沖壓模具中零件回彈的優化方案分析

唐 雅，黃 羆

（1.柳州日高濾清器有限責任公司，廣西 柳州545616；2.柳州展菱機械有限公司，廣西 柳州 545616）

在模具調試及零部件生產過程中，零件會因各種模具問題導致零件回彈量增大的問題產生，影響零件的品質（在與其它零件焊接時，因回彈量大會導致與其它零件搭接時干涉或離空，并且回彈變大后也會直接影響零件料邊線的長短，最后結果導致焊接不穩定——焊不穩、焊變形、料邊線短后無法打焊點等）。為了在后期的模具項目中盡可能的降低零件回彈量，縮短模具制造、調試的時間，特針對該問題進行分析，制定可行性方案。

1 零件產生回彈的問題匯總及各類問題的原因分析

（1）零件材質為高強度鋼，成型性能差，在拉延成型過程中成型不充分，而此類材質零件設計員在成型性分析時未重點考慮回彈問題[1-2]。

原因：主要原因為零件硬度太高，成型性能差，導致在成型過程中不能完全充分成型，或者成型后產生過大的內部應力，在修邊后應力釋放[3]，導致零件間隙超出理論值。如圖1所示為理論零件位置與成型后回彈狀態對比，圖2回彈局部放大視圖（天窗加強板：材質SAPH440，料厚t=0.8 mm，屈服強度≥330 MPa，抗拉強度≥440 MPa）。

圖2 回彈局部放大視圖，從數值上看，該位置零件回彈最大量為1.1mm，從零件R角根部到外部，回彈量逐步增加

（2）數控加工精度不達標，清角不到位

原因1：數控加工精度差，在模具型面加工過程中導致型面各個區域較理論值偏差較大[4]，累積誤差隨之加大，最終壓制出來的零件間隙偏差就變大，甚至導致零件扭曲變形；

原因2：模具型面加工完成后，不針對小于R8以下的凹R角進行清角處理，導致模具凸、凹模型面存在因R角頂死問題而壓制零件不到位。

（3）鉗工研配模具型面不到位

原因：模具加工完成后，需要對模具型面進行研配，在型面上涂紅丹并通過壓機壓制，通過紅丹接觸的多少來判定研配的好壞[5]，一些鉗工為了省事，在該工藝步驟中偷懶，使模具型面紅丹接觸率不達標（紅丹接觸率要求：管理面紅丹接觸≥90%，管理面以內型面紅丹接觸≥85%），導致后續零件回彈量變大；如圖3，模具型面紅丹接觸率良好。

圖3 型面紅丹接觸狀態

2 減小零件回彈的主要措施

（1）針對高強度鋼零件，成型性能差，在拉延成型過程中成型不充分

方案：針對于此類零件，在完成零件全工序CAE成型分析后，必須進行零件回彈分析，從分析中找出零件回彈量大的位置進行數模更改修正，修正后再用修正的數模進行回彈分析驗證[3]，直到回彈后零件間隙接近理論值（高強鋼±0.5，普板±0.2）。如圖4所示與圖2的對比圖。

圖4 與圖2對比圖，通過回彈分析數據進行零件間隙修正后，重新分析所得數據，零件料邊回彈最大為1.2mm，與理論值偏差-0.2mm，已達到需要的數值。

（2）針對數控加工精度不達標，清角不到位

方案1——數控：將公司的數控設備做好粗、精加工內容明確區分，粗加工的設備拒絕對模具進行精加工，這樣一方面能提高加工效率，另一方面能夠保證精加工設備的精度，從而保證加工工件的質量。另外，針對模具不同材質的部件，選取不同材質的刀具也很關鍵[4]，如加工鋼件就需要選擇硬度高、耐磨性好的刀具，以減小刀具快速磨損及崩刃的風險。

方案2——數控加工清角：在數控編程處設關卡，編完型面粗、精加工的程序后，必須編制好清角程序，在加工完型面后，現場班長檢查無誤后，對模具進行清角，數控走完清角程序后，班長確認無誤再下機。

方案3——鉗工復查：交叉檢查原則，在數控加工完模具下機后，鉗工使用壓機設備對型面加工質量進行復查，方法如下：在模具各個部位均勻的放置鉛塊，壓機壓制鉛塊后，測量每個鉛塊各個部位的厚度是否與零件料厚接近，如果厚度偏差太大，就必須要求數控加工科重新返工加工。

如圖5，對模具凹R角清角后的效果。

圖5 對模具凹R角清角后的效果圖

（3）針對鉗工研配模具型面不到位

方案：針對該問題，主要從工藝規范化著手，編制鉗工研配工藝作業指導書，在鉗工完成模具型面研配工作后，班長需對研配效果進行判定，沒問題后簽字并上報給工裝質檢員，通過質檢員最終檢查簽字并拍照留底才能流入下一工序。

3 結束語

零件回彈問題在沖壓產品中是較為常見的一種現象，在模具制造的過程中，最終基本都會因回彈問題導致模具不能順利交付，所以，在這個問題中，需要通過對設計的工藝回彈分析、加工及制造的每個環節進行分析總結，結合公司的實際狀況，將回彈問題控制在最小范圍內（目前還無法消除），減少零件回彈問題的整改次數，從而縮短模具開發周期，最終實現降低制造成本、按時保質的移交模具給客戶使用。

[1]于 欣.汽車覆蓋件模具設計與制造[M].北京：國防工業出版社，1998.

[2]胡 平.汽車覆蓋件模具設計[M].北京：機械工業出版社，2014.

[3]郭鐵良.模具制造工藝學[M].北京：高等教育出版社，2002.

[4]趙長明.數控加工工藝及設備[M].北京：高等教育出版社，2007.

[5]馬朝興.沖壓模具設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2009.