淺談汽車(chē)鈑金沖壓件回彈的解決方法

陸劍

摘要：在汽車(chē)制造過(guò)程中，沖壓件的精度在整車(chē)精度方面至關(guān)重要的作用，這就要求沖壓件符合性和一致性。在實(shí)際生產(chǎn)中，有很多問(wèn)題影響沖壓件的質(zhì)量，其中回彈問(wèn)題就是沖壓常見(jiàn)問(wèn)題，也是比較復(fù)雜，難解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)、鈑金、沖壓件、回彈、解決方法

引言：制件的造型是多樣性的.所以在成形時(shí)的應(yīng)力方向就跟隨造型變化而變化。由于成形過(guò)程的前、后期板料隨著時(shí)間的變化接觸不同的造型R角，所以應(yīng)力的方向也是在時(shí)時(shí)的。這就使制件的扭曲及面品問(wèn)題更加復(fù)雜難以處理。分析透徹問(wèn)題的真因是解決缺陷的前提

1沖壓件質(zhì)量缺陷

1.1凸凹模間隙引起的沖裁斷面質(zhì)量缺陷

影響沖裁斷面而引起質(zhì)量缺陷的主要原因是沖裁間隙。在沖壓件加工過(guò)程中，沖裁間隙主要是由材料厚度、材料材質(zhì)、初沖截材料的供應(yīng)狀態(tài)、潤(rùn)滑方式等等因素影響。由于生產(chǎn)過(guò)程中，沖壓件設(shè)計(jì)精度要求、生產(chǎn)條件不同，在實(shí)際加工時(shí)，無(wú)法確定一個(gè)統(tǒng)一的間隙值。沖裁間隙對(duì)沖壓件沖裁斷面的質(zhì)量、模具使用狀況、沖壓精度、力能消耗等多個(gè)工藝參數(shù)有較大的影響，因此，需要我們根據(jù)沖壓件毛刺大小、沖壓斷面殘余應(yīng)力大小、模具使用時(shí)間的長(zhǎng)短，來(lái)確定一個(gè)最佳間隙值，作為生產(chǎn)的一個(gè)指導(dǎo)值，從而保證沖裁斷面質(zhì)量。

1.2凸凹模質(zhì)量缺陷引起的沖裁斷面質(zhì)量缺陷

在沖裁斷面時(shí)，若其所用刃口磨損，往往導(dǎo)致沖裁斷面周邊有二次剪切出現(xiàn)，因?yàn)榱鸭y產(chǎn)生的滯后的原因，有較高且薄的毛刺產(chǎn)生。再者因?yàn)樵谑褂眠^(guò)程中，局部刃口塌邊的出現(xiàn)，使局部出現(xiàn)超差間隙，從而沖壓件出現(xiàn)高度不均、毛刺根部R增大。而導(dǎo)到局部刃口塌邊出現(xiàn)，往往是因?yàn)榫植咳锌谀p或者是刃口熱處理效果不良所到，需要對(duì)刃口做修復(fù)處理后，再開(kāi)始生產(chǎn)作業(yè)。當(dāng)全錐度凹模研磨超差或凹模垂直度降低時(shí)，也都會(huì)導(dǎo)到?jīng)_裁斷面出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，一般表現(xiàn)為斜度變大、出現(xiàn)塌角等。當(dāng)凸凹模硬度過(guò)高或定心嚴(yán)重超差時(shí)，容易出現(xiàn)卷刃和引起凸凹模局部缺口，這些，都直接導(dǎo)致沖裁面凸凹形線條出現(xiàn)。凹模孔表面精度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，避免因粗糙面的存在，導(dǎo)致沖壓件質(zhì)量缺陷。

