沖裁問題的分析與改進

文／姚海濤，孟華，王勇，李鑫，張興龍·長城汽車股份有限公司技術中心

沖裁問題的分析與改進

文／姚海濤，孟華，王勇，李鑫，張興龍·長城汽車股份有限公司技術中心

助理工程師，主要從事汽車白車身沖壓件開發工作，主持完成了哈弗M4車型、哈弗H9車型沖壓件開發，曾榮獲技術中心2009年度先進個人，工程院2010年度先進個人，集團級2011年“狼兔先進個人”。

通過對沖壓件落料、沖孔過程中出現的毛刺、制件翹曲不平、塌邊、缺孔或孔未沖開、制件被硌傷、劃傷等問題進行研究，分析上述問題產生的主要原因，針對問題產生的主要原因，給出具體的問題解決對策，以及在設計時如何預防問題的產生。

隨著汽車行業的飛速發展，現代人們對汽車的品質提出了更高的要求，沖壓制件落料時產生的毛刺、硌傷、劃傷等問題可能引起整車電泳時，電泳不到位，導致制件生銹，嚴重影響整車的品質，通過對沖壓落料時出現的毛刺、制件翹曲不平、塌邊、缺孔或孔未沖開、制件被硌傷、劃傷等問題進行研究，并給出具體的解決對策和預防措施，提高制件的品質和生產效率。

沖裁件斷面特征

普通沖裁件的斷面一般可以分成四個區域（圖1），即圓角帶（a）、光亮帶（b）、斷裂帶（c）和毛刺（d）四個部分。圓角帶是刃口附近的材料產生彎曲和伸長變形(也稱塌角、圓角）；光亮帶是由于模具側面擠壓形成的光亮垂直斷面，占斷面1/2-1/3；斷裂帶是在拉力作用，斷紋擴展形成的；毛刺是在拉力作用下，裂紋加長，材料斷裂而產生的。這四個區域可作為評價斷面質量的主要參數。

圖1 沖裁斷面特征區

沖裁問題分析與改進

毛刺產生的原因及對策

⑴沖裁間隙過小。

當制件斷面光亮帶過寬，甚至出現兩個光亮帶和被擠出毛刺時，一般可推斷為沖裁間隙過小（圖2）。可通過修研凸模（落料模）或凹模（沖孔模），使其間隙適當變大，達到合理間隙值（參考理論值）。

⑵沖裁間隙過大。

當制件斷面上光亮帶太窄，塌角較大，且整個斷面又有很大斜度，產生斷裂毛刺時，則可推斷為沖裁間隙過大（圖3）。對于落料模修整凸模，對于沖孔模修整凹模，通過補焊凸模或更換凹模來調整凸凹模間隙至理論值。

圖2 沖裁間隙過小

圖3 沖裁間隙過大

⑶沖裁間隙不均。

制件斷面上光亮帶不均勻，且毛刺集中于一端，則推斷間隙不均勻。根據制件斷面調整對應的凸凹模，如果是局部不均勻，應進行局部修整。

⑷刃口鈍。

當凸模刃口鈍時會在落料件周邊上產生大毛刺，而在沖孔時產生較大圓角；若凹模刃口變鈍，則沖孔件孔邊產生毛刺，落料件圓角大；若凸模、凹模刃口均變鈍時，則在沖孔件和落料件產生毛刺。刃口變鈍可刃磨刃口端面，若因硬度低引起變鈍，則需要重新進行淬火，增加硬度。

⑸落料凹模有倒錐。

如果落料凹模有倒錐，當制件從凹模孔中通過時，制件邊緣被擠出毛刺。修整凹模保證刃口高度為5～8mm，消除倒錐造成的修邊毛刺。

制件翹曲不平

制件翹曲的主要原因是模具帶料。產生模具帶料的原因主要有壓料芯與凹模間隙小、退件器退料力小、凸凹模間隙偏大。通過對壓料芯與凹模間隙、凸凹模間隙和退料力進行調整解決模具帶料問題。

塌邊、缺孔或孔未沖開

塌邊、缺孔或孔未沖開的主要原因包括沖頭長度不夠、刃口刃入量與理論行程不一致、刃口崩刃或磨損、壓邊力小等。

引起沖頭長度不夠的原因包括沖頭設計不合理、長時間生產導致沖頭產生磨損。具體的解決對策為查看設計值、更換磨損的沖頭或者在沖頭下加墊片，增加沖頭高度。刃口刃入量與理論行程不一致時，對模具閉合高度進行調整，保證壓到位。刃口崩刃或磨損時需對崩刃或磨損的部位進行補焊，補焊完畢后，對模具重新研合。壓邊力小可通過調整彈簧的預緊力或者更換彈力較大的彈簧，加大壓料力。

制件孔偏問題

相對的安裝孔沒有在同一工位上沖出，在不同的工位沖出的孔存在沖偏的風險。對制件的沖壓工藝進行更改，相對位置的安裝孔在同一個工位上沖出，保證孔位之間的相對精度。

制件被硌傷、劃傷

⑴模具加工或調試過程中導致上、下模具表面不符，造成制件硌傷。解決方式為核對模具的加工數據，重新對模具進行補焊加工，重新研合模具，保證上下型面一致。

⑵板料的傳送裝置上存在尖角、棱角等，在上料、下料時，在板料傳送過程中易引起制件硌傷、劃傷等缺陷。針對此種問題可在生產前后對傳送裝置進行檢查，解決傳送裝置上的尖角、棱角等問題，保證生產出合格的板料。

⑶在生產過程中，模具內的料渣掉落到板料上造成制件硌傷。面對此類問題應定期對模具進行清洗，生產前后擦拭模具，檢查模具上面是否存在料渣，保證模具生產時沒有料渣。

制件帶廢料

⑴凸凹模間隙過大時，易導致廢料切不斷，產生制件帶料，應對模具進行研合，調整凸凹模間隙，保證廢料順利切斷。

⑵凹模讓刀的位置空間小，造成制件帶廢料時，應加大凹模讓刀位置的空間，解決帶廢料的問題。

⑶廢料不能排出模具，卡在模具上造成制件帶料時，可通過增大廢料的避空，保證廢料能夠順利的滑出模具，解決制件帶廢料的風險。

⑷卸料板與凸凹模工作高度等高未形成落差時，卸料板起不到卸料的作用，引起制件帶廢料，應調整卸料板與凸凹模工作高度，讓卸料板起到卸料的作用，廢料與制件分開，順利的滑出模具。

制件缺料

毛坯料小，壓件時易出現缺料的問題（圖4），一般通過合理的選用毛坯料來解決。模具定位設計不合理，定位不準確造成制件缺料時應調整模具定位，保證定位準確，制件不缺料。

圖4 制件缺料

結束語

通過對沖孔過程中出現的毛刺、制件翹曲不平、塌邊、缺孔或孔未沖開、制件被硌傷、劃傷等問題進行研究分析，給出具體的整改措施，在設計階段對上述問題進行預防，生產過程中出現問題后及時整改，提高制件的品質，提高生產效率。