鈑金加工的落料工序品質(zhì)管理技術(shù)研究

李美玉

（株洲聯(lián)誠集團控股股份有限公司，湖南 株洲 412001）

1 鈑金加工落料工序及特點

鈑金加工強調(diào)最終產(chǎn)品從規(guī)格、性能等各方面都要有較高標(biāo)準(zhǔn)，因此在鈑金加工工序方面要求嚴格。典型的鈑金加工工序包括下料、彎曲、拉伸、激光切割等，最終要完成落料工序?qū)崿F(xiàn)料件分離。在落料工序，確定好上下模具后，在其中及時固定板料，驅(qū)動上模完成沖壓，在上模的應(yīng)力作用下將板料分離，得到所需要的輪廓、形態(tài)和設(shè)計尺寸。隨著數(shù)控沖床的技術(shù)改進，規(guī)模化產(chǎn)出的落料件往往具有鮮明特性：一是分離斷面毛刺較小，具有流線型外觀美感；二是以落料工藝完成的鈑金加工件具有較小尺寸，因此單品成型用時少，適合于批量生產(chǎn)；三是數(shù)控沖床平臺上的落料操作簡便易行，操作人員并不需要有更專業(yè)高深的技術(shù)或知識；四是數(shù)控沖床以自動工況完成落料沖裁，規(guī)模化量產(chǎn)中可大幅提升材料利用率，因而成本控制更為有效。

2 鈑金加工落料工序的品質(zhì)管理技術(shù)

（1）網(wǎng)格試驗概念及原理。網(wǎng)格試驗是基于網(wǎng)格測試與成形極限曲線聯(lián)合判別的應(yīng)變分析思路，即是使用成形極限曲線來展開檢測，具體參照國家制定的GB/T24171.1-2009標(biāo)準(zhǔn)。沖壓落料現(xiàn)場的成形極限曲線測定采用離線網(wǎng)格應(yīng)變分析方法來繪制圖形，并有效充當(dāng)快速評析落料件的成型效果。典型原理為：通過計算機輔助技術(shù)中的CAE處理，繪制好鈑金加工件的成形極限圖，積極收集經(jīng)網(wǎng)格試驗的板件信息，還原相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)組建模型，不斷梳理應(yīng)力，探討應(yīng)力應(yīng)變分布情況，合理掌握不同部位的實際變形狀況，并掌握材料流動，將理論化的成形極限圖與之作對比，從而判斷完成落料分離的鈑金件是否出現(xiàn)不合理的塑形變形，并可進一步確定落料分離鈑金件沖壓成形的安全裕度并評級破裂風(fēng)險。網(wǎng)格試驗的基礎(chǔ)在于能夠?qū)で蟮揭环N更合理的網(wǎng)格模型，使得板件接受應(yīng)力測量時可以在任意方向上組織，因此，圓形網(wǎng)格形狀體現(xiàn)出了優(yōu)勢：無論在何方向形成主應(yīng)力，都會在對應(yīng)方向上測得主應(yīng)變。

（2）具體網(wǎng)格試驗方法。備好試驗所需要的室內(nèi)場地，要求平整、開闊、空間富余，并要準(zhǔn)備好足量的接頭，同時配好擦布以清潔之用;首先對待測鋼板進行清潔，要使用擦布有效擦拭鋼板上的灰塵，將油脂清除；接好網(wǎng)格儀的各種線纜后，用紅色電極緊緊夾附鋼板，并調(diào)整滾壓輪，要求輪間獨立且分開放置以確保整個裝置不出現(xiàn)通電短路的情況；根據(jù)一定的平整標(biāo)準(zhǔn)和要求，從底到上依次放置鋼板、網(wǎng)格紙、毛氈，而后將電解液添加在毛氈中，添加抹涂的過程應(yīng)均勻；啟動開關(guān)后確保電源紅色指示燈發(fā)亮，整體上的通電性能要良好平順；在毛氈上運行滾壓輪，呈勻速運行狀態(tài)，往復(fù)5次左右。滾壓過程中毛氈下方的網(wǎng)格紙要求不出現(xiàn)移動或變位情況，滾壓輪的運行速度不能強制變更或生硬拖拽；網(wǎng)格儀斷電停止運行后，將網(wǎng)格紙一角翻掀，合適是否在鋼板上清晰印制網(wǎng)格，是否有出現(xiàn)斷連情況；重新接好網(wǎng)格儀器的不同線纜后，重復(fù)以上3至7的步驟，有序完成不同印制區(qū)的印制任務(wù)，整體上完成鋼板網(wǎng)格印制，為達到最后的清潔效果，使用適量的清洗液完成鋼板整面清洗；印制完成的網(wǎng)格鋼板應(yīng)及時在數(shù)控沖床進行成形落料，若未及時開展沖壓測量則應(yīng)上油防銹[1]。

