常见冲压质量问题及解决—产生冲压件质量缺陷的分析

冲压件的缺陷及其预防措施
序号 缺陷 1 废品 原因 1.原材料质量低劣； 2.冲模的安装调整、使用不当； 3.操作者没有把条料正确的沿着定位送料或者没有保证条 料按一定的间隙送料； 4.冲模由于长期使用，发生间隙变化或本身工作零件及导 向零件磨损； 5.冲模由于受冲击振动时间过长紧固零件松动使冲模各安 装位臵发生相对变化； 6.操作者的疏忽，没有按操作规程进行操作。 措施 ◆原材料必须与规定的技术条件相符合(严格检查原材料的规格与牌号，在有 条件的情况下对尺寸精度和表面质量要求高的工件进行化验检查。) ◆对于工艺规程中所规定的各个环节应全面的严格的遵守； ◆所使用的压力机和冲模等工装设备，应保证在正常的工作状态下工作； ◆生产过程中建立起严格的检验制度，冲压件首件一定要全面检查，检查合 格后才能投入生产，同时加强巡检，当发生意外时要及时处理； ◆坚持文明生产制度，如工件和坯件的传送一定要用合适的工位器具，否则 会压伤和擦伤工件表面影响到工件的表面质量； ◆在冲压过程中要保证模具腔内的清洁，工作场所要整理的有条理加工后的 工件要摆放整齐。
冲压件的缺陷及其预防措施
序号 原因 措施 7.为了使制件符合精度的要求往往使用在底部压料的弯曲 模，则在弯曲时压料板上的弹簧，定位销孔、托板和退料 孔等都会压制成压痕故应给予调整。 弯曲时坯件孔的 孔的位臵尺寸不对，(弯曲受拉变薄) ◆严格控制弯曲半径，弯曲角度以及材料厚度；对材料的中性层进行修整和 位臵发生变化 凸模进入凹模的深度以及凸凹模适当均匀。 缺陷
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冲压件的缺陷及其预防措施
序号 缺陷 原因 措施 3 冲裁件产生翘曲 有间隙作用力和反作用力不在一条线上产生力矩。(凸凹 ◆冲裁间隙要选择合理； 变形 模间隙过大及凹模刃口带有反锥度时，或顶出器与工件接 ◆在模具结构上应增加压料板(或托料板)板材与压料板平面接触并有一定的 触面积太小时产生翘曲变形) 压力； ◆检查凹模刃口如发现有反锥度则必须将冲模刃口修整合适。 ◆如是由于冲裁件形状复杂且内孔较多时剪切力不均匀增大压料力，冲裁前 就压紧条料或者采用高精度的压力机冲裁。 ◆板材在冲裁前应进行校平，如仍无法消除翘曲变形时可将冲裁后工件通过 校平模再次校平。 ◆定时清除模具腔内的赃物，薄板料表面进行润滑，并在模具结构上设有通 油气孔。 4 冲裁时，冲裁件 1.定位销，挡料销等位臵发生变化或磨损太大； 的外缘和内孔精 2.操作者的疏忽大意送料时左右前后偏移； 度降低尺寸发生 3.条料的尺寸精度较低过窄过宽送料困难使其难以送到指 变化 定地点，条料会在导料板内前后偏移则冲出的工件内孔与 外形前后位臵偏差较大。 5 零件弯曲时，尺 材料的回弹 ◆选用弹性模数大屈服点小的力学性能较稳定的冲压材料。 寸和形状不合格 ◆增加校正工序，采用校正弯曲代替自由弯曲； ◆弯曲前材料要进行退火，使冷作硬化材料预先软化后再弯曲成形； ◆ 若在冲压过程中发生形状变形而难以消除；则应更换或修整凸模与凹模的 斜度，并且使的凸凹模间隙等于最小料厚。 ◆增大凹模与工件的接触面积，减小凸模与工件的接触面积。 ◆采用“矫枉过正”的办法减少回弹的影响。 1.定位器发生磨损变形，而使条料定位不准，必须更换新 的定位器 2.在无导向的弯曲模中，在压力机上调整时，压力机滑块 下死点位臵调整不当，也会造成弯曲件形状及尺寸不合格 。 3.模具的压料装臵失灵或根本不起压料作用，必须重新调 整压料力或更换压力弹簧使其工作正常。 6 弯曲件弯曲部位 1.消除弯曲区外侧的毛刺，毛刺会造成该区域的应力集中 ◆减小弯曲变形量 产生裂纹(弯曲 ◆清除此区域的毛刺 变形区的内应力 ◆有毛刺的一侧放在弯曲区的内侧。 超过材料的强度 极限) 第2页共7页
