分析汽车冲压件成形及其缺陷研究

分析汽车冲压件成形及其缺陷研究

戴志威,金伟,陈骏,戴金曼

浙江铭博汽车部件股份有限公司    浙江省瑞安市    325204

【摘要】伴随着社会经济的飞速发展，人们的生活水平日益提升，汽车制造业已成为世界上最大的生产型工业，人们对车辆的需求以及车辆质量和安全性要求也越来越高，汽车制造企业也要积极创新优化施工工艺。作为构成汽车零部件的金属冲压件，其生产工艺与质量控制，将会对汽车企业的生产成本、汽车质量与安全产生很大影响。所以，在汽车生产制造过程中，冲压技术占据着举足轻重的地位，本文将针对冲压件的常见故障与成因进行剖析，以便后期出现问题能够采取相应的改进措施。

【关键词】汽车冲压件；成形；缺陷；研究分析

通过对汽车制造过程分析可知，汽车制造过程中，零部件和冲压部件制作可谓是占据很大的比重。只有完成这部分内容的组装后，汽车才能够制作完成。然而在汽车制造中，冲压件所占的比重很大，大多数的零部件都属于冲压件。但是，在汽车冲压件形成的过程中，还存在诸多问题有待解决，因此，需要对汽车冲压件的成形及缺陷进行深入的研究，以便为后续工作打下良好的基础。

一、汽车冲压件成型过程

所谓汽车冲压件，就是切合板材，并发挥模具的作用，对其进行加压和拉伸，使得一般材料完成变形塑形，形成具有一定尺寸、形状和功能的汽车冲压件，在后期组装时，就会成为汽车零件，可见冲压件在车结构中起着无可取代的作用。并且，冲压件不仅有内部构造部件，也有外面部件，将各个部件拼凑起来才能够形成车身，要想保证冲压件具有抗压性，又又要防止出现褶皱等问题，就要确保连接处没有凹陷或是其他质量问题，进一步提高汽车冲压件成形质量，进而提高零件精度。

二、冲压件质量缺陷

（一）凸凹模质量问题导致冲裁断面质量问题

在生产过程中，如果工作人员在冲裁截面的时候使用已经有磨损的刃口，那么这个时候就需要进行二次剪切冲裁截面，而且还会受到裂缝等因素的影响，从而出现又高又薄的毛刺。并且，在使用过程中，还会由于局部刃口塌边等原因，导致局部超差间隙问题较为严重，且出现冲压件毛刺根部或高度均匀性不够等问题。又或者，如果存在刃口热处理不够或局部刃口磨损等问题，那么也会导致局部崩边问题发生。所以，要想顺利开展生产活动，就要在刃口修复工作完成之后进行生产。此外，如果在此过程中，由于受到全锥度凹模超差或凹模垂直度下降等因素的影响，那么冲裁截面就会出现坡度变大、塌角等问题，而这些都是造成冲裁面图凹线形条的重要因素。当凹模的空腔尺寸不符合标准时，就会出现凸起，从而造成冲压零件存在质量问题[1]。

（二）凸凹模间隙引起的冲裁断面质量缺陷

汽车冲压件凸凹模间隙是指凸模和凹模之间的间隙。合适的间隙可以提高冲裁质量，减少废品率，延长模具使用寿命。当凸凹模间隙不合适时，可能导致冲裁断面质量缺陷。如间隙过大时，凸模在冲压过程中与凹模的接触面积减少，可能导致以下问题：①切口形状不规则，边缘不平整；②冲裁件尺寸不稳定，公差大；③ 冲裁力增加，影响冲压设备的使用寿命；④局部冲击应力过大，可能导致凹模表面破裂。如果间隙过小时，凸模在冲压过程中与凹模的接触面积增大，还可能导致以下问题：①冲裁力增大，可能导致冲压设备损坏；②凸模磨损加剧，降低模具使用寿命；③冲裁件变形严重，导致尺寸精度降低；④冲裁速度降低，影响生产效率。因此，为避免因凸凹模间隙引起的冲裁断面质量缺陷，就需要工作人员确定具体的间隙值，之后将其当做指导值，以此保证冲裁横断面的整体质量。

（三）其他质量问题导致的冲裁断面质量缺陷

如果受其他质量问题影响，导致冲裁断面质量存在缺陷，可通过对凸凹模具固定情况进行检查，通过检查可以防止因冲压问题而产生的倒角、倒角等缺陷。并且还要根据特定需要，选用合适的润滑剂；要确保凹凸模的清洁，这是防止切割粘连的重要环节，同时也可防止因凹凸模发热等问题而对凹凸模造成损害。如果冲压件加工过程中有质量问题，可能是以下几点原因所导致：一是操作人员操作不当，未准确严格的定位送条料；二是由于原材料质量未达标；三是模具在进行冲孔作业时，零件发生损耗或变形等问题。