1.3其他質(zhì)量缺陷引起的沖裁斷面質(zhì)量缺陷

這方面主要關(guān)注：凸凹模是否緊固，防止其出現(xiàn)松動(dòng)導(dǎo)致沖裁出現(xiàn)塌角、毛刺等;潤(rùn)滑劑選用應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，同時(shí)不出現(xiàn)缺失;凸凹模保持干凈，無(wú)異物附著或要切屑粘連;從而防止凸凹模發(fā)熱膨脹卡死而損傷凸凹模;卸料板與凸模間隙正常，否則容易導(dǎo)致凸?；匚粫r(shí)上拉使制件產(chǎn)生卷邊。凸凹模定心是否超差、導(dǎo)向裝置裝配不好或松動(dòng)等;在沖壓件加工過(guò)程中，出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題的原因歸納起來(lái)主要有以下幾點(diǎn)：①原材料質(zhì)量低劣;②沖模的安裝調(diào)整、使用不當(dāng);③操作者沒(méi)有把條料正確的沿著定位送料或者沒(méi)有保證條料按一定的間隙送料;④沖模在使用過(guò)程中，其自身工作零部件磨損、間隙變化等;⑤沖模在使用過(guò)程中，緊固件松動(dòng)，沖模安裝位置產(chǎn)生位移;⑥沒(méi)有按操作規(guī)程進(jìn)行操作或因操作者經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)方面的欠缺。

2常見(jiàn)回彈問(wèn)題

材料在拉伸過(guò)程中應(yīng)力未超過(guò)屈服應(yīng)力之前，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，應(yīng)變?yōu)閺椥宰冃坞A段。應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后，開(kāi)始進(jìn)入塑性變形階段。如在塑性變形階段卸載，應(yīng)變回隨之變小一部分，變小的一部分及回彈量，卸載曲線的斜率會(huì)與彈性變形階段接近平行。

2.1后背門(mén)外板與機(jī)蓋外板，造型中的特征少，且弧度平緩。修邊后制件沒(méi)有了周圈，工藝補(bǔ)充的約束，回彈量很大。翻邊時(shí)由于包邊面的壓縮或延展成形，導(dǎo)致回彈進(jìn)一步加大，有的車(chē)型回彈能達(dá)到20mm左右。

2.2梁類件回彈。

梁類件.多成“幾”字型或半“幾”字型，沖壓成形后，制件會(huì)以沿著造型圓角R為軸回彈，梁類件側(cè)壁的“翹曲”回彈。拉伸時(shí)材料經(jīng)過(guò)凹?？谶M(jìn)入型腔內(nèi)部.材料經(jīng)過(guò)拉彎曲再拉直的過(guò)程.再拉直后未能完全延展，剩余殘余的彈性應(yīng)變出現(xiàn)翹壁回彈。

3沖壓件回彈缺陷解決方法

主要簡(jiǎn)述一下在產(chǎn)品試制階段對(duì)沖壓件回彈缺陷的解決方法，分為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)：

3.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面：

3.1.1更換沖壓件材質(zhì)、料厚

材料在沖壓件成型中起著至關(guān)重要的作用，鋼板屈服強(qiáng)度越大，回彈量越大，鋼板厚度越小，回彈量越大，在滿足產(chǎn)品性能的要求下，可選擇屈服強(qiáng)度小的鋼板，或適當(dāng)增加鋼板料厚。

3.1.2沖壓零件形狀設(shè)計(jì)

零部件形狀對(duì)沖壓件回彈影響很大，如一個(gè)折彎沖壓件，設(shè)計(jì)成U型和設(shè)計(jì)成V型的回彈量就是顯而易見(jiàn)的，后者可以有效的解決回彈問(wèn)題。形狀復(fù)雜的一次彎曲的沖壓件，收到各種方向的應(yīng)力和摩擦，回彈缺陷就是很難消除的，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)可分別設(shè)計(jì)幾個(gè)零件進(jìn)行組合，減少一次成型的復(fù)雜彎曲，可解決回彈問(wèn)題。

3.1.3設(shè)置防回彈筋

防回彈筋是解決回彈的有效方法之一，在滿足產(chǎn)品要求的情況下，增加防回彈筋，改變產(chǎn)品形狀。防回彈筋一般有三角筋和凸凹筋，可根據(jù)產(chǎn)品要求及回彈量的大小進(jìn)行設(shè)置。

