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本文重点对冲压件(前后地板连接板)翻边模具生产过程中出现的翻边开裂问题进行分析。通过对模具翻边工序的CAE 分析和模具改善，针对缺陷位置的翻边尺寸进行优化，从而解决该冲压件翻边开裂的问题，使冲压零件符合质量要求。
前后地板连接板翻边开裂问题
在前后地板连接板调试期间，现场对该产品进行质量检测，翻边的边缘折弯部位出现开裂(图1)，影响产品的质量。
图1 前后地板连接板翻边开裂
前后地板连接板翻边开裂原因
首先，对冲压过程拉延工序进行分析，对拉延件进行FLD 检测(图2)，进行成形稳定性分析确认产品是否满足FLD 要求，如图3 所示。经检测，前后地板连接板冲压件的安全裕度为20.9%，成形裕度不小于10%，最大减薄率为19.2%，结果满足要求(图4)，拉延成形稳定性没有问题。
图2 冲压件检测
图3 前后地板连接板FLD 应变图
图4 拉延序检测结果
然后对此冲压件的翻边工序进行CAE 分析(图5)，根据CAE 报告得出以下数据：翻边过程的分析得出成形性存在开裂风险；最大失效值为0.93，在临界值存在开裂风险；减薄率为22%，存在开裂风险；结合该件此位置翻边开裂的图片，CAE 分析结果与实际生产缺陷位置一致。
图5 翻边工序分析结果
此处修边部位在后续翻边过程属于伸长类翻边，且此类翻边属于类似扇形弧度角导致的弧长变化过多，而导致此处翻边开裂。
前后地板连接板翻边改善整改方案
经过原因分析，明确该冲压件开裂的缺陷出在了翻边工序，需要对翻边工序的料边进行优化。并制定整改方案：首先通过修改此处的修边线高度，实现后续的翻边模具对产品翻边后，开裂区域的翻边高度相比原有翻边高度需降低5～6mm。即将红色区域及其粉红色过渡区域一并降低，减少板料拉长，降低开裂风险(即将原有区域的料边高度降低至绿色区域，如图6 所示)。
图6 整改数据的CAE 分析
结合此方案，我们对整改数据进行CAE 分析，验证通过修边线修改优化翻边高度的结果，结合前后地板连接板CAE 的分析得出：在改善翻边高度后，该地板连接板翻边工艺成形性，基本满足要求；最大失效值为0.85，明显降低，满足要求；减薄率为19%，满足要求；明显优于原产品结构，破裂情况得到有效的控制。综上所述，该翻边高度的方案优化，此处翻边开裂问题得到极大改善。同时对整车数据进行检查，同时经确认，整车上此前后地板此位置与其他地板间无搭接关系也无焊点，料边线改动对整车无影响，可以通过此方案进行优化翻边破裂问题。
对修边模具此部位的修边线对应的修边刀块进行对应的补焊加工。图7 和图8 为修边模具的下模和上模刀块对应加工部位。
图7 修边模具下模刀块
图8 修边模具的上模刀块
经过整改后，跟踪前后地板连接板生产状态，现场根据实际破裂区域调整局部产品的翻边高度，减少翻边较多的料边，避免过多的料边在翻边后扇形区域受力导致的开裂。随着问题被解决，该冲压件生产调试过程中翻边的状态稳定，无翻边破裂问题，如图9所示。
图9 冲压件翻边改善后状态
结束语
针对前后地板连接板翻边破裂问题，通过产品、工艺、模具和调试多环节优化和验证，目前前后地板连接板产品状态基本达到CAE 分析状态，其翻边的开裂问题被解决。本次结合产品优化修边尺寸和翻边高度，并调试验证，为类似产品翻边开裂问题的解决提供了调试经验，缩短了开发周期，提高了前后地板连接板的冲压产品质量。
作者简介
程和平
IE(工业)工程师，现主要从事汽车冲压自动化生产管理，负责自动化线的冲压模具投产及量产过程中的生产效率提升工作。
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