加工过程中冷冲压工艺存在的问题与品质控制

伍国艳

摘要：随着我国工业的不断发展，生产过程中所使用的模具也变得多种多样。人们对生产产品质量要求的不断提升，模具在制作的过程中在质量上也更加精益求精。在工艺零件的制造过程中，工艺问题常见的来源是模具质量的好坏。因此，在生产的过程中做到对模具质量的把控，能够减少很多后期不必要的损失。目前有越来越多的生产厂家启动了过程质量控制机制，以便减少冷冲压过程中零件生产零件的工艺问题。本文将重点分析在冷冲压工艺中需要注意的加工要点，并且对提升加工工艺品质提出了自己的几点建议，以期能为同行产生几点借鉴意义。

关键词：加工过程;冷冲压工艺;品质控制

中图分类号：TG3                                         文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）07-0113-02

0  引言

目前生产过程中衡量冷冲压生产水平好坏的主要指标是冷冲压模的寿命。在现代工业发展的过程中，少不了模具的使用。模具的质量能够影响到最终加工产品的质量，从而间接的对企业取得的经济效益产生了一定的影响。所以在实际生产中越来越多的企业开始重视加工过程质量控制的重要性。其中冷冲压指的是在加工特定尺寸和特征的部件时，向环境中施加一定的压力使板材或热材料分离的一种办法，是对所有零件进行处理的基本方法之一，下文将进行详细的论述。

1  冷冲压工艺综述

1.1 冷冲压金属模具的主要设计特点

冷冲压加工在正式施工时，可以在常温作用下采用冲压设备、模具来施加压力，从而促使规格、型号不同的板材、坯料在冲压作用下出现永久变形，材料冲压变形之后其使用效果将会有所提高。冷冲压金属模具的主要设计特点如下：

第一，灵活性。通常情况下，在开展冷冲压施工的时候，为了使冲压质量得到保障，应该结合类型不同的冲压金属模具来保证冲压效果，只有根据实际需求来完成金属模具的选择，才能够有效提高冲压质量，促使冷冲压发挥出应有的作用。对于冷冲压工艺而言，金属模具的合理选择不仅能够影响到冲压时的精确度，还会对其使用寿命带来影响。

第二，科学性。冷冲压金属模具在设计时必须保证其具有足够的设计合理性。采用足够先进的工艺成果，能够有效提高模具的各项性能指标。在设计阶段中，通过科学的管理理念能够促使金属模具的设计流程变得更加规范、流畅，从而大幅提高设计质量。

第三，全面性。冷冲压金属模具本身便具有非常广泛的功能性，所以在设计阶段中必须充分考虑设计内容，尽量保证冷冲压金属模具在设计中的全面性，避免盲点的出现。设计完成后需要专门开展设计检查，通过检查的方式来保证产品达到应有的设计标准。

第四，可行性。冷冲压金属模具在设计阶段需要保证实用性，只有能够在操作期间毫无顾忌的开展冲压操作，才能够促使整个加工阶段变得足够流畅，确保冷冲压金属模具的各项性能与质量。

1.2 覆盖件的冲压质量要求

在冷冲压工艺中，必须保证覆盖件的冲压质量满足刚性以及工艺性需求。因为覆盖件在成形期间，需要具备足够强大的塑性变形能力，通过塑性变形来保证零件的刚性质量，避免零件在实际使用中因为振动而产生早期损坏等故障问题。而工艺性则是针对产品设计结构的重点性能。在一定生产规模下，通过良好的工艺性可以充分保证冷冲压质量，在保证作业经济性、安全性的同时得到高质量产品。

在覆盖件的冲压过程中，一次拉深成形是较为普遍的一种成形方式，因为多次拉深的参数数据非常难以界定，而且覆盖件在多次拉深过程中还容易产生冲击线等问题，从而对油漆的后续表面质量带来较为严重的影响。拉涨复合成形在实际使用中并不是简单的拉深变形，而是将拉深、涨形表型两种工艺相结合的一种复合成形工艺，这种工艺在实际使用中相对较为复杂。除此之外，在冲压成形阶段，因为覆盖件的内部毛坯会随着冲压过程而发生贴膜，所以在成形阶段中，毛坯塑性变形需要的成形力将会发生改变。

2  冷冲压金属模具设计工艺要点分析

在设计冷冲压金属模具时，直接的生产是不可取的。要对生产技术模具的工位所处的环境以及模具自身的性能以及产量进行综合的考虑，并且要对模具自身相关的生产工艺条件进行深入的分析才可以实现生产过程中质量可控的目的。

首先，在设计规划的初期，要确定金属模具制造的精度，尤其是弯曲部分的精度是生产的要点。必须要设计出精确的金属形状尺寸，在后续进行模具图纸的设计时，确定金属模具的性能和质量时才能够有据可依。

其次，在进行形状的设计时，必须要满足零件基本性能的相關要求。在设计的初期，可以积极的与商品的需求方进行沟通，确定特定的标志，通过标志分析来进行制造[1]。

最后，根据生产零件品种不同，进行相对应的模具设计。因为对于不同种类的模具，所能生产出的产品结构以及复杂性是不尽相同的。这类模具在设计生产的过程中，生产成本较高。所以当进行大规模生产时，这种制作成本较高的模具较为实用。总而言之，一定要对生产批次进行充分的考虑，以便最大化的节约生产的成本。（图1）

