冲压件结构设计及主要特点

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，因此冲压件设计正确与否决定着材料利用率的高低。

一、冲压件分件正确：

通过与制造部门的研讨，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，也很大的影响了材料利用率。

二、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，表1所示方案二合并的材料利用率不错，造型奇特的材料利用率低，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。

冲压件模具的正确使用维护：为了保护正常生产，提升冲压件质量，降低成本，延长冲模寿命，确定正确使用和正确维护模具，严格执行冲模“三检查”制度(使用前检查，使用过程中检查与使用后检查)，并做好冲模与维护检修工作。

其主要工丁作包括模具的正确安装与调试；严格控制凸模进入凹模深层；控制校正弯曲、冷挤、整形等工序上模的下止点伸置；及时复磨、研光棋具刃口；注意保持棋具的清洁和正确的润滑等凸模刃口端部修出斜面或弧形。这是减缓冲裁力的方法。减缓冲裁力，即可减轻对凹模侧材料的拉伸力，从而达到控制冲压件产生翻料、扭曲的效果。模具的正确使用和正确维护，对于提升摸具寿命事关重大。

冲压件主要是将金属或非金属板料，借助压力机的压力，通过冲压模具冲压加工成形的，它主要有以下特点：

一、五金冲压件具有较不错的尺寸精度，同模件尺寸均匀一致，有好的互换性。不需要进一步机械加工即可达到一般的装配和使用要求。

二、冲压件在冲压过程中，由于材料的表面不受破坏，故有好的表面质量，外观光滑美观，这为表面喷漆、电镀、磷化及其他表面处理提供了方便条件。

三、冲压件是在材料消耗不大的前提下，经冲压制造出来的，其零件重量轻、刚度好，并且板料经过塑性变形后，金属内部的组织结构得确定，使冲压件强度有所提升。

冲压缺陷的影响因素：

汽车金属制件在冲压成型过程中，可能会存在起皱、断裂、回弹等典型缺陷u，导致冲压缺陷的因素可归结为以下几点：

一、材料性能

理论上，通常应用成型限度曲线(FLD)表示板料成形性能，其中金属材料的应变硬化指数n和厚向硬度指数r对曲线拟合效果影响明显。在冲压变形中，应变硬化指数n越高，变形裕度越大，材料承载能力越强，但材料加工硬化能力随之增强，且易发生颈缩缺陷。厚向硬度指数r越大，材料拉伸性能越好，整体厚度变形均匀，金属板材一般具有好的成形性。

二、模具参数

不同冲压方法应采用不同类型模具，同时对模具材料要求也有差异。模具表面硬度和粗糙度会对制件拉毛缺陷产生影响。模具工作表面有划伤，模具材料内部含有杂质，都会影响制件表面质量，使其产生拉伤、压痕等缺陷。凸、凹模之间的间隙，对冲压件质量有着重要的影响。若间隙过小，凸、凹模之间的材料会被二次剪切，断面出现较长的毛刺；若间隙过大，材料的弯曲与拉伸加大，容易形成厚度的毛刺，且制件会产生翘曲变形。因此，凸、凹模间隙应均匀正确。

此外，凸、凹模圆角半径，对拉深件质量有着明显影响。若半径过大，板料与模具间的接触面积会减少，即板料处于悬空状态，进而易于产生起皱缺陷；若半径过小，板料挤压作用和摩擦阻力加大，制件表面容易产生断裂缺陷。因而，凸、凹模圆角半径选取不宜过大，也不能过小。

三、工艺条件

影响冲压缺陷的工艺参数主要包括压边力、冲压速度、拉延筋的设置、润滑油的使用以及成型工序的设定等。压边力过小以及压边圈上的润滑油过多，都会加大进料速度，进而引起板料起皱缺陷；压边力太大以及润滑条件不好，会引起凸模与材料相对滑动减弱，导致危险断面变薄破裂；由于大型制件结构的不对称性，板料在成型时材料流入速度不一致，因而需要在压边圈上设置拉延筋以控制不同区域的板料流入速度，使冲压件得均匀变形；冲压工序的设置不是固定的，针对同一个零件，不同厂家可能会给出不同的工艺方案，但基本坚持一个原则，即在结构不发生干涉的情况下，尽可能采用少的工序加工生产。

另外，随着计算机技术的发展，目前可利用autoform/abaqus等多种CAE分析软件对冲压工艺过程进行数值模拟，优化工艺过程及参数，以降低冲压工艺缺陷，降低生产成本。