3.1.4減小彎曲部位R角

彎曲部位R角對(duì)回彈的影響很大，R角越小，回彈量越小。在滿足產(chǎn)品要求的情況下，可通過(guò)減小R角解決回彈問(wèn)題，一般沖壓件彎曲部位R角應(yīng)<8mm。

3.2工藝設(shè)計(jì)方面：

3.2.1模具凸模設(shè)置負(fù)角

此方法主要用于翻邊彎曲類沖壓件回彈的解決，通過(guò)改變翻邊彎曲模具凸模角度，沖壓時(shí)無(wú)凸模約束，使鋼板產(chǎn)生負(fù)回彈，沖壓完成后沖壓件回彈，通過(guò)回彈量與負(fù)回彈量相互抵消，達(dá)到產(chǎn)品要求。一般是在凸模彎曲R角以下（5-10）mm開(kāi)始加工負(fù)角，使凸模型面與沖壓方向的夾角<90°，負(fù)角的大小需根據(jù)回彈量及調(diào)試數(shù)據(jù)來(lái)確定。

3.2.2模具設(shè)計(jì)預(yù)成型工序

一次性成型到位的沖壓件易出現(xiàn)回彈，增加預(yù)成型工序，將一個(gè)沖壓工藝分布在不同的工序中完成，可有效消除成型內(nèi)應(yīng)力，也就是說(shuō)某產(chǎn)品要求成型為90°，可分前后兩個(gè)工序完成，一工序成型為45°，二工序成型為90°，從而解決沖壓件回彈。

3.2.3減小凸凹模具間隙

模具凸凹模間隙的調(diào)整在（0.95-1.0）倍的料厚，使材料與凸凹模完全貼合，達(dá)到解決回彈目的，但因采用小間隙會(huì)導(dǎo)致模具磨損，造成沖壓件出現(xiàn)拉毛問(wèn)題，對(duì)于采用此方法解決回彈問(wèn)題，需對(duì)模具進(jìn)行硬化處理。

3.2.4使用液壓沖壓設(shè)備

一般沖壓設(shè)備有兩種：機(jī)械式壓力機(jī)和液壓式壓力機(jī)，最大區(qū)別是：液壓式壓力機(jī)有保壓時(shí)間且速度較慢。模具閉合到底后，液壓設(shè)備繼續(xù)施壓保證一段時(shí)間，可消除鋼板成型內(nèi)應(yīng)力。沖壓速度慢，可使鋼板在成型過(guò)程中變化均勻，降低因速度快造成的內(nèi)應(yīng)力集中，塑性變形不充分問(wèn)題，進(jìn)而保證沖壓件成型質(zhì)量。

3.2.5增加整形工序

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)無(wú)法更改，工藝設(shè)計(jì)無(wú)法達(dá)到要求的情況下，可增加整形工序來(lái)解決回彈問(wèn)題，這是其它方法無(wú)效，最后才使用的方法，因?yàn)樵黾庸ば驎?huì)增加模具投入及生產(chǎn)成本。

結(jié)束語(yǔ)：目前，沖壓件在汽車(chē)當(dāng)中有著非常重要的應(yīng)用，沖壓加工也在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，它不僅僅關(guān)系到了人們生活的方方面面，也對(duì)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了重要影響，得到了普遍的應(yīng)用。我國(guó)的汽車(chē)制造廠在生產(chǎn)汽車(chē)的過(guò)程中，很多的零部件都是運(yùn)用沖壓加工技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的，并且現(xiàn)在的沖壓件種類繁多，形狀各異，這種情況很容易導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，為了避免此類問(wèn)題發(fā)生，就應(yīng)該在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格按照規(guī)范生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯偉平.汽車(chē)沖壓件制造工藝分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（35）：113.

[2]柯桂顏，路平，石婧，辛秀敏.拉延筋、壓邊力對(duì)沖壓件成形性能的影響研究[J].鍛壓技術(shù)，2016，（05）：39-43.