详解冲压工艺和结构设计

冲压工艺可分为分离工序和成型工序两大类。分离工序包括落料、冲孔、修边等，成型工序包括拉伸、弯曲、翻边等。针对各工序中可能会存在的起皱、开裂、回弹缺陷，提出较为详细的防预措施与解决方案。

一、起皱缺陷产生的根本原因是由于板料受到挤压，当平面方向的主、次应力达到程度时，厚度方向失稳。按照皱纹形成原因不同，可将其分为两种类型，一种是由于进入凹模腔内材料过多而形成的材料堆积起皱；二种是由于板料厚度方向失稳或拉应力不均匀而产生的失稳起皱。为了该缺陷，具体的解决思路如下：(1)从产品设计角度考虑：尽量减小翻边高度；使造型剧变区域呈顺滑状态连接；对于产品易起皱部位可适当地增加吸料造型；(2)从冲压工艺设计方面出发：增大压边力，控制进料速度；工艺补充增加圆形或方形拉延筋；在正确范围内增加成形工序；(3)对于冲压材料的选择：在达到产品性能的情况下，对于一些易起皱的零件，应选用成形性好的材料。

二、大部分冲压制件都会产生回弹缺陷，回弹产生的根本原因可归纳如下，即零件在冲压变形后，材料由于弹性却载，导致局部或整体发生变形。冲压材料、压力大小和模具状态等都会影响回弹。对于回弹缺陷，解决思路如下：(1)补偿法，即根据弯曲成形后冲压件回弹量的大小，预先在模具上作出等于此工件回弹量的坡度，来补偿工件成型后的回弹，该方法中所需补偿的回弹量大小主要依据人工经验估计或CAE数值模拟分析结果来确定；(2)拉弯法：在板料弯曲的同时施加拉力，以此使得板料内部的应力分布较为均匀，进而减少回弹量；(3)局部加压法：使变形区变为三向受压的应力状态，从根本上改变弹性变形的性质；(4)通过局部加筋及其他增加刚度的方法，以提升冲压件刚度，减少变形。

三、开裂缺陷形成的根本原因在于材料在拉伸的过程中，应变超过其，较直观的表现是制件表面产生肉眼可见的裂纹。通常可以将其分为三种类型：一种是由于材料杭拉强度不足而产生的破裂，断裂原因一般是由于凸、凹模圆角处局部受力过大造成的；二种是由于材料变形量不足而破裂，如尖点部位的开裂；三种是由于材料内有杂质引起的裂纹。因此，为了防预断裂缺陷，较根本的措施是减少应力集中现象。具体方案如下：(1)选择正确的坯料尺寸和形状；(2)调整拉延筋参数，防止由于胀力过大引起破裂；(3)增加工艺切口，材料正确流动，变形均匀；(4)改变润滑条件，减小摩擦力，增大进料速度；(5)减小压边力或采用可变的压边力，以控制进料阻力；(6)采用延展性和成形性好的材料，减少裂纹。

冲压件结构设计的不正确决定了材料利用率较低，并且由于冲压件的结构设计造成的材料利用率低而无法提升，冲压件的造型决定了材料利用率的上限，因此冲压件与否决定着材料利用率的高低。

一、冲压件造型正确

通过SE工程对冲压件结构研讨、排样布置等方式尽可能优化每件冲压件的材料可利用率，材料利用率不错，造型的材料利用率低，常规设计的材料利用率不错，因此冲压件设计阶段选择正确的造型结构重要，也直接影响着整车制造成本。

二、冲压件分件正确

通过与部门的研讨，在冲压件前期的设计阶段达到冲压件性能的前提下尽可能优化结构，达到零件的大的材料利用率。冲压件数据两端凸出，不利于后期模具工艺的制定，也的影响了材料利用率。

冲压零件的相关分析和制造均是通过产品的零件图进行的，所以在进行相关零件设计的冲压制作工艺的时候，设计人员需要从零件的设计图纸进行入手。

一、工艺性

进行冲压件的制作过程时，其零件的难易度随之体现出来。从工艺的角度进行分析，主要针对度、材料的性能以及尺寸等进行相关分析，其基本的要求需要符合冲压技术的规定。此外，工艺性还体现在其便于操作、所需工序较少以及稳定的质量等等。正常情况下来讲，冲压零件的构造和度方面会影响到冲压零件终的工艺性，假如零件的工艺性较差，则需要对零件图纸进行适当的修改，以冲压零件的工艺性。

二、经济性

制造汽车零件的冲压工艺使用范围大，冲压工艺的操作相对较为便捷，因此能够产生较不错的生产率。在进行冲压工艺过程中，因其经济性随着磨具的成本费用，对生产的批量问题产生较为严重的影响。生产批量与冲压零件的单个加工生产费用呈反比的状态，生产的批量越小冲压工艺的成本消耗则较不错。因此，若是制作的零件数量相对较少的情况下，使用其他方案比较适合企业的经济利益化，制造冲压零件的过程中，需要结合多方的生产方案，大程度的使企业的经济利益化。