在现代冲压加工行业中,二手冲床因其成本低、性价比高而受到中小企业的青睐。然而,在实际生产过程中,使用二手冲床进行冲压作业时常出现产品褶皱的问题,这不仅影响产品的外观质量,还可能导致后续装配困难甚至整批报废。面对这一棘手难题,必须从设备状态、模具设计、材料特性以及工艺参数等多方面入手,系统性排查并解决根本原因。
冲压过程中出现褶皱,本质上是由于板材在变形过程中局部受力不均,导致金属流动失衡,产生压缩失稳现象。尤其是在拉深、翻边或成形类工序中,当板料边缘区域受到径向拉应力和切向压应力的共同作用时,若压应力超过临界值,就会引发起皱。对于二手冲床而言,其机械精度下降、滑块导向间隙增大、机身刚性减弱等问题会加剧这种不稳定状态,使得原本在新设备上可以稳定生产的工艺变得异常敏感。
解决此类问题的第一步是全面评估冲床的技术状况。许多企业在采购二手冲床时只关注吨位与基本运行功能,忽视了关键部件的磨损情况。例如,连杆球头、导轨、平衡气缸等部位若存在明显松动或间隙超标,会导致滑块运动轨迹偏移,进而造成上下模不对中。这种微小的偏差在高速冲压中会被放大,直接影响压料力的均匀分布,最终诱发褶皱。因此,建议对冲床进行全面检修,必要时更换磨损件,并通过激光校准等方式恢复设备的几何精度。
模具方面也是不可忽视的关键环节。老旧模具在长期使用后可能出现型面磨损、压料板变形、弹簧或氮气缸疲劳失效等问题。这些问题直接削弱了压料系统的稳定性。特别是在拉深模中,压边力不足或分布不均是最常见的褶皱诱因。应定期检测压料面的平整度,检查弹性元件的工作行程与预压力是否达标,并根据材料厚度和强度重新计算所需压边力。必要时可加装可调式限位螺钉或更换为液压压边装置,以实现更精准的压力控制。
材料因素同样不容小觑。不同批次的钢板在力学性能、表面粗糙度及涂层附着力上可能存在差异。尤其是使用非正规渠道采购的代用材料时,屈强比过高或延伸率偏低的板材更容易在冲压过程中失稳起皱。此外,卷料开卷后的平直度不良也会导致送料偏移,使模具一侧受力集中。建议建立严格的来料检验制度,优先选用表面洁净、板形良好且符合标准的冷轧或镀锌板。对于特殊材质如高强度钢或铝合金,还需调整润滑策略,避免因摩擦系数不当引发材料流动异常。
工艺参数的优化则是解决问题的核心手段之一。冲压速度过快会使材料来不及充分流动就进入高压区,容易形成堆积褶皱;而速度过慢又可能造成能量积累过度,反而加剧局部变形。应结合具体产品形状进行试模调试,逐步摸索最佳行程次数。同时,合理设置离合器与制动器的响应时间,确保滑块停止单次行程定位准确。对于复杂曲面零件,可考虑采用分段压制或多道次成形工艺,减轻单次变形程度,从而降低起皱风险。
润滑管理也起到至关重要的作用。润滑不足会增加摩擦阻力,迫使材料向阻力较小的方向流动,造成偏移起皱;而润滑过多则可能导致材料“打滑”,失去有效约束。应选择适合材料种类与模具材质的专用冲压油,并采用定量喷雾或滚轮涂覆方式保证润滑均匀。定期清理模具表面残留物,防止积碳或油泥影响接触状态。在自动化生产线中,还可集成在线监控系统实时反馈润滑效果,提升过程可控性。
此外,引入辅助支撑结构也是一种有效的技术改进方案。例如,在易起皱区域增设拉延筋或反向凸包,能够有效调节材料流入量,增强局部抗失稳能力。拉延筋的设计需结合CAE模拟结果精确布置,高度与圆角半径要适配材料流动特性。对于深度较大的拉深件,还可尝试采用变压边力技术,在成形初期施加较大压力抑制起皱,后期适当释放以利于材料延展。
最后,建立完善的质量追溯与数据分析机制至关重要。每次出现褶皱缺陷时,都应记录冲床编号、模具编号、材料批号、操作人员、环境温湿度及工艺参数等信息,便于后续分析规律。借助图像识别系统对产品表面进行自动检测,不仅能提高检出率,还能积累大量样本用于优化预防措施。通过持续的数据沉淀与经验总结,企业可以在低成本使用二手设备的同时,依然保持稳定的高品质输出。