汽车冲压件质量控制策略探讨

杨鹏辉  

摘要：本文旨在探讨汽车冲压件的质量控制策略。首先介绍了汽车冲压件的特点，包括生产效率高、冲压工艺好和成本消耗低等。然后详细讨论了汽车冲压件的工艺种类，包括液力拉深技术、内高压成形技术和热成形技术等。接着阐述了汽车冲压件生产过程的控制方法，包括确定工艺方案、完善模具安装流程和明确冲压方向等。此外，还介绍了冲压件加工工艺的控制要点，包括拉伸工艺、起皱控制和过程管理等。最后，提出了冲压成型的质量控制方法，包括排列图法和控制图法等。通过本文的探讨，有助于提高汽车冲压件的生产质量和效率。

关键词：汽车；冲压件；质量控制

    汽车冲压件作为汽车制造中的重要组成部分，其质量控制至关重要。随着汽车工业的发展，对汽车冲压件的要求越来越高。合理的质量控制策略可以提高冲压件的质量稳定性和生产效率，降低生产成本。本文将对汽车冲压件的质量控制策略进行深入探讨，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

一、汽车冲压件特点

（一）生产效率高

    汽车冲压件的生产效率高是其重要特点之一。冲压工艺采用机械设备对金属板材进行一次或多次冲压、拉伸和弯曲，可以高速、高效地完成零件的制造。相比传统的加工方法，冲压工艺具有快速、自动化和连续性的优势。冲压设备的高速运行和工作循环的精确控制，使得冲压件的生产速度大大提高。此外，冲压工艺可以实现多工序的组合操作，通过一次冲压即可完成复杂零件的成形，减少了生产中的中间工序和人工干预，进一步提高了生产效率[1]。高效的生产能力不仅能够满足汽车制造商对大批量零件的需求，还能够缩短生产周期，快速响应市场需求变化。

（二）冲压工艺好

    汽车冲压件的冲压工艺具有良好的特点和优势。首先，冲压工艺可以实现对金属材料的高精度成形。通过模具的设计和控制，可以精确地冲压出符合设计要求的零件形状和尺寸，确保产品的质量和一致性。其次，冲压工艺可以实现复杂形状零件的批量生产。由于模具的可重复使用性，可以大规模生产相同或类似的零件，确保产品的稳定性和一致性[2]。同时，冲压工艺还能够应对不同材料的成形需求，如钢板、铝合金等，具有较强的适应性。此外，冲压工艺在实现零件成形的同时，还能够实现一些其他加工操作，如拉伸、弯曲等，提高生产效率和工艺灵活性。

（三）成本消耗低

    汽车冲压件的生产过程中，成本消耗低是其显著特点之一。冲压工艺通过高效的自动化设备和精确的模具设计，能够实现高度的材料利用率。相比传统的加工方法，冲压工艺可以将材料的浪费降至最低，减少废品和废料的产生，从而降低了原材料的采购成本。此外，冲压工艺的高速、连续性生产，可以在短时间内完成大批量零件的制造，提高了生产效率，减少了人工和能源消耗。冲压工艺还具有较低的人工成本，通过自动化设备的运行和模具的自动更换，可以减少人力投入和劳动力成本。另外，冲压工艺的高度标准化和重复性，可以降低生产过程中的变动成本和不良品率，进一步降低了生产成本。

二、汽车冲压件工艺种类

（一）液力拉深技术

    液力拉深技术是一种在汽车冲压件制造中广泛应用的工艺。该技术利用液体介质的力量对金属材料进行拉伸和成形，实现复杂形状的零件制造。液力拉深技术具有许多优点。首先，它可以在一次操作中完成多个成形步骤，从而提高生产效率。相比传统的拉深工艺，液力拉深不需要进行多次拉伸，减少了加工时间和人工干预，大大缩短了制造周期。其次，液力拉深可以实现较高的成形精度和表面质量。通过合理的液体介质选择和压力控制，可以减少零件的变形和皱纹，提高成形质量和一致性。此外，液力拉深工艺对材料的应力分布均匀，减少了材料的变形和破裂风险，提高了零件的强度和可靠性。

（二）内高压成形技术

    内高压成形技术是一种先进的汽车冲压件制造工艺，通过利用高压液体对金属材料进行内部成形，实现复杂零件的制造。这项技术在提高零件质量、减少材料浪费和提高生产效率方面取得了显著成就。根据数据统计，内高压成形技术相较于传统成形工艺，能够将材料利用率提高20％以上。例如，以前需要使用大块材料的零件，通过内高压成形技术可以使用小块材料进行成形，从而减少了原材料的消耗[3]。此外，内高压成形技术还能够提高零件的强度和精度。根据实验数据，采用内高压成形技术制造的零件的材料硬度和抗拉强度比传统成形工艺的零件要高出15％以上。这一技术还可以降低工艺中的辅助材料和能源消耗，提高生产效率。内高压成形技术的广泛应用为汽车制造业带来了许多优势，推动了零件制造的精细化和可持续发展。

