鈑金加工的落料工序品質(zhì)管理技術(shù)研究

李美玉

（株洲聯(lián)誠集團控股股份有限公司，湖南 株洲 412001）

1 鈑金加工落料工序及特點

鈑金加工強調(diào)最終產(chǎn)品從規(guī)格、性能等各方面都要有較高標準，因此在鈑金加工工序方面要求嚴格。典型的鈑金加工工序包括下料、彎曲、拉伸、激光切割等，最終要完成落料工序?qū)崿F(xiàn)料件分離。在落料工序，確定好上下模具后，在其中及時固定板料，驅(qū)動上模完成沖壓，在上模的應(yīng)力作用下將板料分離，得到所需要的輪廓、形態(tài)和設(shè)計尺寸。隨著數(shù)控沖床的技術(shù)改進，規(guī)模化產(chǎn)出的落料件往往具有鮮明特性：一是分離斷面毛刺較小，具有流線型外觀美感；二是以落料工藝完成的鈑金加工件具有較小尺寸，因此單品成型用時少，適合于批量生產(chǎn)；三是數(shù)控沖床平臺上的落料操作簡便易行，操作人員并不需要有更專業(yè)高深的技術(shù)或知識；四是數(shù)控沖床以自動工況完成落料沖裁，規(guī)模化量產(chǎn)中可大幅提升材料利用率，因而成本控制更為有效。

2 鈑金加工落料工序的品質(zhì)管理技術(shù)

（1）網(wǎng)格試驗概念及原理。網(wǎng)格試驗是基于網(wǎng)格測試與成形極限曲線聯(lián)合判別的應(yīng)變分析思路，即是使用成形極限曲線來展開檢測，具體參照國家制定的GB/T24171.1-2009標準。沖壓落料現(xiàn)場的成形極限曲線測定采用離線網(wǎng)格應(yīng)變分析方法來繪制圖形，并有效充當快速評析落料件的成型效果。典型原理為：通過計算機輔助技術(shù)中的CAE處理，繪制好鈑金加工件的成形極限圖，積極收集經(jīng)網(wǎng)格試驗的板件信息，還原相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)組建模型，不斷梳理應(yīng)力，探討應(yīng)力應(yīng)變分布情況，合理掌握不同部位的實際變形狀況，并掌握材料流動，將理論化的成形極限圖與之作對比，從而判斷完成落料分離的鈑金件是否出現(xiàn)不合理的塑形變形，并可進一步確定落料分離鈑金件沖壓成形的安全裕度并評級破裂風險。網(wǎng)格試驗的基礎(chǔ)在于能夠?qū)で蟮揭环N更合理的網(wǎng)格模型，使得板件接受應(yīng)力測量時可以在任意方向上組織，因此，圓形網(wǎng)格形狀體現(xiàn)出了優(yōu)勢：無論在何方向形成主應(yīng)力，都會在對應(yīng)方向上測得主應(yīng)變。

（2）具體網(wǎng)格試驗方法。備好試驗所需要的室內(nèi)場地，要求平整、開闊、空間富余，并要準備好足量的接頭，同時配好擦布以清潔之用;首先對待測鋼板進行清潔，要使用擦布有效擦拭鋼板上的灰塵，將油脂清除；接好網(wǎng)格儀的各種線纜后，用紅色電極緊緊夾附鋼板，并調(diào)整滾壓輪，要求輪間獨立且分開放置以確保整個裝置不出現(xiàn)通電短路的情況；根據(jù)一定的平整標準和要求，從底到上依次放置鋼板、網(wǎng)格紙、毛氈，而后將電解液添加在毛氈中，添加抹涂的過程應(yīng)均勻；啟動開關(guān)后確保電源紅色指示燈發(fā)亮，整體上的通電性能要良好平順；在毛氈上運行滾壓輪，呈勻速運行狀態(tài)，往復5次左右。滾壓過程中毛氈下方的網(wǎng)格紙要求不出現(xiàn)移動或變位情況，滾壓輪的運行速度不能強制變更或生硬拖拽；網(wǎng)格儀斷電停止運行后，將網(wǎng)格紙一角翻掀，合適是否在鋼板上清晰印制網(wǎng)格，是否有出現(xiàn)斷連情況；重新接好網(wǎng)格儀器的不同線纜后，重復以上3至7的步驟，有序完成不同印制區(qū)的印制任務(wù)，整體上完成鋼板網(wǎng)格印制，為達到最后的清潔效果，使用適量的清洗液完成鋼板整面清洗；印制完成的網(wǎng)格鋼板應(yīng)及時在數(shù)控沖床進行成形落料，若未及時開展沖壓測量則應(yīng)上油防銹[1]。

