利用压力机进行冲压的时候可以合理的利用几乎所有的金属材料，可以避免人为操作的时候因为裁割的大小不符合要求需要进行再次切割而导致的材料浪费。这样就大大的节约了材料的使用，降低了成本和浪费，提高了材料的利用率。并且汽车冲压件的生产效率大大提高，机械化的生产不仅安全经济，而且质量较高。

3 冲压工艺分类及缺陷分析

冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使汽车配件冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坏的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉伸、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。对于汽车覆盖件来说，表面质量尤为重要，除了考虑车身冲压件的一般工艺特点外，其表面不允许有波纹、皱纹、凹痕、擦伤、压痕等缺陷，棱线应清晰、平直、曲线应圆滑、过渡均匀。另外，汽车覆盖件还需具有很高的尺寸精度，以保证焊接和组装的准确性要求。实际在试模或者生产过程当中经常会遇到多种缺陷[3]。

3.1 毛刺

毛刺是剪切断面经常遇到的问题，如果制件周围出现高且薄的毛刺，主要原因是凸凹模间隙小或者刃口磨损，可通过调整间隙或者研磨凸模或者凹模来解决。如果制件周围出现高而厚的毛刺，则是由于间隙过大，需将凸凹模之间的间隙增小。

3.2 起皱

拉伸件产生凸缘起皱和简壁起皱主要是由于拉伸时板料受压缩变形而引起的，在拉伸时，由于凸缘材料存在着切向压应力，当这个压应力大到一定程度时板料切向将因失稳而拱起，这种在凸缘四周产生波浪形的连续弯曲称为起皱。通常采用提高板内径向拉应力来消除皱纹。

当皱纹在制件四周均匀产生时，应为压料力不足，逐渐加大压料力可消除皱纹。当拉伸锥形件和半球形件时，拉伸开始时大部分材料处于悬空状态，容易产生侧壁起皱，故除增加压边力外，还应采用增加捡伸筋来增大板内径向拉应力，消除皱纹。在合适的位置增加拉伸筋，拉伸开始时，板料周围的材料被拉伸筋压弯，拉伸筋控制着板料各段流入凹模的阻力，使板料的径向拉应力增大。通过不断改变拉伸筋的位置、数量、圆角半径、高度等，可以调整径向拉应力，从而减小或避免制件起皱。防止起皱可以通过加压边圈来限制毛坯拱起。在设计拉伸件时，形状变化急剧的部分如有多余的金属，材料易流动，可能会产生起皱，需考虑在这部分的工艺补充上增加凸筋，使多余的金属在拉伸过程中流到凸筋中，充分吸收多余的材料，防止起皱。另外，减小拉伸变形程度、加大毛坯厚度也可以降低起皱倾向。

3.3 破裂

破裂是拉伸失稳在薄板冲压成形中的主要表现形式。当拉伸变形力大于传力区处材料的实际有效抗拉强度时，板料则被拉破。调整压料力，使压料力变小，或者调整拉伸间隐，使间隙变大，并使间隐变得均匀可解决拉伸件破裂。覆盖件在拉伸过程中，拉伸较深或有窗口反拉伸成形的零件易拉裂，可用增加工艺切口或工艺孔的方法来解决。拉伸前，在制件变形大的位置先冲工艺孔，可改变拉伸成形过程中的应力状态，减小变形量。工艺切口应在后序的切边工艺中切除，尤其对于外覆盖件，以免影响制件的外观质量。

3.4 回弹

拉延成形过程中存在着大量的弯曲变形，当拉延成形结束时，板料厚度方向上还存在着残余的应力。模具闭合时，这些残余应力与模具的接触力保持平衡关系。当模具打开后，这些残余应力将导致成形件产生回弹现象，使制件的最终尺寸与预期尺寸之间存在一定的偏差。

4 结语

虽然汽车冲压件好处很多，但也有一些缺陷，这就需要我们去认真研究，在汽车冲压件的制作过程中不断思考，注意和避免，如此才能够更好的帮助汽车提高抗压能力和车身协调性。