沖壓件成型工序和缺陷的講解

沖壓件成型包括沖裁、彎曲、拉深、成形、精整等工序。沖壓件加工的材料主要是熱軋或冷軋（以冷軋為主）的金屬板帶材料，例如碳鋼板、合金鋼板、彈簧鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、不銹鋼板、銅及銅合金板、鋁及鋁合金板等。

硬度檢測采用洛氏硬度計。數(shù)控機(jī)沖壓件的加工重復(fù)定位精度、直線進(jìn)給速度在五金模具三維型面加工時，不能反映實際沖壓件加工情況。模具的三維曲面精度不錯加工，提出了高動態(tài)精度性能的要求，精度不錯還要在機(jī)床的高剛性、熱穩(wěn)定性、高性以及優(yōu)良的控制系統(tǒng)相配合下才可能得以實現(xiàn)。

目前汽車沖壓件行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)如下：

1、仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是沖壓發(fā)展需要借助的手段。

2、自動化和靈活性要求是沖壓發(fā)展需要考慮的因素。

3、模具設(shè)計制造技術(shù)，世界汽車模具制造技術(shù)正在向以計算機(jī)前的操作逐步代替現(xiàn)場操作，以精度不錯加工代替人的手工勞動，模具的設(shè)計、制造高度標(biāo)準(zhǔn)化，單件生產(chǎn)方式向流水線式生產(chǎn)方式發(fā)展等。國外的大型外覆蓋件模具企業(yè)在模具制作的很多地方與國內(nèi)企業(yè)有很大的不同，值得我們很好的借鑒。

4、新工藝的很大應(yīng)用，包括鋼板的應(yīng)用、多種厚度激光拼焊板坯的沖壓技術(shù)、板材熱成形技術(shù)、內(nèi)高壓脹管技術(shù)、輕合金成型技術(shù)、數(shù)字化成型技術(shù)、特種沖壓成形技術(shù)等。

沖壓件成形缺陷：

1、切割材料出現(xiàn)毛刺

切割沖壓件板材的過程中，很容易會導(dǎo)致材料周邊出現(xiàn)很多刺狀物的問題，他們厚度大小不一，但一般都會具有相應(yīng)高度。這些刺狀物就是在切割材料過程所帶來的毛刺。切割材料邊緣的毛刺主要有兩種，一種是由于切割設(shè)備凹凸?？p隙太大，致使切割平面不一致所產(chǎn)生的。該類毛刺的高度以及厚度數(shù)值大；另一種是由于切割設(shè)備凹凸模間隙不大或者是模具長期磨損所產(chǎn)生的。該類毛刺具有相應(yīng)高度，但是厚度較薄。由此可見，汽車沖壓件加工人員應(yīng)該做好切割設(shè)備凹凸模間隙的調(diào)整工作，定期檢查模具磨損情況，對有問題模具要及時維修或替換。

2、拉伸破裂

在拉伸過程中，假如拉力大于材料的大抗拉強度，則會出現(xiàn)破裂現(xiàn)象。板材薄厚并不是發(fā)生破裂現(xiàn)象的判斷標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，不是薄的地方而是拉伸變形程度大的位置較容易出現(xiàn)拉伸破裂現(xiàn)象。因此，設(shè)計人員應(yīng)該在設(shè)計前期拉伸變形大位置采取防預(yù)措施，并在拉伸后對成型件予以精密修補，比如說通過打孔以及切口等方式，減輕拉伸拉力，降低破裂幾率。

3、拉伸起皺

沖壓件拉伸過程中，金屬材料在壓力的作用之下，發(fā)生拉伸變形，導(dǎo)致零件凸緣或者筒壁起皺。究其原因，主要是由于切向壓應(yīng)力引起的。當(dāng)凸緣的切向應(yīng)力達(dá)到界限值時，凸緣邊緣會出現(xiàn)連續(xù)的、波浪形彎曲，被稱作起皺。