12 拉深件壁部被拉 1.材料在拉深时承受的径向拉应力太大； 裂的原因及预防 2.凹模圆角半径太小； 3.拉深润滑不良； 4.原材料塑性较差。 13 拉深件底部被拉 凹模圆角半径太小，使材料处于被切割状态。 裂
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序号 缺陷 原因 措施 14 拉深零件边缘高 毛坯与凸凹模中心不合或材料厚度不均匀，以及凹模圆角 冲模重新定位，校正凹模圆角半径和凸凹模间隙使其大小均匀后再投入生产 低不平及有褶皱 半径和凸凹模间隙不均匀(凹模圆角半径太大，在拉深的 (减少凹模圆角半径或采用弧形压边圈装臵即可消除褶皱) 最后阶段脱离了压边圈，使尚未越过圆角的材料压边圈压 不到起皱后被拉入凹模形成口缘褶皱 15 锥形零件或半球 在拉深开始时大部分材料处于悬空状态，加之压边力太 增大压边力或采用压延筋结构，减小凹模圆角半径或使材料厚度稍微加大。 形零件拉深时腰 小，凹模圆角半径又太大或者使用的润滑剂太多。使得径 部起皱 向拉应力变小使得材料在切向压应力的作用下失去稳定而 起皱。 16 拉深件表面产生 凸模或凹模表面有尖利的压伤，致使工件表面相应的产生 将压伤表面进行修磨或抛光即可 拉痕 拉痕 凸凹模间隙过小或者间隙不均匀，使其在拉深时工件表面 修整凸凹模间隙直至合适为止。 被刮伤 凹模圆角表面粗糙，拉深时工件表面被刮伤 将凹模圆角半径进行修磨打光； 冲压时由于冲模工作表面或材料表面不清洁而混进杂物从 在拉深时一定要始终保持凸凹模表面的清洁，坯料拉深前一定要擦拭； 而压伤了工件表面 当凸凹模硬度低时，其表面附有金属废屑后，也使得拉深 除了增加凸凹模表面的硬度外在拉深时还要时常检查凸凹模表面即使清除其 工件表面产生拉痕 遗留下的金属废屑。 润滑剂质量差，也会使拉深工件表面粗糙度加大 使用适合于拉深工艺使用的润滑剂，必要时应将润滑剂过滤后再使用。以防 止杂质混入而损伤工件表面。
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冲压件的缺陷及其预防措施
序号 措施 拉毛问题的预防与对策 1.产品开发阶段 在产品的开发阶段，有些产品成“几”字形，拉延深度相对较深，而且产品 强度要求较高，这样由于制件的形状原因，在模具制造中，制件侧壁基本设 计成直立拉延，制件在拉延过程中，侧壁由于冲压角度小，就会因剪切力使 制件产生严重的拉毛。 预防方案： （1）产品设计初期，要充分考虑此类制件两侧壁的受力情况，将“几”字形 零件两臂与冲压方向角度调整为大于3，降低成形镶块与板料的垂直剪切力， 避免拉毛的产生。 （2）在满足制件强度的情况下采用其他材料代替高强板材料。 2.工艺分析设计阶段 拉毛问题是在模具与板料局部剧烈接触的情况下产生的，工艺设计阶段 就要仔细利用软件工具进行分析，对可能出现拉毛的地方，采取必要的纠正 措施，例如：旋转制件的冲压方向、提高局部成形镶块的硬度等，应尽量在 工艺设计初期就降低拉毛的产生。