（三）热成形技术

    热成形技术是一种在汽车冲压件制造中具有重要应用的先进工艺。该技术通过对金属材料施加高温加热，使其在塑性变形状态下进行成形。热成形技术具有许多显著优点。首先，它可以显著提高材料的变形性能。高温下，金属材料的塑性增加，可以实现更大范围和更复杂的成形，使得制造复杂形状的冲压件变得可行。其次，热成形可以减少零件的应力和变形，提高成形精度和表面质量。在高温状态下，材料的流动性增强，降低了成形过程中的残余应力和成形缺陷，从而提高了零件的质量和一致性。此外，热成形技术还可以改善材料的力学性能。通过控制加热温度和速率，可以改善材料的晶粒结构和强度，提高零件的耐疲劳性和寿命。

三、汽车冲压件生产过程的控制

（一）确定工艺方案

在汽车冲压件的生产过程中，确定合适的工艺方案是确保零件质量和生产效率的关键步骤。通过科学合理地选择工艺参数和操作步骤，可以确保冲压件的成形质量和尺寸精度。下表列出了一些常见的工艺参数和工艺控制方法，用于确定冲压件的工艺方案。

表1 工艺方案确定参数和方法

参数	描述	控制方法
材料特性	考虑材料的成形性能。硬度等因素，选择合适的材料	材料测试和选择
模具设计	设计合适的模具结构和尺寸，满足零件的成形要求	模具设计和制作
冲压力和速度	控制冲压力和速度，确保成形质量和一致性	冲压设备调整和操作
润滑剂	选择合适的润滑剂，减少摩擦和热量，提高成形质量	润滑剂类型和使用方法的确定
加热方式	根据材料的特性，选择合理的加热方式和温度	热处理设备和参数的选择
模具冷却	控制模具冷却方式和冷却时间，控制零件的尺寸稳定性	冷却系统的设计和操作
工艺监控	使用传感器和监控设备实时监测工艺参数，进行及时调整和控制	实时监控和反馈控制

通过综合考虑以上参数和方法，制定适当的工艺方案可以最大程度地满足冲压件的生产要求。同时，不断优化和改进工艺方案，结合实际生产情况进行调整和优化，有助于提高冲压件的质量稳定性和生产效率。

（二）完善模具安装流程

    完善模具安装流程在汽车冲压件生产中起着重要的作用。模具的正确安装可以确保冲压件的准确成形和尺寸一致性，同时提高生产效率和模具寿命。为了完善模具安装流程，有几个关键步骤需要注意。其一，需要进行合适的模具对位和定位。这包括确保模具的位置和方向正确，以及模具的定位销和定位孔的准确匹配。其二，要确保模具的稳固安装和牢固连接。这可以通过使用适当的紧固件和工具，以及对模具座进行校准和调整来实现。此外，对于大型和复杂的模具，可能需要使用起重设备和辅助工具来进行安装，确保安全和稳定性。

（三）明确冲压方向

    在汽车冲压件生产过程中，明确冲压方向是确保零件质量和生产效率的关键因素之一。正确的冲压方向能够确保零件成形的准确性、一致性和稳定性。以下是一些重要的考虑因素和措施，以明确冲压方向：首先，需要分析零件的几何形状和结构特征。了解零件的凸出部分、倾斜角度、孔洞位置等信息，有助于确定最佳的冲压方向。其次，考虑材料的力学性质和成形特性。不同材料在冲压过程中的变形行为不同，因此需要考虑材料的屈服强度、塑性应变率等因素，选择适合的冲压方向[4]。另外，还需评估冲压设备的工作能力和限制。冲压机的结构和机械特性会对冲压方向产生影响，需根据设备的特点来确定合适的冲压方向。

四、冲压件加工工艺的控制

（一）拉伸工艺

    拉伸工艺在汽车冲压件制造中扮演着重要的角色。它是一种通过对金属材料施加拉力来实现材料塑性变形的工艺方法。拉伸工艺具有以下几个关键特点和优势。其一，拉伸工艺可以实现零件形状的精确控制。通过适当的拉伸力和工艺参数，可以控制材料在拉伸方向上的延伸程度，从而实现所需形状的冲压件。其二，拉伸工艺能够提高冲压件的强度和硬度。通过拉伸过程中的冷变形，材料的晶粒结构得到细化，提高了材料的力学性能和硬度，使得冲压件具有更好的强度和耐用性。其三，拉伸工艺可以改善材料的表面质量。在拉伸过程中，材料的表面会得到拉伸和光滑，去除了一部分表面缺陷和粗糙度，从而提高了冲压件的表面质量和美观度。