（3）沖壓注意事項。平整光滑的板材面出現(xiàn)網(wǎng)格印制圖線后，事實上增加了沖壓中的摩擦阻力，為達到最理想效果，應(yīng)注意完成網(wǎng)格面涂油起到潤滑推進的作用；單動拉延部件要注意朝上放置印制網(wǎng)格面，這樣在沖床的上下面接觸過程中，減少網(wǎng)格與凸模的過多接觸。

3 鈑金網(wǎng)格試驗落料品質(zhì)管理實例

文中以某零件的側(cè)圍外板作為網(wǎng)格試驗對象。通常在沖壓件的鈑金落料成形過程對比中，側(cè)圍外板部件往往較難實現(xiàn)成形控制。整個成形控制過程，涉及到內(nèi)外圈流料平衡及大抽深性能指標(biāo)。在沖壓過程中側(cè)圍外板部件很容易因外觀面達不到美觀質(zhì)量要求而成為殘缺品，甚至出現(xiàn)明顯的局部破裂或縮頸等嚴重缺陷，直接增加部件報廢率，還會使機床停機故障時間延長，這樣既費時間又費材料。從傳統(tǒng)工藝經(jīng)驗來看，一旦出現(xiàn)以上缺陷問題才進行必要的處理，增加了反復(fù)修正的時間成本與資金成本。

對側(cè)圍外板而言，基本工藝流程即為“落料一成形一修邊整形一翻邊整形一翻邊整形沖沖壓”。在具體的沖壓生產(chǎn)工藝中，大量工業(yè)操作檢測結(jié)果反饋可知，側(cè)圍外板生產(chǎn)會因材料拉延變形不均或某局段位置薄度過低等而致產(chǎn)品缺陷。即使材料材質(zhì)相同，鋼材供貨企業(yè)也只是提供材料牌號性能范圍，不同批次材料將顯現(xiàn)出不同特性，毫無疑問會影響到鈑金加工的品質(zhì)管理。

在應(yīng)用基于網(wǎng)格試驗方法進行板件試驗后，能夠在采集數(shù)據(jù)的分析基礎(chǔ)上穩(wěn)定得到圍外板部品的成形特性，包括：材料流動、變薄特性、應(yīng)變特性等。可具體看其等效厚度減薄率這一指標(biāo)。從網(wǎng)格應(yīng)變力與厚度減薄率的對應(yīng)分析看，板件上不同區(qū)域均有臨界狀態(tài)的測量取值，而多數(shù)區(qū)域測量點的減薄率是安全可控的。試驗中的板料曾有落料成形破裂的情況，分析原因主要與材料自身塑形變形能力有關(guān)。

根據(jù)試驗各類數(shù)據(jù)采集來實施成形極限曲線的計算與繪制。在零部件的風(fēng)險測量點處取得數(shù)據(jù)反饋可知，其在成形極限曲線的投射區(qū)域更符合拉壓變形的變形特性，安全裕度低。

因此，對于常規(guī)工況下的鈑金加工落料工序，若仍采用上述提到的性能較弱的材料進行配件沖壓制作，只能達到7%的安全裕度，顯然是其單點成形率影響到了整體的安全裕度。要有效提升鈑金加工落料品質(zhì)管理水平，就要提升單點區(qū)域的安全裕度，可參考模具調(diào)試方向靈活變動的思想，合理實施拉延筋打磨，或是利用局域靜推增加光整度，或通過降低區(qū)域壓邊力或增大造型R角等措施，可合理解決破裂縮頸等品質(zhì)問題，增加整體鈑金加工生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

鈑金加工的落料工序品質(zhì)管理具有嚴格的要求，只有在技術(shù)上轉(zhuǎn)換思想，積極采用網(wǎng)格試驗與成形極限圖等技術(shù)優(yōu)勢，讓落料工序中的板件沖壓分離達到應(yīng)有的特性效果，確保沖壓生產(chǎn)的穩(wěn)定性，才能更好地展現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)勢，做好生產(chǎn)品質(zhì)管理。