冲裁问题的分析与改进

文／姚海涛，孟华，王勇，李鑫，张兴龙·长城汽车股份有限公司技术中心

冲裁问题的分析与改进

文／姚海涛，孟华，王勇，李鑫，张兴龙·长城汽车股份有限公司技术中心

助理工程师，主要从事汽车白车身冲压件开发工作，主持完成了哈弗M4车型、哈弗H9车型冲压件开发，曾荣获技术中心2009年度先进个人，工程院2010年度先进个人，集团级2011年“狼兔先进个人”。

通过对冲压件落料、冲孔过程中出现的毛刺、制件翘曲不平、塌边、缺孔或孔未冲开、制件被硌伤、划伤等问题进行研究，分析上述问题产生的主要原因，针对问题产生的主要原因，给出具体的问题解决对策，以及在设计时如何预防问题的产生。

随着汽车行业的飞速发展，现代人们对汽车的品质提出了更高的要求，冲压制件落料时产生的毛刺、硌伤、划伤等问题可能引起整车电泳时，电泳不到位，导致制件生锈，严重影响整车的品质，通过对冲压落料时出现的毛刺、制件翘曲不平、塌边、缺孔或孔未冲开、制件被硌伤、划伤等问题进行研究，并给出具体的解决对策和预防措施，提高制件的品质和生产效率。

冲裁件断面特征

普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域（图1），即圆角带（a）、光亮带（b）、断裂带（c）和毛刺（d）四个部分。圆角带是刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形(也称塌角、圆角）；光亮带是由于模具侧面挤压形成的光亮垂直断面，占断面1/2-1/3；断裂带是在拉力作用，断纹扩展形成的；毛刺是在拉力作用下，裂纹加长，材料断裂而产生的。这四个区域可作为评价断面质量的主要参数。

图1 冲裁断面特征区

冲裁问题分析与改进

毛刺产生的原因及对策

⑴冲裁间隙过小。

当制件断面光亮带过宽，甚至出现两个光亮带和被挤出毛刺时，一般可推断为冲裁间隙过小（图2）。可通过修研凸模（落料模）或凹模（冲孔模），使其间隙适当变大，达到合理间隙值（参考理论值）。

⑵冲裁间隙过大。

当制件断面上光亮带太窄，塌角较大，且整个断面又有很大斜度，产生断裂毛刺时，则可推断为冲裁间隙过大（图3）。对于落料模修整凸模，对于冲孔模修整凹模，通过补焊凸模或更换凹模来调整凸凹模间隙至理论值。

图2 冲裁间隙过小

图3 冲裁间隙过大

⑶冲裁间隙不均。

制件断面上光亮带不均匀，且毛刺集中于一端，则推断间隙不均匀。根据制件断面调整对应的凸凹模，如果是局部不均匀，应进行局部修整。

⑷刃口钝。

当凸模刃口钝时会在落料件周边上产生大毛刺，而在冲孔时产生较大圆角；若凹模刃口变钝，则冲孔件孔边产生毛刺，落料件圆角大；若凸模、凹模刃口均变钝时，则在冲孔件和落料件产生毛刺。刃口变钝可刃磨刃口端面，若因硬度低引起变钝，则需要重新进行淬火，增加硬度。

⑸落料凹模有倒锥。

如果落料凹模有倒锥，当制件从凹模孔中通过时，制件边缘被挤出毛刺。修整凹模保证刃口高度为5～8mm，消除倒锥造成的修边毛刺。

制件翘曲不平

制件翘曲的主要原因是模具带料。产生模具带料的原因主要有压料芯与凹模间隙小、退件器退料力小、凸凹模间隙偏大。通过对压料芯与凹模间隙、凸凹模间隙和退料力进行调整解决模具带料问题。

塌边、缺孔或孔未冲开

塌边、缺孔或孔未冲开的主要原因包括冲头长度不够、刃口刃入量与理论行程不一致、刃口崩刃或磨损、压边力小等。

引起冲头长度不够的原因包括冲头设计不合理、长时间生产导致冲头产生磨损。具体的解决对策为查看设计值、更换磨损的冲头或者在冲头下加垫片，增加冲头高度。刃口刃入量与理论行程不一致时，对模具闭合高度进行调整，保证压到位。刃口崩刃或磨损时需对崩刃或磨损的部位进行补焊，补焊完毕后，对模具重新研合。压边力小可通过调整弹簧的预紧力或者更换弹力较大的弹簧，加大压料力。

制件孔偏问题

相对的安装孔没有在同一工位上冲出，在不同的工位冲出的孔存在冲偏的风险。对制件的冲压工艺进行更改，相对位置的安装孔在同一个工位上冲出，保证孔位之间的相对精度。

制件被硌伤、划伤

⑴模具加工或调试过程中导致上、下模具表面不符，造成制件硌伤。解决方式为核对模具的加工数据，重新对模具进行补焊加工，重新研合模具，保证上下型面一致。

⑵板料的传送装置上存在尖角、棱角等，在上料、下料时，在板料传送过程中易引起制件硌伤、划伤等缺陷。针对此种问题可在生产前后对传送装置进行检查，解决传送装置上的尖角、棱角等问题，保证生产出合格的板料。

⑶在生产过程中，模具内的料渣掉落到板料上造成制件硌伤。面对此类问题应定期对模具进行清洗，生产前后擦拭模具，检查模具上面是否存在料渣，保证模具生产时没有料渣。

制件带废料

⑴凸凹模间隙过大时，易导致废料切不断，产生制件带料，应对模具进行研合，调整凸凹模间隙，保证废料顺利切断。

⑵凹模让刀的位置空间小，造成制件带废料时，应加大凹模让刀位置的空间，解决带废料的问题。

⑶废料不能排出模具，卡在模具上造成制件带料时，可通过增大废料的避空，保证废料能够顺利的滑出模具，解决制件带废料的风险。

⑷卸料板与凸凹模工作高度等高未形成落差时，卸料板起不到卸料的作用，引起制件带废料，应调整卸料板与凸凹模工作高度，让卸料板起到卸料的作用，废料与制件分开，顺利的滑出模具。

制件缺料

毛坯料小，压件时易出现缺料的问题（图4），一般通过合理的选用毛坯料来解决。模具定位设计不合理，定位不准确造成制件缺料时应调整模具定位，保证定位准确，制件不缺料。

图4 制件缺料

结束语

通过对冲孔过程中出现的毛刺、制件翘曲不平、塌边、缺孔或孔未冲开、制件被硌伤、划伤等问题进行研究分析，给出具体的整改措施，在设计阶段对上述问题进行预防，生产过程中出现问题后及时整改，提高制件的品质，提高生产效率。