分析冲压制件不良的原因及对策

小黄豆

冲压是四大工艺之首，其重要性可想而知。冲压工厂制成品的质量会给整车外观和性能打下可靠的基础，因此，冲压制件的质量保证一直是汽车制造业企业非常重视的问题。
' e( K2 ]: U$ m% H# T, x  A　　根据我公司冲压工厂进行质量管理的实践经验，笔者总结了冲压工厂常见的制件不良原因及对策，希望能够对冲压工厂同行制件质量的提高提供一些有益的参考。
- ^  L2 |+ [( z, A  o% q　　制件不良的主要原因
　　造成冲压制件不良的原因很多，卷料、板料、模具的表面质量会影响最终冲压制件的品质，冲压过程中的操作以及工位器具的装夹取卸等也有可能损伤制件表面质量，因此，在整个制造过程的每个环节中都应充分考虑细节，尽量避免出现质量问题，影响最终的产品外观。
　　1、卷料
6 h  G) V) f. [6 V　　卷料常见的不良现象主要有以下方面：
　　（1）钢板表面或者内部有异物混入；
! Z1 \% X% h3 M: s　　（2）异物剥落，卷料呈伤疤一样的状态（见图1）；
　　图1 卷料不良
) v7 K9 {  G# ?6 H+ g5 y- S- r3 q. L　　（3）卷料边角破损；
　　（4）边角（20～30mm）由于应力不均匀而发生变形或者压皱；
　　（5）刮痕（辊子表面或者异物质引起）；
　　（6）辊子滑动引起；
5 \0 F) W" O% Q9 s2 e　　（7）边缘不规则破损；
　　（8）异物进入后在卷料背面压出鼓包（异物掉下则消失）；
　　（9）辊子痕迹（异物附着在辊子上引起）；
' I* K& B$ C5 y; t' q9 L$ f　　（10）超出规则以外的材质不良；
　　（11）异物引起表面深度产生明显的沟痕。
. Y7 V- [5 F3 z' j3 T  ~1 E& |  s　　根据实践经验发现，以上内容中，5、8、9项是频率出现最多的制件不良表现或原因。
　　2、板料
/ {% N1 {$ B# P! o  E# G0 ]　　板料常出现的不良现象如下：
　　（1）毛刺：钢板截断面下部位产生毛刺，以截断面为基准，毛刺高度为0.2mm以上时，在这里发生的铁粉会损坏模具并产生凸凹；
# A  i1 W0 v! |1 g8 {# q+ D* f# R2 ?　　（2）辊子印（见图2）：清洗辊子或者送料辊子附着异物引起（以固定节距发生）；
　　图2 板料上的辊子印
　　（3）滑动印：由于辊子滑动引起，在突然停止或者加速时发生；
/ l7 Q+ |/ a# Y, l9 f0 n7 i　　（4）卷料破损或者边缘起皱：开卷线的导向辊或者模具上的导向辊间隙小时发生的起皱现象，由于卷料送入不平衡引起；
7 O) F3 @' }' Q　　（5）凸凹：开卷线有异物（铁屑、灰尘）混入引起凸凹（见图3）。
# C( q2 K8 Q2 p　　图3 板料凸凹
　　3、模具（制件）
0 g% ^: e& `, m% A% J- \9 q　　模具制件可能出现的常见问题有：
% Q+ {/ j* z; [8 O0 a' Z- u　　（1）皱纹：由于压机滑块调整不良、压机精度低、气垫压力调整不合适、冲头或者r部位大等原因引起边缘或r部位皱纹；
　　（2）线偏移：制件成形时，首先与模具接触的部位被挤压并形成了一条线；
: p8 q2 W2 W2 H8 A　　（3）粘合、刮痕：由于材料与凸模或凹模摩擦而在制件或者模具表面出现的不良；
0 u7 {5 |+ J  U$ X+ V　　（4）凸凹：开卷线有异物（铁屑、胶皮、灰尘）混入引起凸凹；
　　（5）曲折、应变：由于应力不均匀、拉延筋匹配不良或者压机滑块控制不良等造成制件r角部位或者压花部位发生曲折、应变（见图4）；
　　图4 制件曲折、应变
; r5 r: c+ Q" b/ R　　（6）毛刺：主要发生于剪切模和落料模，刃口之间的间隙或大或小时会产生毛刺。
% z% p" _8 g! c! [0 d　　4、材料处理
