冲压件开裂问题的分析和解决

马军　刘慎　吕贻旬

摘 要：本文分析了金属板料的冲压成形过程及开裂的形成机理，并结合一种冲压件开裂问题的分析和解决，提出一种在冲压生产过程中解决冲压件开裂的有效方法，对于生产中冲压件开裂问题的解决有很好的借鉴意义。

关键词：冲压件；模具；开裂

在汽车生产中，有约60%～70%的零件是通过冲压工艺进行加工，在冲压过程中，成形坯料的各个部分即使在同一个模具的作用下，也有可能发生不同形式的变形，这就是通常所说的具有不同的变形趋向性。如果对坯料的变形过程控制不当，就会出现冲压加工的废品或发生影响制件质量的问题，使冲压工艺过程陷于失败。产生这一问题既有内在因素，也有外在因素，内在因素即材料的力学性能，主要指标为应变强化指数和塑性应变比。外在因素有坯料尺寸过大，凸凹模间隙过小，拉延筋布置不当，凹模口或拉延筋圆角半径过小，压料面光洁度不够，润滑不足或不当。这些外在因素都是因为坯料在某一位置处的阻力过大造成金属的流动性差，导致坯料某一部位金属得不到补充而出现开裂。

1 冲压件开裂的问题分析

某新开发车型B柱加强板的模具自回厂以来，生产稳定性较差，主要为开裂、拉毛，报废率比较高。为保证后工序生产，采取垫薄膜来保证制件状态。

针对以上问题，从人、机、料、法、环、测等方面，使用鱼刺图进行原因分析，影响此问题点的主要原因集中在模具型面光洁度差、研合率低、坯料问题、前期工艺规格验证不充分4个方面。

2 解决方案

2.1 模具型面

生产过程中若模具的型面过紧，则会导致板料流动性差，造型部位板料得不到及时补充而造成开裂。另外若模具型面的粗糙度较大，板料流动时受到较大的阻力导致流动性差，也会造成冲压件局部开裂。针对型面过紧的问题在模具上线之前，要定期对模具的研合率进行研配，达到生产标准后再进行生产；对因模具型面粗糙造成的开裂问题，则要对模具型面进行研配、打磨至符合要求后进行TD处理或镀铬处理，增加模具型面的光滑性从而预防开裂。

2.2 模具研合

模具间隙不均匀将导致板料不同部位受到的压力不同，即生产时板料流动速度有差异，加大冲压件开裂的可能性。模具使用一定时间后，因不同部位受到的冲击力不同，致使模具的研合率降低，冲压件生产时将存在开裂及缩颈风险。所以对于模具来说定期的保养、研配是必不可少的。

2.3 钢板替换

针对原材料问题，用B类钢板代替目前所用A类钢板，经过现场验证对比，原来所用A钢板生产稳定性差且拉毛保养频繁，报废率为3%～4%左右；更换钢板后，拉毛明显减少，开裂报废率为1%。图示为两种钢板料冲压所得制件的比较。通过以上现象说明，原材料是影响该冲压件开裂的一个因素。但在更换原材料后仍不能彻底解决开裂问题，又说明对于该冲压件开裂问题，还有其他影响因素存在。

2.4 板料尺寸调整

在同一个冲模外力的直接作用下，坯料的各个部分都有产生某种形式的塑性变形的可能，但是，由于受模具外力作用方式与坯料各部分的几何形状与尺寸不同的影响，在所有可能发生的变形方式中，需要变形力最小的部分以需要变形力最小的方式首先变形。这个规律对所有冲压成形过程都是适用的。冲压件生产时板料不合理，则尺寸过大进料阻力增大，易出现开裂的缺陷，尺寸过小则压边圈压不住板料进料阻力减小，易导致起皱、叠料等质量缺陷。坯料尺寸过大，就会增加坯料与模具在拉延过程中的接触面积，进而增加了坯料与模具的摩擦力，减弱了金属的流动性，就会出现开裂倾向。

2.5 技术沉淀

为预防B柱加强板及类似件开裂问题的发生，需做到以下几点：将更改后料片尺寸纳入受控版金属材料消耗定额；将整改后的制件进行封样，保证制件状态的一致性；对来料进行严格把控，保证材料性能的稳定性；生产线需对操作工进行培训，不定时巡查监督，并做好首末班制件检测，发现问题及时反馈和处理；对模具及设备进行定期维护。

3 结论

（1）利用本文所提供方法分析冲压件开裂问题，能够全面、系统、有效的查找开裂原因。

（2）冲压件开裂的根本影响因素为材料的加工硬化性能和冲压过程中材料的流动性，所有影响冲压件开裂的因素最终都可归结到这两种因素上。

（3）本文冲压件开裂主要原因为坯料尺寸过大，通过研合模具和板料替换只能在一定程度上减轻不能完全消除。

（4）冲压件开裂，不一定都是某个单一的原因造成的，也有可能是有一个主要原因和几个次要原因综合影响的结果。只有找到造成该缺陷的所有影响因素，才能彻底的消除缺陷。

参考文献

[1]翁其金.冲压工艺及冲模设计[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]王同领，陈峰，苑雪雷.冲压件开裂问题的解决方法[J].汽车工程师，2013，（9）：56-58.

（作者单位：奇瑞商用车（安徽）有限公司河南分公司）