衝壓件常見的缺陷型別及處理方案

衝壓件常見的缺陷型別及處理方案

摘要

： 衝壓件常見的缺陷型別及處理方案當前汽車市場的競爭愈演愈烈， 消費者在選擇產品時不僅限於一個合適的價格， 而且更加註重汽車的質量和品質。衝壓是汽車四大工藝之首，衝壓件的質量問題不僅影響車身美觀，還會降低製件 。。。

衝壓件常見的缺陷型別及處理方案

當前汽車市場的競爭愈演愈烈， 消費者在選擇產品時不僅限於一個合適的價格， 而且更加註重汽車的質量和品質。衝壓是汽車四大工藝之首，衝壓件的質量問題不僅影響車身美觀，還會降低製件的抗腐蝕性和產品使用壽命，因此對沖壓件的質量缺陷控制至關重要。

衝壓件成形過程中常見的質量問題主要有起皺、開裂、回彈、表面質量（塌陷、滑移、衝擊）等缺陷。以上問題佔衝壓件質量整改的85% 以上，模具的反覆整改、維修造成使用壽命降低，停機時間劇增，產品的返工甚至報廢造成生產成本增加，因此探討衝壓件重點缺陷問題的產生和解決方法對提高產品的成形質量和生產效率具有重要的實用價值。

起皺和疊料

缺陷描述：由於板料厚度方向的尺寸和平面方向的尺寸相差較大，造成厚度方向不穩定，當平面方向的應力達到一定程度時，厚度方向失穩，從而產生起皺現象，如圖1 所示。

圖1 起皺缺陷

起皺產生的原因

⑴材料堆積起皺，進入凹模腔內材料過多，產生起皺。

⑵失穩起皺：1） 板料厚度方向的約束力弱，導致壓縮凸緣失穩產生起皺；2） 在不均勻的拉深部位易出現受力不均，導致失穩產生起皺。

⑶製件R 角過大，導致拉深過程中凸模無法壓住料、材料流動過快進而產生起皺。

⑷製件壓料筋設定不合理，或者壓料筋過小，不能有效阻止材料過快的流動。

⑸產品需要增加吸皺筋的地方未加吸皺筋，或者吸皺筋過小，進而導致製件在拉深過程中起皺。

⑹上、下模之間的間隙過大，導致製件在拉深過程中模具無法壓住料，產生起皺。

起皺的解決方法

⑴產品設計方面：1） 檢查原始產品模型設計的合理性；2） 避免產品出現鞍形形狀；3） 產品易起皺部位增加吸料筋等。

⑵衝壓工藝方面：1） 合理安排工序；2） 檢查壓料面和拉延補充面的合理性；3） 檢查拉延毛坯、壓料力、區域性材料流動情況的合理性；4） 用內筋方式舒皺；5） 提高壓料力，調整拉延筋、衝壓方向，增加成形工序、板料厚度，改變產品及工藝造型以吸收多餘材料等方法。

⑶材料方面：在滿足產品效能的情況下，對於一些易起皺的零件，採用成形性較好的材料。

整改起皺的一般方法，就是確保製件在拉深過程中模具能夠壓住料，確保一個合理而正常的材料流動速度：材料在拉深過程中流動過快，則有可能導致製件起皺；材料流動過慢，則有可能導致製件開裂。

開裂

缺陷描述：開裂主要是由於材料在拉深過程中，應變超過其極限而形成失穩，如圖2 所示。

圖2 裂開缺陷

衝壓件開裂是製件在拉延、翻邊等工序中最容易出現的質量缺陷，將直接影響製件的強度，降低產品的使用壽命，所以當製件出現開裂問題時，就會做報廢處理，這就無形中降低了生產效率，增加了生產成本，因此前期有效預防及出現缺陷後快速應對解決都是刻不容緩、十分必要的。

開裂產生的原因

⑴產品抗拉強度不足而產生的破裂，如靠近凸、凹模圓角處，區域性受力過大而破裂。

⑵材料變形量不足而引起的破裂，在脹形變形時，靠近凸模頂部產生的破裂或凸緣伸長材料變形流入過大引起的破裂。

⑶時效裂紋，即成形複雜區域在成形過程中產生材料硬化，硬化變形時伴隨脆化現象，在成形殘餘應力的作用下引起製件破裂。

⑷材料成形時受拉深彎曲後再彎曲折回以致產生破裂，多產生於凸筋或凹模口處。

⑸條紋狀裂紋，由於材料內有雜質引起的裂紋，一般平行於板料軋製方向。

開裂的解決方法

⑴材料方面：採用拉延效能較好的材料。

⑵減少應變方面：1） 選擇合理的坯料尺寸和形狀；2） 調整拉延筋引數；3） 增加輔助工藝，如切口等；4） 改善潤滑條件；5） 修改工藝補充面；6） 調整壓料力。

回彈

回彈：零件在衝壓成形後，由於成形力解除安裝，導致材料區域性或整體發生變形，如圖3 所示。

圖3 回彈缺陷及應力應變

回彈的解決方法：由於影響回彈的因素很多，如材料、壓力、模具狀態等，實際生產中很難解決。

在彈性階段內，材料的屈服極限越高，彈性模量越大，其加工硬化現象越嚴重，彎曲變形的回彈也越大；反之，則抵抗彈性變形的能力越強，回彈值越小。目前，解決回彈常用下面幾種方法。

⑴補償法，其原理是：根據彎曲成形後板料回彈量的大小，預先在模具上做出等於工件回彈量的斜度，來補償工件成形後的回彈（根據經驗和CAE 模擬）。

⑵拉彎法，是在板料彎曲的同時施加拉力來改變圖2 開裂缺陷板料內部的應力狀態和分佈情況，使應力分佈較為均勻，減小回彈量。

⑶採用成形性較好的材料。

表面質量缺陷

衝壓件表面質量缺陷主要型別有衝擊線、滑移線、塌陷、暗坑、表面扭曲等，如圖4 所示。對於外板零件來說，外表面產生的缺陷是不允許的。

圖4 表面質量缺陷

產生原因

衝擊線、滑移線主要是由於在衝壓過程中板料和模具接觸後，在應力集中處摩擦造成的表面劃痕。塌陷、暗坑、表面扭曲主要是由於製件變形不充分，區域性材料應變較小，外力釋放後出現的缺陷。

解決方法

⑴消除衝擊線，可以透過改變成形圓角、凹模圓角，增加拉延深度，更改壓料面等方法。

⑵消除滑移線，可以透過改變產品形狀（左右對稱）、增大阻力等方式。

⑶消除塌陷、表面扭曲，應瞭解零件在變形區所產生應力梯度的等級，儘量保證產品塑性變形的均勻性；同時透過增大阻力，提高區域性成形應變等手段。

結束語

製件在遇到質量缺陷時，首先要對問題產生的真因進行深入剖析。具體問題具體分析，制定切實可行的整改方案。另外，方案實施中需做好過程記錄，將典型的重點問題反饋至前期，做好再發防止工作；SE 階段，依據以往衝壓件開發經驗，透過產品造型最佳化、調整，規避問題的產生，縮短交付週期，保證衝壓生產正常開展，提高生產效率。