浅析冲压件翻边起皱、叠料、开裂的问题所在

在汽车车身冲压件的设计中，两次翻边造型是一种非常常见的设计结构，起到增大零件匹配焊接搭接面以及提高零件强度等作用。但实际在冲压件成形过程中，两次翻边结构经常会出现翻边起皱、翻边叠料以及翻边开裂等缺陷，造成制件品质下降。某些汽车车身关键部位的冲压件存在以上问题点时，会造成车身强度降低，甚至危及乘员安全。

在冲压件设计中，通常采用的翻边结构主要有三种：制件普通平板部位边缘翻边；制件折弯同时两面的边缘并向内翻边；制件折弯同时两面的边缘均并向外翻边。

对于折弯并向内的翻边结构，我们通常采用的成形工艺是先折弯成形，后凸缘面翻边成形。通常产生的制件缺陷是第二次翻边导致凸缘面部位产生起皱。

折弯并向外的翻边结构，通常有两种成形方式：一种是拉延后翻边工艺，采用此种工艺的制件在后翻边的凸缘面上易出现翻边起皱缺陷；另一种成形方式是先一次翻边后再二次折弯成形工艺，采用此种工艺的冲压件在先翻边的凸缘面上易出现二次折弯部位料边边缘开裂缺陷。

造成冲压件开裂的原因有很多，但是产生的根源在于开裂部位成形时拉伸程度超过了材料所能承受的强度极限，即成形过程材料流动的拉伸量超过了材料允许的最大拉伸率。

对用于冲压生产所用的原材料，不存在材料拉伸。进行折弯或者翻边成形时，紧贴模具凸模面的材料通常也不存在拉伸，所以对于两次翻边的结构，分析翻边边缘开裂风险时，只需要考虑翻边边缘的材料拉伸量是否超过了所选材料的最大伸长率。要分析冲压件翻边边缘是否开裂，只需要计算分析拉伸量是否超过材料允许的最大拉伸率。

在实际产品零件设计过程中，凸缘面翻边角度θ2与零件间的匹配关系相关联，设计时进行调整的可行性很小。凸缘面翻边R角R2要求取值尽量小，当R2值减去材料料厚值后约为2～5mm时，基本可满足翻边要求；且R2取值越小，可使凸缘面有效匹配面积越大，提高产品匹配质量。

结合计算公式可知，要减小两次翻边时材料的拉伸率δ值，可行的冲压件设计控制措施是降低凸缘面翻边部位料边的长度，即降低h值。以及增大折弯R角，即增大R1值，但增大折弯R角易导致出现冲压件反弹缺陷。