2.1 材料设计要点分析

在设计金属模具时，要充分的考虑到所选用的材料的质量程度。如果在设计的过程中发现长期缺陷的，应当综合冲压金属模具的符合设计要求进行考虑。在设计时。可以从以下三大方面来开展金属模具的设计：

第一，明确设计的方向。根据相关的设计要求，确定材料的选取，对选取的材料自身的特性要做到心中有数，当材料应用于实际的设计时，也就能更好的进行融合，提高实际的设计效果。第二，在设计的过程中，一定要控制好搭边的数量。通过对金属模具的设计方案进行优化，以便提高材料的实际利用率[2]。第三，在设计的过程中要始终坚持全局控制的理念，对于设计的关键的环节，要加大质量控制的力度，使金属模具材料设计能够达到最佳冷调设计。

2.2 设备设计要点分析

首先，从目前主要采用的冷冲压金属设计模具的种类来看，主要包括以下三种形式：曲柄压力机、摩擦压力机以及液压机三类。根据所生产模具的不同，选用合适的设备，但是要注意，模具的设计一定要与模切机的操作特性相吻合。

其次，在进行设计时需要遵循安全生产的原则，在压力机的工作负荷下来进行生产。其中确保压力机处于正常工作状态。一定要考虑印刷机的安全特性。印刷机在工作时如果安全性能不达标，会间接的造成压力机过载[3]。因此在进行设计时，不仅仅要考虑设备本身的原因，也要考虑在运行过程中与之相关的设备的运行情况。

最后，在设计的过程中，需要注意压力机的中心要与冷冲压技术模具的中心对齐，以便实现精准的形状控制。

3  影响冷冲压模具使用寿命的几种形式

通常来说，包括瘀伤、磨损、变形、破损等四种形式。

3.1 磨损

在零件不断加工的过程中，由于模具与冲头在长时间的冲压下反复的摩擦，很容易在两者的密切接触的区域产生裂缝、坑洼。其次是由于冲压零件本身的光洁度不足，毛刺太大，导致模具的边缘在不断的摩擦过程中不断地变钝。在生产过程中最常见的磨损表现形式是棱角变圆。

3.2 断裂

在不断的冲压过程中，模具最初的形状会受到一定的破坏。其中冲压过程中对模具造成损坏最大的区域是凹凸形状处。例如设计间隙过小，模具在使用时出现了裂缝等等。这些形式的破损可能会让模具自身造成一定的损坏，经过相应的维修后仍然可以投入使用。在修复的过程中要严格的按照图纸中的内容进行修复，以便保证最终产品的质量。

3.3 变形

在进行热处理的过程中，由于冲头表面的模具的硬化层太浅或是强度不够造成了材料本身的不耐受，导致材料的断裂。

4  冷冲压模具主要失效形态的品质控制

造成生产模具变形的原因主要由于材料本身的承载能力不足，以及模具长时间处于高负荷状态下所造成的影响。模具失效的原因主要来源于以下两个方面：强度不足以及韧性不足[4]。

4.1 强度不足导致的失效

通常在生产过程中所使用到的冷金属铁墩冲头强度低于56HRC的或是冷挤压模具强度低于62HRC的材料较容易产生变形。严重的甚至会发生模具破裂的情况，另外在生产的过程中墩底切弯曲的现象与模具的低硬度有着直接的联系。对付此种失效的常用方法就是变形失效增硬度，脆断失效减硬度。

4.2 材料韧度不足的失效

材料的韧性在制作的过程中是难以检测的，由于没有直接的判定标准，在冷镦模具以及冷挤压的过程中很容易出现材料自身的破损。由于没有直接的征兆，导致危险的难以被识别。在生产的过程中时有冷镦模具中冲头折断，开裂的现象。在现象发生之前模具本身也并无明显的塑性变形，一旦发生变形，模具将永久失效。

4.3 磨损失效

通常包括异常磨损故障和正常磨损。

改进方案：首先利用金属模具加压锻造，当加热工序与锻造工序完成后，进行冷却。冷却的速度对于控制模具强度有着重要的作用。争取将冷却速度控制在20～45℃/min。随后继续监测25分钟，将下贝氏体的温度空冷到280～220℃。随后进行长时间的地炕保温。然后进行进一步的深加工，急需回火。但是温度与时间一定要控制好，当上述工序全部完成后，可以进行抽样送检，检验成品的性能是否达标，使模具的生产性能达到要求，以便减缓模具因摩擦而产生的老化。

5  结束语

随着我国制造业在国际中所占的比例越来越大，所生产出的产品也难免会进行一定的竞争。其中作为零件工艺质量控制关键的模具来说，成为了加工业链条的基础要素。在进行冷冲压模具的加工过程中，需要生产者不断的对加工工艺进行升级，做好品质的控制，发现问题及时对症下药，才能更好的完成工业的生产升级任务。

参考文献：

[1]于维民.The Issue in the Process of Processing Cold Stamping Mold and Quality Control%冷沖压模具加工过程中的问题与质量控制[J].应用能源技术，2019（007）：11-13.

[2]田乃东.加工过程中冷冲压工艺存在的问题与品质控制分析[J].中国金属通报，2018，997（10）：248，250.

[3]王绍昆.关于冷冲压模具加工过程中的问题探讨[J].中国机械，2015（10）：92-93.

[4]邵龙飞.汽车包裹架冲压成形的CAE分析及过程质量控制[D].2015.