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當(dāng)前汽車市場的競爭愈演愈烈, 消費(fèi)者在選擇產(chǎn)品時(shí)不僅限于一個(gè)合適的價(jià)格, 而且更加注重汽車的質(zhì)量和品質(zhì)。沖壓是汽車四大工藝之首，沖壓件的質(zhì)量問題不僅影響車身美觀，還會(huì)降低制件的抗腐蝕性和產(chǎn)品使用壽命，因此對(duì)沖壓件的質(zhì)量缺陷控制至關(guān)重要。

沖壓件成形過程中常見的質(zhì)量問題主要有起皺、開裂、回彈、表面質(zhì)量（塌陷、滑移、沖擊）等缺陷。以上問題占沖壓件質(zhì)量整改的85% 以上，模具的反復(fù)整改、維修造成使用壽命降低，停機(jī)時(shí)間劇增，產(chǎn)品的返工甚至報(bào)廢造成生產(chǎn)成本增加，因此探討沖壓件重點(diǎn)缺陷問題的產(chǎn)生和解決方法對(duì)提高產(chǎn)品的成形質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有重要的實(shí)用價(jià)值。

起皺和疊料

缺陷描述：由于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(wěn)定，當(dāng)平面方向的應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)，厚度方向失穩(wěn)，從而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象，如圖1 所示。

圖1 起皺缺陷

起皺產(chǎn)生的原因

⑴材料堆積起皺，進(jìn)入凹模腔內(nèi)材料過多，產(chǎn)生起皺。

⑵失穩(wěn)起皺：1) 板料厚度方向的約束力弱，導(dǎo)致壓縮凸緣失穩(wěn)產(chǎn)生起皺；2) 在不均勻的拉深部位易出現(xiàn)受力不均，導(dǎo)致失穩(wěn)產(chǎn)生起皺。

⑶制件R 角過大，導(dǎo)致拉深過程中凸模無法壓住料、材料流動(dòng)過快進(jìn)而產(chǎn)生起皺。

⑷制件壓料筋設(shè)置不合理，或者壓料筋過小，不能有效阻止材料過快的流動(dòng)。

⑸產(chǎn)品需要增加吸皺筋的地方未加吸皺筋，或者吸皺筋過小，進(jìn)而導(dǎo)致制件在拉深過程中起皺。

⑹上、下模之間的間隙過大，導(dǎo)致制件在拉深過程中模具無法壓住料，產(chǎn)生起皺。

起皺的解決方法

⑴產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面：1) 檢查原始產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)的合理性；2) 避免產(chǎn)品出現(xiàn)鞍形形狀；3) 產(chǎn)品易起皺部位增加吸料筋等。

⑵沖壓工藝方面：1) 合理安排工序；2) 檢查壓料面和拉延補(bǔ)充面的合理性；3) 檢查拉延毛坯、壓料力、局部材料流動(dòng)情況的合理性；4) 用內(nèi)筋方式舒皺；5) 提高壓料力，調(diào)整拉延筋、沖壓方向，增加成形工序、板料厚度，改變產(chǎn)品及工藝造型以吸收多余材料等方法。

⑶材料方面：在滿足產(chǎn)品性能的情況下，對(duì)于一些易起皺的零件，采用成形性較好的材料。

整改起皺的一般方法，就是確保制件在拉深過程中模具能夠壓住料，確保一個(gè)合理而正常的材料流動(dòng)速度：材料在拉深過程中流動(dòng)過快，則有可能導(dǎo)致制件起皺；材料流動(dòng)過慢，則有可能導(dǎo)致制件開裂。

開裂

缺陷描述：開裂主要是由于材料在拉深過程中，應(yīng)變超過其極限而形成失穩(wěn)，如圖2 所示。

圖2 開裂缺陷

沖壓件開裂是制件在拉延、翻邊等工序中最容易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，將直接影響制件的強(qiáng)度，降低產(chǎn)品的使用壽命，所以當(dāng)制件出現(xiàn)開裂問題時(shí)，就會(huì)做報(bào)廢處理，這就無形中降低了生產(chǎn)效率，增加了生產(chǎn)成本，因此前期有效預(yù)防及出現(xiàn)缺陷后快速應(yīng)對(duì)解決都是刻不容緩、十分必要的。