图４所示就是采用改变冲压方向而消除拉 毛的一种方法。 工艺设计直接影响模具后期的制作质量，同时也是控制制件拉毛最快捷有效 的方法之一，可以从根本上降低拉毛的产生。 其中控制拉毛产生的预防方案基本可分为： （1）冲压方向的正确选择 工艺阶段应避免侧壁较深、较直的情况。 （2）避免局部接触 如图4所示，零件整形，整形刀块下部形成一个尖点，板 料受力集中在一点造成拉毛。 （3）通过软件分析，提前预知拉毛产生的大致部位，采取提高模具局部硬度 的方法（局部分镶块）避免拉毛。 3.结构设计阶段 遵循工艺分析的结果，在局部成形剧烈接触部位尽量设计镶块结构，提高易 损部位的硬度及生产持续性，保证使用寿命。拼接镶块原则：一般t＞1.2mm 板料，成形、修边采取分块结构；成形部位深度深，材料流动量大，要求镶 块硬度高；避免两镶块的拼接缝与材料流动方向一致，应该使拼接缝和材料 的流动方向呈5～10为宜。 17 拉深件拉深直壁 凸模上没有设计和制造出通气孔，使其表面因压缩空气而 必须增加通气孔。 部分不平整 变形，出现不平整现象 材料的回弹作用也会使拉深工件表面不平 应增加整形工序。 第6页共7页 缺陷 原因 拉毛问题的产生机理： 冷轧钢板冲压成形时，当板料处于滑动运动时，由于板料 和模具间的强制接触而发生粘着磨损，致使冲压件出现表 面的严重损伤。 拉毛问题产生的原因主要有：模具拉伸部位硬度不够，模 具拉伸部位的硬度应大于模具表面的硬度；模具拉伸部位 硬度不均，拉伸模具的材料一般是合金铸铁和高强度的铸 铁，采用人工淬火，受操作工的技术水平和淬火的工艺制 约，淬火后表面个点硬度不均匀及模具在冲压过程中润滑 不足等。 拉毛缺陷不仅降低了车身覆盖件的性能，如碰撞安全性、 坑腐蚀性和抗疲劳性等，也会降低模具寿命。 拉毛现象降低了冲压工艺的稳定性，致使废品率上升，成 为制造企业成本浪费的主要原因之一。
冲压件的缺陷及其预防措施 弯曲件弯曲部位 产生裂纹(弯曲 序号 变形区的内应力 缺陷 原因 措施 超过材料的强度 2.弯曲工件时最好使弯曲方向和材料的纤维方向(辗轧方 极限) 向)垂直。 3.弯曲半径不能太小，在质量允许的情况下尽量使圆角半 径加大。 4.弯曲坯件表面要光洁，无明显的凸起及疤痕。 5.弯曲时采用中间退火工序，使其消除内应力，经软化后 的弯曲很少产生裂纹。 6.弯曲时对于大型弯曲件一定要涂以润滑剂，以减少弯曲 过程中的摩擦。 7 弯曲件在弯曲过 在弯曲过程中坯件沿着凹模表面滑动时，会受到摩擦阻 ◆形状不对称的弯曲件，采用对称弯曲成形(单面弯曲件采用两件对称弯曲后 程中的偏移 力，若坯料两侧的摩擦阻力相差较大时，坯件会向摩擦阻 再切开) 力较大的一侧偏移。 ◆在弯曲模上增加弹性压料装臵，以便在弯曲时能全胬压住坯料防止移动。 ◆采用内孔及外形定位形式使其定位准确
10 零件在弯曲后， 弯曲部位产生明 显的变薄 11 拉深件凸缘在拉 深过程中起皱的 原因及预防