實際加工過程中，提升內(nèi)徑方向的拉應(yīng)力是去掉起皺的常見措施。假如皺紋均布于沖壓件四周，應(yīng)提升壓料力以去掉起皺現(xiàn)象。對于錐形件或者半球形加工件而言，拉伸初始階段材料幾乎懸空，易在側(cè)面筒壁出現(xiàn)起皺，所以在提升壓邊力的基礎(chǔ)上，應(yīng)該進(jìn)一步加大板材在徑向方向的拉應(yīng)力，以削弱或者去掉皺紋。具體來講，可以采用添加拉延筋的方式，在拉伸過程中壓彎板材四周，并對凹模產(chǎn)生的阻力加以影響，從而推動徑向拉應(yīng)力的提升。模具設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)實際加工需求，正確選擇拉伸筋的規(guī)格、形狀以及安裝位置，通過改變徑向拉應(yīng)力的大小，降低拉伸起皺問題。與此同時，還可以利用壓邊圈減少毛坯的拱起問題。是形狀比較復(fù)雜的拉伸件，其材料穩(wěn)定性差，起皺幾率很高。因此，在該類部件的拉伸工藝設(shè)計階段，應(yīng)增設(shè)凸筋，充足吸收板材拉伸過程中所產(chǎn)生的多余金屬材料，進(jìn)而避免起皺。此外，提升毛坯厚度，降低拉伸變形，也是一種不錯的去掉起皺的方式。

4、拉伸回彈

汽車沖壓件在拉伸形成的過程中，板材彎曲變形現(xiàn)象普遍存在。即使在拉延動作結(jié)束之后，也會殘留相應(yīng)應(yīng)力。這些殘余應(yīng)力與閉合模具的接觸力之間處于平衡位置。一旦再次開啟模具，加工件在殘余應(yīng)力的作用下將發(fā)生回彈，導(dǎo)致實際加工效果與預(yù)期在尺寸上存在偏差。

拉延回彈是汽車沖壓成形缺陷的一種，在實際加工過程中很難去掉。隨著科技的不斷發(fā)展，人們積對拉伸回彈進(jìn)行深人研討，利用計算機(jī)仿真模式提供眾多解決辦法。目前，針對回彈加工面的相關(guān)補償技術(shù)是解決拉伸回彈的較、辦法。

隨著汽車工業(yè)的快發(fā)展，沖壓加工作為較基本、較守舊、較重要的金屬加工方法之一，今后10~20年在我國汽車行業(yè)中將得好的發(fā)展。在汽車的構(gòu)成中，車身及發(fā)動機(jī)、底盤一起被稱為汽車的三大總成。據(jù)統(tǒng)計，客車、轎車和多數(shù)用汽車車身質(zhì)量約占整車自身重量40%~60%，轎車車身大約由400個左右的沖壓件焊接而成。鋼板材料在不同車型中占汽車自身質(zhì)量的51%~65%。

目前國內(nèi)從事沖壓件的大型企業(yè)很少，基本上是一些中小企業(yè)，沖壓件以中小沖為主。而汽車行業(yè)的大型沖壓件，以拉深為主，在我國這部份沖壓件主要集中在汽車廠、拖拉機(jī)廠、飛機(jī)制造廠等大廠，大型沖壓拉深廠還不多見。而對我國汽車行業(yè)零部件類或車身中的中小沖壓件類來講，隨著汽車業(yè)的發(fā)展而得不慢發(fā)展，目前一些汽車廠或拖拉機(jī)廠的周圍都有許多這樣的小廠。

設(shè)計的沖壓件需要形狀簡單，結(jié)構(gòu)正確，以有利于簡化模具結(jié)構(gòu)、簡化工序數(shù)量，即用少、簡單的沖壓工序完成整個零件的加工，減少再用其他方法加工，并有利于沖壓操作，便于組織實現(xiàn)機(jī)械化與自動化生產(chǎn)，以提升勞動生產(chǎn)率。激光切割加工是金屬加工、機(jī)械制造區(qū)域常用的零件。沖壓件加工是利用模具使金屬板帶發(fā)生分離或成形的加工方法。其應(yīng)用范圍廣闊。加工的材料主要是熱軋或冷軋（以冷軋為主）的金屬板帶材料，例如碳鋼板、合金鋼板、彈簧鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、不銹鋼板、銅及銅合金板、鋁及鋁合金板等。