三、冲压件形状质量缺陷

（一）冲压件扭曲

汽车冲压件形状扭曲是冲压生产过程中常见的质量问题，主要表现为冲压件在冲压后产生了不同程度的扭曲和变形。这种问题会对汽车的装配质量、安全性能和使用寿命产生影响。
然而导致冲压件形状出现扭曲的原因有以下几个方面，一是材料问题。冲压件的材料质量直接影响到冲压件的变形程度。如果材料中存在夹杂、氧化皮、非金属夹杂物等缺陷，冲压件在受力时会产生不均匀的应力分布，从而导致形状扭曲。所以，要想解决这一问题就要选用高质量的原材料，控制夹杂、氧化皮、非金属夹杂物等缺陷，减少材料对冲压件形状扭曲的影响。二是冲压工艺问题。冲压工艺参数设置不合理会导致冲压件形状扭曲。例如，冲压速度过快会导致冲压件受力不均匀，冲压深度和力度过大会使冲压件产生过度变形，这些都可能导致形状扭曲。为此，要合理设置冲压速度、冲压深度和力度等参数，以减小冲压件在受力时的不均匀应力分布，降低形状扭曲的风险。三是模具问题。模具的设计、制造和使用对冲压件的形状扭曲产生重要影响。模具间隙不合适、凸凹模配合不紧密、模具磨损等都可能导致冲压件的形状扭曲。要想解决这一问题就要合理设计模具，确保凸凹模配合紧密，提高模具的刚性和精度，定期对模具进行保养和维修，以减少形状扭曲的产生。四是设备问题。冲压设备的刚性、精度、稳定性和性能对冲压件形状扭曲也有很大影响。设备刚性不足可能导致模具和冲压件在受力时产生变形，进而导致形状扭曲。为此，要选择高刚性、高精度、高稳定性的冲压设备，定期对设备进行维护和保养，确保冲压设备在生产过程中的稳定性和性能。

（二）冲压件毛刺

在冲压件的生产过程中，由于长时间的震动，模具中心线经常会出现变化，导致主轴不能完全一致，从而出现单侧毛刺问题。可以说出现毛刺，一大部分原因是由于冲裁间隙不合适。所以，在装配冲头时，工作人员应对凸凹模具的间隙进行严格的控制。在保证凹、凸模具组装质量的同时，还要确保模具的垂直度、冲孔及侧面压力的刚度；要选用高精度的导轨和衬垫、以及具有良好刚度、低变形困难、高质量的平压机等，这些都是提高冲裁压力的重要因素。近几年来，随着自动化程度的不断提高，生产过程逐渐向自动化方向发展，这也就使得冲压生产效率有了明显的提升。在加工的时候，由于发热等问题，也很可能造成冲压件产生毛刺，所以一定要根据设备的实际操作情况来调节生产进程，避免因发热问题，而对冲压件质量产生影响[2]。

（三）拉伸起皱

在生产冲压件过程中，要想得到薄型零件往往需要进行拉伸，然而，拉伸过程中很容易出现起皱情况，如果零件边缘出现不规则、有起伏的情况时，那么将会对后面的拼接工作造成很大影响。并且，工作人员在拉伸形状类材料时，常常会遇到冲压件的侧壁坑坑洼洼，因而产生的起皱问题，这不但会对其外观的美感造成影响，同时也会导致后期装配汽车件时，出现不匹配的问题。此外，皱褶情况的出现还与拉伸受力均匀度不高有关系，例如，在平板拉伸时，很可能会出现材料中间或是边缘无法平衡受力。再如，在拉伸球状的材料时，如果球外力、球内力无法达到相应的平衡点，那么就很可能会导致球内的物质被挤压后，导致球的表面出现隆起的褶皱。为此，工作人员要高度重视拉伸工作，如果有条件的情况下，一方面可以使用一些辅助工具来避免材料拱起，另一方面还可以通过加厚材料的方式解决这一问题[3]。

结束语

综上所述，冲压件是汽车的重要组成部分，内、外侧构造件的制造，不仅会影响到汽车的美观度，同时还会影响到汽车的质量。然而，在冲压过程中经常会出现毛刺、起皱等问题，这些问题如果不妥善解决的情况下，将会严重影响冲压零件的使用效果。为此，汽车冲压设计人员要对板材展开深入分析，提前做好相应的防范工作，并采取有效的措施避免出现冲压缺陷，从而实现高质量生产汽车目标。

【参考文献】

[1]高钰超,李照,陈忠石,程保权,冯岩,杨宏伟,丛立国,吕高巍. 汽车冲压件尺寸精度提升策略[J]. 模具制造,2023,23(05):51-55.

[2]曾平川,杜敏,唐荣,刘超洋,杨运良. 汽车冲压件拉毛刮锌的分析及处理[J]. 锻造与冲压,2022,(04):30-33.

[3]黄林,张稳定. 汽车冲压件拉延成形力影响因素分析[J]. 锻压装备与制造技术,2020,55(01):80-84.