冲压模具中零件回弹的优化方案分析

唐 雅，黄 罴

（1.柳州日高滤清器有限责任公司，广西 柳州545616；2.柳州展菱机械有限公司，广西 柳州 545616）

在模具调试及零部件生产过程中，零件会因各种模具问题导致零件回弹量增大的问题产生，影响零件的品质（在与其它零件焊接时，因回弹量大会导致与其它零件搭接时干涉或离空，并且回弹变大后也会直接影响零件料边线的长短，最后结果导致焊接不稳定——焊不稳、焊变形、料边线短后无法打焊点等）。为了在后期的模具项目中尽可能的降低零件回弹量，缩短模具制造、调试的时间，特针对该问题进行分析，制定可行性方案。

1 零件产生回弹的问题汇总及各类问题的原因分析

（1）零件材质为高强度钢，成型性能差，在拉延成型过程中成型不充分，而此类材质零件设计员在成型性分析时未重点考虑回弹问题[1-2]。

原因：主要原因为零件硬度太高，成型性能差，导致在成型过程中不能完全充分成型，或者成型后产生过大的内部应力，在修边后应力释放[3]，导致零件间隙超出理论值。如图1所示为理论零件位置与成型后回弹状态对比，图2回弹局部放大视图（天窗加强板：材质SAPH440，料厚t=0.8 mm，屈服强度≥330 MPa，抗拉强度≥440 MPa）。

图2 回弹局部放大视图，从数值上看，该位置零件回弹最大量为1.1mm，从零件R角根部到外部，回弹量逐步增加

（2）数控加工精度不达标，清角不到位

原因1：数控加工精度差，在模具型面加工过程中导致型面各个区域较理论值偏差较大[4]，累积误差随之加大，最终压制出来的零件间隙偏差就变大，甚至导致零件扭曲变形；

原因2：模具型面加工完成后，不针对小于R8以下的凹R角进行清角处理，导致模具凸、凹模型面存在因R角顶死问题而压制零件不到位。

（3）钳工研配模具型面不到位

原因：模具加工完成后，需要对模具型面进行研配，在型面上涂红丹并通过压机压制，通过红丹接触的多少来判定研配的好坏[5]，一些钳工为了省事，在该工艺步骤中偷懒，使模具型面红丹接触率不达标（红丹接触率要求：管理面红丹接触≥90%，管理面以内型面红丹接触≥85%），导致后续零件回弹量变大；如图3，模具型面红丹接触率良好。

图3 型面红丹接触状态

2 减小零件回弹的主要措施

（1）针对高强度钢零件，成型性能差，在拉延成型过程中成型不充分

方案：针对于此类零件，在完成零件全工序CAE成型分析后，必须进行零件回弹分析，从分析中找出零件回弹量大的位置进行数模更改修正，修正后再用修正的数模进行回弹分析验证[3]，直到回弹后零件间隙接近理论值（高强钢±0.5，普板±0.2）。如图4所示与图2的对比图。

图4 与图2对比图，通过回弹分析数据进行零件间隙修正后，重新分析所得数据，零件料边回弹最大为1.2mm，与理论值偏差-0.2mm，已达到需要的数值。

（2）针对数控加工精度不达标，清角不到位

方案1——数控：将公司的数控设备做好粗、精加工内容明确区分，粗加工的设备拒绝对模具进行精加工，这样一方面能提高加工效率，另一方面能够保证精加工设备的精度，从而保证加工工件的质量。另外，针对模具不同材质的部件，选取不同材质的刀具也很关键[4]，如加工钢件就需要选择硬度高、耐磨性好的刀具，以减小刀具快速磨损及崩刃的风险。

方案2——数控加工清角：在数控编程处设关卡，编完型面粗、精加工的程序后，必须编制好清角程序，在加工完型面后，现场班长检查无误后，对模具进行清角，数控走完清角程序后，班长确认无误再下机。

方案3——钳工复查：交叉检查原则，在数控加工完模具下机后，钳工使用压机设备对型面加工质量进行复查，方法如下：在模具各个部位均匀的放置铅块，压机压制铅块后，测量每个铅块各个部位的厚度是否与零件料厚接近，如果厚度偏差太大，就必须要求数控加工科重新返工加工。

如图5，对模具凹R角清角后的效果。

图5 对模具凹R角清角后的效果图

（3）针对钳工研配模具型面不到位

方案：针对该问题，主要从工艺规范化着手，编制钳工研配工艺作业指导书，在钳工完成模具型面研配工作后，班长需对研配效果进行判定，没问题后签字并上报给工装质检员，通过质检员最终检查签字并拍照留底才能流入下一工序。

3 结束语

零件回弹问题在冲压产品中是较为常见的一种现象，在模具制造的过程中，最终基本都会因回弹问题导致模具不能顺利交付，所以，在这个问题中，需要通过对设计的工艺回弹分析、加工及制造的每个环节进行分析总结，结合公司的实际状况，将回弹问题控制在最小范围内（目前还无法消除），减少零件回弹问题的整改次数，从而缩短模具开发周期，最终实现降低制造成本、按时保质的移交模具给客户使用。

[1]于 欣.汽车覆盖件模具设计与制造[M].北京：国防工业出版社，1998.

[2]胡 平.汽车覆盖件模具设计[M].北京：机械工业出版社，2014.

[3]郭铁良.模具制造工艺学[M].北京：高等教育出版社，2002.

[4]赵长明.数控加工工艺及设备[M].北京：高等教育出版社，2007.

[5]马朝兴.冲压模具设计手册[M].北京：化学工业出版社，2009.