" F+ x& X0 Y; o( M' E　　冲压制件的刮痕、压痕、圆角部位的变形等不良现象主要由以下原因产生：
　　（1）冲压过程：冲压过程中作业者操作不注意，制件在进出料时移位到模具或者传送带拐角处发生碰撞；传送带高度调整不合理；自动化装备调整不合理（行程、速度等）。
, K1 Q% B; H0 f　　（2）工位器具的装载和取出：过载（被压变形）；重叠堆放（制件之间相互碰撞）；工位器具搬运时产生碰撞、翻倒、过速。
　　冲压制件凸凹
　　冲压生产中制件表面最常出现的问题是凹凸问题，这大多是由于材料或者模具表面附着灰尘或铁屑而致，它使制件表面质量降低的同时也使生产性下降。
　　1、凹凸原因
　　引起凹凸的因素很多，最主要的因素可以归纳为以下几项：
; c6 ~( c( j* H: \9 g  T: @　　（1）材料：卷料截断时产生铁粉；卷料截断后，截断面留有毛刺；板料保管或者搬运时附着有脏物。
2 r7 i, S/ l2 y* }& b　　（2）模具：拉延筋灼伤时产生铁粉；拉延模限位排气孔的位置不合理引起最终制件的凸凹；剪切模引起（主要是废料刃口部位）凸凹。
9 O$ F" [5 V$ V5 @　　（3）其他：机械手速度设置不合理导致其进入模具内部时发生碰撞等现象从而产生最终制件不良。
  j9 J, q2 M$ l2 j, G! M　　2、降低凹凸的相应对策
4 X9 Z, u4 h3 @0 ^2 `　　对于上述分析中的各种原因，我们可以采取一些相应的对策减少问题的产生。笔者在生产实践中总结了一些经验，虽然这些方法暂时不能产生十分有效的效果，但如果持续检查并及时改进的话，一定会达到很好的改善效果。
9 w# M5 w5 h0 C" ]　　（1）检查截断面
; p4 Q+ D4 _/ d1 }+ O  m- z; |' B　　截断卷料时，截断模的磨损和破损会产生很多微小的铁粉附着在刃口上，所以在冲压生产前必须在材料区或者冲压线检查二重截断面，以及时清洗板料去除毛刺。
. ]# n$ }/ t, y$ e3 E; N: l( O　　（2）板料清洗装置的检查
9 N. Z* ?9 L- m& M- _5 X7 i" q　　冲压生产前必须同时检查和修整清洗装置，以使其可以更有效地清洗板料，这也是很必要的，而且还需注意辊子间隙和清洗油的质量。
　　具体做法是在一块钢板上涂上红色漆后使其经过清洗装置，之后检查红漆被除去的结果状态，如果去除率不达标，则必须检查和修整清洗装置。清洗油缺少时必须及时添加。
　　（3）拉延模的检查和修正
3 `4 z  C+ e- v- K, ]　　拉延模需要做定期的检查和维护，以减少凸凹的产生并维持稳定状态。通常的做法是用样品检查压边圈的粘合划伤和加工面（凹模圆角、凸模圆角）的情况。
# A" `: r  v* e/ E+ U" S, @　　（4）剪切模的检查和修正
　　剪切工序后出现凸凹的原因是由于剪切过程中产生了铁粉，因此在冲压前必须观察铁粉避免凸凹的发生。
　　（5）适当的机械手速度
  y" @1 i' R, r; u0 C' ^6 i; Q$ c　　对于半自动的拉延模生产来说，当拉延凸模在下模位置，机械手速度又很快的时候，毛刺会掉在凸模上部，引起凸凹。为避免这种问题，我们可以在生产前做制件的出料试验，合理设置机械手的速度和出料角度，使它不会碰到制件和下模。
　　3、结论
　　如果以上五项相应措施（主要是检查、修整及其日常管理维护）能够持续进行，冲压工厂的制件凸凹问题肯定会大幅减少。当然，如果模具或者清洗装置出现急剧破损的情况，凸凹问题会显著增加。日常生产中，凸凹的发生率会产生变化，如果有不正常的情况发生时，工作人员必须调查技术原因并采取相应改善措施。
　　在制件生产过程中当然还可能会出现其他问题，如裂纹和颈缩、曲折和皱纹等，但这些问题不像凹凸问题那样常见，并且这些问题通常会伴随着模具的修正而得以解决，在这里不再进行详细的阐述。