板料冲压成形技术作为一种至关重要的金属塑性加工手段，其应用范围极为广泛，涵盖了航空航天、汽车与机车制造、电机与电器生产、食品包装、日常五金制品、建筑以及包装等多个工业部门。
在冲压生产环节中，时常遇到诸多成形问题，这些问题对冲压制品的几何精度、机械特性以及外观质量造成了严重影响。鉴于影响冲压成形质量的工艺参数众多，并且这些因素之间彼此联系紧密，这使得现场模具工程师在修模和试模过程中面临了巨大的难度和挑战。本文旨在探讨冲压成形过程中常出现的破裂、起皱以及回弹等三种质量问题的成因，并对相应的处理方法进行了详细阐述。只有准确找到问题的根源，采取针对性的措施，才能避免盲目修改模具，从而节省时间和成本。
一、破裂
板材厚度降低是因拉伸作用所致，从工程实践的角度审视，板料厚度降低4%至20%通常被视为可接受范围，但若减薄程度过大，不仅会降低零件的刚性，严重时甚至可能直接引发板料破裂，变成废品。因此，破裂问题成为严重影响冲压成形件质量的关键缺陷之一。
在材料拉伸试验过程中，我们发现，随着形变的持续加剧，材料的承载区域逐渐减小，而且其硬化作用也在逐步增强。当硬化作用的提升足以抵消承载区域的减少时，形变能够保持稳定；然而，一旦超过某个临界点，材料将会在承载能力最弱的地方率先出现颈缩现象，并最终被拉伸断裂。就板料而言，其材料在变形过程中的行为与拉伸试验的情形大体一致；一旦应变值超过某个临界点，板材便会出现破裂现象。
根据破裂的严重程度，破裂现象可分为微观和宏观两种类型。微观破裂表现为板料内部生成的细小裂纹，这些裂纹虽然肉眼难以察觉，但已导致部分材料失去其原有功能。而宏观破裂则是指板料上出现了明显的裂纹和断裂。关注“金属加工”微信公众号，其内容丰富，值得一看。宏观破裂往往源自薄板平面内过度的拉伸现象，而微观破裂则可能单纯由拉伸或弯曲引发，不论是微观还是宏观的破裂，其根本原因都是因为材料局部承受的拉伸应力超出了极限。
破裂通常出现在以下几种情况：在深冲加工的细小半径区域、凸模的圆角部位、侧壁的中央位置，以及材料在通过拉延筋进入凹模时，因流动受到阻碍的区域。
破裂现象的产生是因为局部区域的应变超过了其所能承受的极限，所以要想消除这种破裂，关键在于调整法向接触力和切向摩擦力的分布方式，从而减少破裂区域的拉伸应变。在工程实践中，通常采取以下几种方法：
1、选择合理的坯料尺寸和形状
在板料成形阶段，坯料的尺寸和形状对最终的成形效果具有显著影响。以拉伸方筒为例，初始阶段使用方形坯料进行拉伸作业。若在拉伸过程中发生破裂，可以对坯料的四个角进行适度切割，调整角度大小，从而有效避免破裂现象。
2、增加辅助工序（改变产品圆弧或斜度，增加整形或工艺切口）
在确保零件功能需求得到满足的情况下，适度增加模具的圆角半径或降低斜率，能够有效降低材料在成型过程中的流动阻力，进而防止材料破裂。同时，在板材的适宜位置进行冲切工艺，使得易破裂区域能够从邻近区域获得材料补充，以此优化该区域的变形状况，同样能够有效防止破裂的发生。
3、调整拉延筋参数或压边力
采用拉延筋虽能有效避免凸缘区域出现皱褶，然而，这一做法的弊端在于会提升材料流入凹模时的流动性阻碍，进而，若拉延筋的参数设置不当，流动阻力可能会显著增大，从而引发板材的裂痕。
4、改善润滑条件
冲压成形过程中，润滑剂的作用至关重要，若润滑条件不佳或润滑剂选用失当，均可能引发板材出现裂缝。
二、起皱
起皱是冲压成形中常见的质量问题之一，它会对产品表面造成直接影响；例如，我国汽车外观覆盖件的成形质量不佳，起皱问题便是其中的一个关键因素；更严重的是，有时起皱问题会进一步恶化，导致模具在熨平过程中造成工件损伤，甚至可能划伤模具，从而给生产带来巨大损失。
板料起皱的形成原因与破裂的形成原因相异，它主要是由局部承受过大的压应力导致在厚度方向上出现不稳定状态所引起的。这种不稳定现象被称作压缩失稳。当起皱现象出现时，皱纹的分布方向会与压应力方向呈垂直关系，然而，并不能一概而论地说所有起皱都是由压应力所引发的。
冲压过程中产生的皱纹形态多样，依据成因差异，可分为材料堆积型皱纹和失稳型皱纹。材料堆积型皱纹产生于材料进入凹模腔内过多；失稳型皱纹则因板料厚度方向约束力不足，压缩凸缘失稳及拉伸部位不均匀导致。尽管皱纹对零件强度和刚度的削弱不如拉裂严重，但它对零件的精度和外观有显著影响。如果在中间工序发生起皱还可能影响下一道工序的正常进行。
当材料局部承受的压应力超过一定限度，便可能引发皱褶现象，尤其是材料在拉伸与压缩的双重应力影响下更为明显。鉴于此，消除皱褶的处理策略在于精确预测材料的流动趋势，并增强皱褶区域的垂直接触压力。在工程实践中，通常采取以下几种方法：
1、增大压边力
压边力能够提升材料流入凹模时的流动阻力，从而有助于减轻凸缘边缘出现的皱纹问题。
2、增加拉深筋数量或者增加高度
拉延筋分为圆形、方形以及拉延栏三种类型，随着进料阻力的逐渐提升，选择合适的拉延筋需综合考虑多个因素，包括制件的拉延深度、材料的特性以及产品的形状等。通过合理配置拉延筋，精确调控进料阻力，调整材料内部的应力分布，改变材料的流动路径，能够有效减少起皱等缺陷。
3、修改产品和模具形状以吸收多余材料
附表：板材冲压成形缺陷及解决办法