（3）沖壓注意事項。平整光滑的板材面出現(xiàn)網(wǎng)格印制圖線后，事實上增加了沖壓中的摩擦阻力，為達到最理想效果，應(yīng)注意完成網(wǎng)格面涂油起到潤滑推進的作用；單動拉延部件要注意朝上放置印制網(wǎng)格面，這樣在沖床的上下面接觸過程中，減少網(wǎng)格與凸模的過多接觸。

3 鈑金網(wǎng)格試驗落料品質(zhì)管理實例

文中以某零件的側(cè)圍外板作為網(wǎng)格試驗對象。通常在沖壓件的鈑金落料成形過程對比中，側(cè)圍外板部件往往較難實現(xiàn)成形控制。整個成形控制過程，涉及到內(nèi)外圈流料平衡及大抽深性能指標。在沖壓過程中側(cè)圍外板部件很容易因外觀面達不到美觀質(zhì)量要求而成為殘缺品，甚至出現(xiàn)明顯的局部破裂或縮頸等嚴重缺陷，直接增加部件報廢率，還會使機床停機故障時間延長，這樣既費時間又費材料。從傳統(tǒng)工藝經(jīng)驗來看，一旦出現(xiàn)以上缺陷問題才進行必要的處理，增加了反復修正的時間成本與資金成本。

對側(cè)圍外板而言，基本工藝流程即為“落料一成形一修邊整形一翻邊整形一翻邊整形沖沖壓”。在具體的沖壓生產(chǎn)工藝中，大量工業(yè)操作檢測結(jié)果反饋可知，側(cè)圍外板生產(chǎn)會因材料拉延變形不均或某局段位置薄度過低等而致產(chǎn)品缺陷。即使材料材質(zhì)相同，鋼材供貨企業(yè)也只是提供材料牌號性能范圍，不同批次材料將顯現(xiàn)出不同特性，毫無疑問會影響到鈑金加工的品質(zhì)管理。

在應(yīng)用基于網(wǎng)格試驗方法進行板件試驗后，能夠在采集數(shù)據(jù)的分析基礎(chǔ)上穩(wěn)定得到圍外板部品的成形特性，包括：材料流動、變薄特性、應(yīng)變特性等。可具體看其等效厚度減薄率這一指標。從網(wǎng)格應(yīng)變力與厚度減薄率的對應(yīng)分析看，板件上不同區(qū)域均有臨界狀態(tài)的測量取值，而多數(shù)區(qū)域測量點的減薄率是安全可控的。試驗中的板料曾有落料成形破裂的情況，分析原因主要與材料自身塑形變形能力有關(guān)。

根據(jù)試驗各類數(shù)據(jù)采集來實施成形極限曲線的計算與繪制。在零部件的風險測量點處取得數(shù)據(jù)反饋可知，其在成形極限曲線的投射區(qū)域更符合拉壓變形的變形特性，安全裕度低。

因此，對于常規(guī)工況下的鈑金加工落料工序，若仍采用上述提到的性能較弱的材料進行配件沖壓制作，只能達到7%的安全裕度，顯然是其單點成形率影響到了整體的安全裕度。要有效提升鈑金加工落料品質(zhì)管理水平，就要提升單點區(qū)域的安全裕度，可參考模具調(diào)試方向靈活變動的思想，合理實施拉延筋打磨，或是利用局域靜推增加光整度，或通過降低區(qū)域壓邊力或增大造型R角等措施，可合理解決破裂縮頸等品質(zhì)問題，增加整體鈑金加工生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

鈑金加工的落料工序品質(zhì)管理具有嚴格的要求，只有在技術(shù)上轉(zhuǎn)換思想，積極采用網(wǎng)格試驗與成形極限圖等技術(shù)優(yōu)勢，讓落料工序中的板件沖壓分離達到應(yīng)有的特性效果，確保沖壓生產(chǎn)的穩(wěn)定性，才能更好地展現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)勢，做好生產(chǎn)品質(zhì)管理。