◆弯曲时应保证最小弯曲高度H(H≥R+2t t材料厚度R弯曲半径) ◆改变加工零件的外形，在不影响使用的情况下去掉小于最小弯曲高度的那 部分。 靠近弯曲线的孔容易产生变形 ◆在设计弯曲件时要保证从弯曲部位到孔边距X大于一定值 X≥(1.5—2.0)t t弯曲板料厚度 ◆在弯曲部位设计一个辅助孔来吸收弯曲变形应力，可以预防临近弯曲线的 孔变形，一般采用先弯曲后冲孔的方案。 ◆弯曲半径相对于板厚值太小(r/t>3直角弯曲)一般采用增大弯曲半径 ◆多角弯曲使弯曲部位变薄加大，为了减少变薄尽量采用单角多工序的压弯 办法。 ◆采用尖角凸模时凸模进入凹模太深使弯曲部位厚度明显减少。 凸缘部位压边力太小，无法抵制过大的切向压应力而引起 加大压边圈的压边力和适当的加大材料的厚度。 切向变形，因而失去稳定后形成皱纹。材料较薄也较易形 成皱纹 ◆减小压边力； ◆加大凹模圆角半径 ◆正确使用润滑剂 ◆选用素行较好的材料或增加工间退火工序。 一般发生在拉深初始阶段，增大凹模的圆角半径，并使其圆滑过度表面粗糙 度要小一般Ra<0.2µm 第4页共7页
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孔不同心原因： 1.弯曲高度不够 2.毛坯发生滑动 3.回弹 4.弯曲平面上出现起伏现象 弯曲线和两孔中心线不平行弯曲高度小于最小弯曲高度的 部位在弯曲后呈现出向外张口形状。
◆确保左右弯曲高度正确。 ◆修正磨损后的定位销和定位板， ◆减少回弹保证两弯曲面的平行度和平面度。 ◆改变工艺路线，先弯曲校正后进行冲孔。
6 8 弯曲件表面擦伤 1.对于铜、铝合金等软材料进行连续作业压弯时，金属微 粒或渣滓易附在工作部位的表面，使制件出现较大的擦 伤，这时应认真分析研究工作部位的形状、润滑油等情况 使坯件最好不要出现微粒及渣滓，以至产生划痕。 2.弯曲方向和材料的轧制方向平行时，制件表面会产生裂 纹，使工件表面质量降低。在两个以上的部位进行弯曲 时，应尽可能的保证弯曲方向与轧制方向有一定的角度。 3.毛刺面作为外表面进行弯曲时，制件易产生裂纹和擦 伤；故在弯曲时应将毛刺面作为弯曲内表面。 4.凹模圆角半径太小，弯曲部位出现冲击痕迹。对凹模进 行抛光，加大凹模圆角半径，可以避免弯曲件擦伤。 5.凸凹模间隙不应太小，间隙太小会引起变薄擦伤。在冲 压过程中要时刻检查模具的间隙的变化情况。 6.凸模进入凹模的深度太大时会产生零件表面擦伤，因此 在保证不受回弹的影响的情况下，应适当的减少凸模进入 凹模的深度。 第3页共7页
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冲裁件毛刺
1.冲裁间隙太大、太小或不均匀； 2.冲模工作部分刃口变钝； 3.凸模和凹模由于长期的受振动冲击而中心线发生变化， 轴线不重合，产生单面毛刺。
◆保证凸凹模的加工精度和装配质量，保证凸模的垂直度和承受侧压力及整 个冲模要有足够的刚性； ◆在安装凸模时一定要保证凸凹模的正确间隙并使的凸凹模在模具固定板上 安装牢固没，上下模的端面要与压力机的工作台面保持相互平行。 ◆要求压力机的刚性要好，弹性变形小，道轨的精度以及垫板与滑块的平行 度等要求要高； ◆要求压力机要有足够的冲裁力。 ◆冲裁件剪裂断面允许毛刺的高度 冲裁板材厚度>0.3>0.3-0.5>0.5-1.0>1.0-1.5>1.5-2.0 新试模毛刺高度≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05 生产时允许的毛刺高度≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.15