沖壓過程與沖壓件生產缺陷處理方法
2020-05-12
在沖壓過程中，機械運動貫穿始終。各種沖壓工藝的實現都有其基本運動機理，這種運動是和模具密切相關的，各種模具的結構設計和力學設計較終都是為了滿足其能夠實現特定運動的要求設計的模具能否嚴格完成實現沖壓工藝所需的運動，直接影響到沖壓件的品質，所以在模具設計中應對機械運動進行控制。同時為了達到產品形狀尺寸的要求，不能夠拘泥或局限于各種工藝基本運動模式中，而應不斷發展和創新，在模具設計中對機械運動靈活運用。
一、沖壓成形工藝優化：
左右縱梁的原來的成形工藝為拉深，拉深需要坯料尺寸為1348mm*365mm，后根據其工藝及成形技術條件，將其工藝由拉深優化為模具成形，優化后的坯料尺寸為1308mm*284mm，工藝優化后，其材料利用率由原來的69.8%提升至92.4%。
二、工藝補充優化：
工藝補充是沖壓件模面比較重要的組成部分，其造型影響著材料利用率。通常，在保障產品成形性的前提下，產品角部拉深深度要和壓料面幾乎平齊，較大限度地降低拉深深度，一般工藝至少做8mm高的工藝補充，優化后的工藝做了3mm高的工藝補充，在寬度方向較少尺寸，此零件的材料利用率由原先的67.9%提升至68.2%。
三、產品造型分塊優化：
汽車車身沖壓件中，側圍沖壓件是車身沖壓件空間幾何尺寸大，造型較復雜的五金沖壓件，其材料利用率提升難度非常大，結構造型中側圍與后背門分塊位置對整體材料利用率影響比較大，由于側圍成形深度非常大，導致側圍、后背門內外板材料消耗增加。產品造型分開優化后，其材料利用率由原先的43.5%提升至43.8%。
四、產品深度優化：
后門內板沖壓件由于深度比較深，達到170mm，導致成形比較困難，同時，材料消耗利用率低。為此，進行后門內板門鎖區域拉深深度，使其減少40mm，其板料間距可減少30mm。產品深度優化后，其材料利用率由62.5%提升至63.2%。
在日常生產中，會遇到沖孔尺寸偏大或偏小(有可能超出規格要求)以及與凸模尺寸相差較大的情形，除考慮成形凸、凹模的設計尺寸、加工精度及沖裁間隙等因素外，還應從以下幾個方面考慮去解決。
(1)凸模刃口端部形狀。如端部修出斜面或弧形，由于沖裁力減緩，沖件不易產生翻料、扭曲，因此，沖孔尺寸會趨大。而凸模端部為平面(無斜面或弧形)時，沖孔尺寸相對會趨小。
(2)沖切刃口磨損時，材料所受拉應力增大，沖壓件產生翻料、扭曲的趨向加大。產生翻料時，沖孔尺寸會趨小。
(3)對材料的強壓，使材料產生塑性變形，會導致沖孔尺寸趨大。而減輕強壓時，沖孔尺寸會趨小。
沖壓件生產缺陷處理方法：
1、沖壓時產生翻料、扭曲的原因：
在級進模中，通過沖切沖壓件周邊余料的方法，來形成沖件的外形。五金沖壓件產生翻料、扭曲的主要原因為沖裁力的影響。沖裁時，由于沖裁間隙的存在，材料在凹模的一側受拉伸(材料向上翹曲)，靠凸模側受壓縮。當用卸料板時，利用卸料板壓緊材料，防止凹模側的材料向上翹曲，此時，材料的受力狀況發生相應的改變。隨卸料板對其壓料力的增加，靠凸模側之材料受拉伸(壓縮力趨于減小)，而凹模面上材料受壓縮(拉伸力趨于減小)。沖壓件的翻轉即由于凹模面上的材料受拉伸而致。所以沖裁時，壓住且壓緊材料是防止沖件產生翻料、扭曲的可能性。
2、抑制沖壓件產生翻料、扭曲的方法：
(1)凸模刃口端部修出斜面或弧形。這是減緩沖裁力的有效方法。減緩沖裁力，即可減輕對凹模側材料的拉伸力，從而達到抑制沖壓件產生翻料、扭曲的效果。
(2)日常模具生產中，應注意維護沖切凸、凹模刃口的鋒利度。當沖切刃口磨損時，材料所受拉應力將增大，從而沖壓件產生翻料、扭曲的趨向加大。
(3)沖裁間隙不合理或間隙不均也是產生沖壓件翻料、扭曲的原因，需加以克服。
(4)合理的模具設計。在級進模中，下料順序的安排有可能影響到沖壓件成形的精度。針對沖壓件細小部位的下料，一般先安排較大面積之沖切下料，再安排較小面積的沖切下料，以減輕沖裁力對沖壓件成形的影響。
(5)壓住材料。克服傳統的模具設計結構，在卸料板上開出容料間隙(即模具閉合時，卸料板與凹模貼合，而容納材料處卸料板與凹模的間隙為材料厚t-0.03～0.05mm)。如此，沖壓中卸料板運動平穩，而材料又可被壓緊。關鍵成形部位，卸料板做成鑲塊式結構，以方便解決長時間沖壓所導致卸料板壓料部位產生的磨(壓)損，而無法壓緊材料。
(6)增設強壓功能。即對卸料鑲塊壓料部加厚尺寸(正常的卸料鑲塊厚H+0.03mm)，以增加對凹模側材料的壓力，從而抑制沖切時沖壓件產生翻料、扭曲變形。
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