開裂產(chǎn)生的原因

⑴產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的破裂，如靠近凸、凹模圓角處，局部受力過大而破裂。

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

⑶時(shí)效裂紋，即成形復(fù)雜區(qū)域在成形過程中產(chǎn)生材料硬化，硬化變形時(shí)伴隨脆化現(xiàn)象，在成形殘余應(yīng)力的作用下引起制件破裂。

⑷材料成形時(shí)受拉深彎曲后再彎曲折回以致產(chǎn)生破裂，多產(chǎn)生于凸筋或凹模口處。

⑸條紋狀裂紋，由于材料內(nèi)有雜質(zhì)引起的裂紋，一般平行于板料軋制方向。

開裂的解決方法

⑴材料方面：采用拉延性能較好的材料。

⑵減少應(yīng)變方面：1) 選擇合理的坯料尺寸和形狀；2) 調(diào)整拉延筋參數(shù)；3) 增加輔助工藝，如切口等；

4) 改善潤滑條件；5) 修改工藝補(bǔ)充面；6) 調(diào)整壓料力。

回彈

回彈：零件在沖壓成形后，由于成形力卸載，導(dǎo)致材料局部或整體發(fā)生變形，如圖3 所示。

圖3 回彈缺陷及應(yīng)力應(yīng)變

回彈的解決方法：由于影響回彈的因素很多，如材料、壓力、模具狀態(tài)等，實(shí)際生產(chǎn)中很難解決。

在彈性階段內(nèi)，材料的屈服極限越高，彈性模量越大，其加工硬化現(xiàn)象越嚴(yán)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(qiáng)，回彈值越小。目前，解決回彈常用下面幾種方法。

⑴補(bǔ)償法，其原理是：根據(jù)彎曲成形后板料回彈量的大小，預(yù)先在模具上做出等于工件回彈量的斜度，來補(bǔ)償工件成形后的回彈（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和CAE 模擬）。

⑵拉彎法，是在板料彎曲的同時(shí)施加拉力來改變圖2 開裂缺陷板料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)和分布情況，使應(yīng)力分布較為均勻，減小回彈量。

⑶采用成形性較好的材料。

表面質(zhì)量缺陷

沖壓件表面質(zhì)量缺陷主要類型有沖擊線、滑移線、塌陷、暗坑、表面扭曲等，如圖4 所示。對(duì)于外板零件來說，外表面產(chǎn)生的缺陷是不允許的。

圖4 表面質(zhì)量缺陷

產(chǎn)生原因

沖擊線、滑移線主要是由于在沖壓過程中板料和模具接觸后，在應(yīng)力集中處摩擦造成的表面劃痕。塌陷、暗坑、表面扭曲主要是由于制件變形不充分，局部材料應(yīng)變較小，外力釋放后出現(xiàn)的缺陷。

解決方法

⑴消除沖擊線，可以通過改變成形圓角、凹模圓角，增加拉延深度，更改壓料面等方法。

⑵消除滑移線，可以通過改變產(chǎn)品形狀（左右對(duì)稱）、增大阻力等方式。

⑶消除塌陷、表面扭曲，應(yīng)了解零件在變形區(qū)所產(chǎn)生應(yīng)力梯度的等級(jí)，盡量保證產(chǎn)品塑性變形的均勻性；同時(shí)通過增大阻力，提高局部成形應(yīng)變等手段。

結(jié)束語

制件在遇到質(zhì)量缺陷時(shí)，首先要對(duì)問題產(chǎn)生的真因進(jìn)行深入剖析。具體問題具體分析，制定切實(shí)可行的整改方案。另外，方案實(shí)施中需做好過程記錄，將典型的重點(diǎn)問題反饋至前期，做好再發(fā)防止工作；SE 階段，依據(jù)以往沖壓件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，通過產(chǎn)品造型優(yōu)化、調(diào)整，規(guī)避問題的產(chǎn)生，縮短交付周期，保證沖壓生產(chǎn)正常開展，提高生產(chǎn)效率。本文從沖壓件常見的品質(zhì)缺陷形式、產(chǎn)生機(jī)理、預(yù)防及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行闡述，為后期此類問題的解決提供思路及方向，可在一定程度上提升沖壓件外觀質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力。