馬軍　劉慎　呂貽旬

摘 要：本文分析了金屬板料的沖壓成形過程及開裂的形成機(jī)理，并結(jié)合一種沖壓件開裂問題的分析和解決，提出一種在沖壓生產(chǎn)過程中解決沖壓件開裂的有效方法，對(duì)于生產(chǎn)中沖壓件開裂問題的解決有很好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：沖壓件；模具；開裂

在汽車生產(chǎn)中，有約60%～70%的零件是通過沖壓工藝進(jìn)行加工，在沖壓過程中，成形坯料的各個(gè)部分即使在同一個(gè)模具的作用下，也有可能發(fā)生不同形式的變形，這就是通常所說的具有不同的變形趨向性。如果對(duì)坯料的變形過程控制不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)沖壓加工的廢品或發(fā)生影響制件質(zhì)量的問題，使沖壓工藝過程陷于失敗。產(chǎn)生這一問題既有內(nèi)在因素，也有外在因素，內(nèi)在因素即材料的力學(xué)性能，主要指標(biāo)為應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)和塑性應(yīng)變比。外在因素有坯料尺寸過大，凸凹模間隙過小，拉延筋布置不當(dāng)，凹?？诨蚶咏顖A角半徑過小，壓料面光潔度不夠，潤滑不足或不當(dāng)。這些外在因素都是因?yàn)榕髁显谀骋晃恢锰幍淖枇^大造成金屬的流動(dòng)性差，導(dǎo)致坯料某一部位金屬得不到補(bǔ)充而出現(xiàn)開裂。

1 沖壓件開裂的問題分析

某新開發(fā)車型B柱加強(qiáng)板的模具自回廠以來，生產(chǎn)穩(wěn)定性較差，主要為開裂、拉毛，報(bào)廢率比較高。為保證后工序生產(chǎn)，采取墊薄膜來保證制件狀態(tài)。

針對(duì)以上問題，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等方面，使用魚刺圖進(jìn)行原因分析，影響此問題點(diǎn)的主要原因集中在模具型面光潔度差、研合率低、坯料問題、前期工藝規(guī)格驗(yàn)證不充分4個(gè)方面。

2 解決方案

2.1 模具型面

生產(chǎn)過程中若模具的型面過緊，則會(huì)導(dǎo)致板料流動(dòng)性差，造型部位板料得不到及時(shí)補(bǔ)充而造成開裂。另外若模具型面的粗糙度較大，板料流動(dòng)時(shí)受到較大的阻力導(dǎo)致流動(dòng)性差，也會(huì)造成沖壓件局部開裂。針對(duì)型面過緊的問題在模具上線之前，要定期對(duì)模具的研合率進(jìn)行研配，達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行生產(chǎn)；對(duì)因模具型面粗糙造成的開裂問題，則要對(duì)模具型面進(jìn)行研配、打磨至符合要求后進(jìn)行TD處理或鍍鉻處理，增加模具型面的光滑性從而預(yù)防開裂。

2.2 模具研合

模具間隙不均勻?qū)?dǎo)致板料不同部位受到的壓力不同，即生產(chǎn)時(shí)板料流動(dòng)速度有差異，加大沖壓件開裂的可能性。模具使用一定時(shí)間后，因不同部位受到的沖擊力不同，致使模具的研合率降低，沖壓件生產(chǎn)時(shí)將存在開裂及縮頸風(fēng)險(xiǎn)。所以對(duì)于模具來說定期的保養(yǎng)、研配是必不可少的。

2.3 鋼板替換

針對(duì)原材料問題，用B類鋼板代替目前所用A類鋼板，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證對(duì)比，原來所用A鋼板生產(chǎn)穩(wěn)定性差且拉毛保養(yǎng)頻繁，報(bào)廢率為3%～4%左右；更換鋼板后，拉毛明顯減少，開裂報(bào)廢率為1%。圖示為兩種鋼板料沖壓所得制件的比較。通過以上現(xiàn)象說明，原材料是影響該沖壓件開裂的一個(gè)因素。但在更換原材料后仍不能徹底解決開裂問題，又說明對(duì)于該沖壓件開裂問題，還有其他影響因素存在。

2.4 板料尺寸調(diào)整

在同一個(gè)沖模外力的直接作用下，坯料的各個(gè)部分都有產(chǎn)生某種形式的塑性變形的可能，但是，由于受模具外力作用方式與坯料各部分的幾何形狀與尺寸不同的影響，在所有可能發(fā)生的變形方式中，需要變形力最小的部分以需要變形力最小的方式首先變形。這個(gè)規(guī)律對(duì)所有沖壓成形過程都是適用的。沖壓件生產(chǎn)時(shí)板料不合理，則尺寸過大進(jìn)料阻力增大，易出現(xiàn)開裂的缺陷，尺寸過小則壓邊圈壓不住板料進(jìn)料阻力減小，易導(dǎo)致起皺、疊料等質(zhì)量缺陷。坯料尺寸過大，就會(huì)增加坯料與模具在拉延過程中的接觸面積，進(jìn)而增加了坯料與模具的摩擦力，減弱了金屬的流動(dòng)性，就會(huì)出現(xiàn)開裂傾向。

2.5 技術(shù)沉淀

為預(yù)防B柱加強(qiáng)板及類似件開裂問題的發(fā)生，需做到以下幾點(diǎn)：將更改后料片尺寸納入受控版金屬材料消耗定額；將整改后的制件進(jìn)行封樣，保證制件狀態(tài)的一致性；對(duì)來料進(jìn)行嚴(yán)格把控，保證材料性能的穩(wěn)定性；生產(chǎn)線需對(duì)操作工進(jìn)行培訓(xùn)，不定時(shí)巡查監(jiān)督，并做好首末班制件檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)反饋和處理；對(duì)模具及設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)。

3 結(jié)論

（1）利用本文所提供方法分析沖壓件開裂問題，能夠全面、系統(tǒng)、有效的查找開裂原因。

（2）沖壓件開裂的根本影響因素為材料的加工硬化性能和沖壓過程中材料的流動(dòng)性，所有影響沖壓件開裂的因素最終都可歸結(jié)到這兩種因素上。

（3）本文沖壓件開裂主要原因?yàn)榕髁铣叽邕^大，通過研合模具和板料替換只能在一定程度上減輕不能完全消除。

（4）沖壓件開裂，不一定都是某個(gè)單一的原因造成的，也有可能是有一個(gè)主要原因和幾個(gè)次要原因綜合影響的結(jié)果。只有找到造成該缺陷的所有影響因素，才能徹底的消除缺陷。

參考文獻(xiàn)

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[2]王同領(lǐng)，陳峰，苑雪雷.沖壓件開裂問題的解決方法[J].汽車工程師，2013，（9）：56-58.

（作者單位：奇瑞商用車（安徽）有限公司河南分公司）