（二）起皱控制

    起皱是在汽车冲压件制造过程中常见的缺陷之一，因此起皱控制是至关重要的工艺措施。起皱是指材料在受到压力和变形力作用下，产生波纹状或褶皱状的表面缺陷。为了有效控制起皱现象，以下几个关键方面需要注意。首先，合适的润滑剂的选择与应用是起皱控制的关键。润滑剂可以减少材料与模具之间的摩擦，使材料更加顺滑地流动，从而减少起皱的发生。适当的润滑剂类型和涂布方法能够有效降低起皱的风险。其次，适当的工艺参数和工艺步骤的控制对起皱控制至关重要[5]。例如，冲压力、冲压速度和冲压次数等参数需要进行合理的设定。同时，模具的设计和加工也需要注意，确保模具的平整度和表面光滑度，以避免起皱的形成。此外，材料的选择和性能也对起皱控制起到重要作用。选择适合的材料，特别是具有良好塑性和韧性的材料，可以减少起皱的风险。此外，控制材料的厚度和均匀性，避免过大或过小的厚度差异，也是起皱控制的关键。

（三）过程管理

    过程管理在汽车冲压件制造中扮演着重要的角色，它涵盖了从原材料采购到最终产品交付的全过程。有效的过程管理可以提高生产效率、降低成本并确保产品质量。以下是几个关键方面，以保证过程管理的有效实施。一方面，确立清晰的工艺流程和标准操作规程。明确定义每个环节的工作流程，包括原材料的采购、仓储、加工、质检和交付等环节。同时，制定详细的标准操作规程，确保每个操作环节按照标准进行执行。另一方面，强化供应链管理。与供应商建立良好的合作关系，并实施供应链管理，确保原材料的供应及时可靠。有效的供应链管理可以减少生产中断、降低库存成本，并确保原材料的质量符合要求。此外，实施质量控制和质量管理体系。建立严格的质量控制体系，包括原材料的检验、生产过程中的质量监控和最终产品的质量验证。通过使用统计过程控制（SPC）和其他质量管理工具，监测和控制关键工艺参数，以确保产品符合规定的质量标准。

五、冲压成型的质量控制

（一）排列图法

    冲压成型的质量控制是确保汽车冲压件符合设计要求和质量标准的重要手段。在这方面，排列图法是一种常用的质量控制方法。通过绘制排列图，可以直观地展示冲压件的特征和尺寸要求，并进行质量控制和检验。排列图法的使用步骤如下：首先，根据设计要求，将冲压件的特征和尺寸按照一定的顺序排列。其次，在图纸上绘制出特征和尺寸的标准值以及允许的公差范围。然后，通过实际测量和检验，将冲压件的实际尺寸在排列图上标记出来。最后，对比实际尺寸和标准值，判断冲压件是否合格，以及是否存在偏差或异常。

排列图法的优势在于它能够快速、直观地评估冲压件的质量。通过观察排列图上的标记点分布情况，可以判断冲压件的尺寸是否在设计公差范围内。如果标记点偏离了标准值，就可以及时发现和纠正质量问题，确保冲压件的尺寸符合要求。

（二）控制图法

    控制图法是冲压成型中常用的质量控制方法，用于监控和管理冲压过程中的质量变化和偏差。通过绘制控制图，可以追踪和分析冲压件尺寸的变化趋势，及时采取措施来控制冲压过程，确保产品符合设计要求和质量标准。控制图法的使用步骤如下：首先，收集冲压件的尺寸数据，并根据数据计算出平均值和标准差。其次，根据尺寸数据的变异性，选择合适的控制图类型，如X-Bar图、R图或S图。然后，根据计算结果，在控制图上绘制出控制限和中心线。最后，将新的尺寸数据加入到控制图中，观察数据点是否在控制限范围内，以判断冲压过程是否处于可控状态。

控制图法的优势在于它可以提供及时的反馈和判断冲压过程的稳定性。通过观察控制图上的数据点分布情况，可以判断冲压件尺寸是否稳定，是否存在特殊原因造成的偏差。如果数据点超出控制限范围，说明冲压过程发生了异常，需要进行调整和纠正，以保证冲压件的质量。

结束语：

    综上所述，在汽车冲压件生产中，质量控制是确保产品符合设计要求和质量标准的重要环节。通过本文提出的方案，并合理应用这些质量控制策略，汽车冲压件生产可以提高生产效率、优化工艺、降低成本，并确保产品质量的稳定性和一致性。在不断追求技术创新和质量改进的道路上，质量控制策略将继续发挥重要的作用，推动汽车冲压件行业的可持续发展。

参考文献：

[1] 陈必友. 汽车冲压件质量控制策略探究[J]. 汽车世界,2019(7):33.

[2] 覃光毅. 浅谈汽车冲压件质量控制策略[J]. 百科论坛电子杂志,2019(3):728.

[3] 吴易峰,宋含笑. 浅谈汽车冲压件质量控制策略[J]. 汽车与驾驶维修（维修版）,2018(4):165-166.

[4] 杨晓明,焦坤. 浅谈汽车冲压件质量控制策略[J]. 建筑工程技术与设计,2020(3):2007.

[5] 谢世琴. 关于汽车车身冲压件成型技术及其质量控制策略分析[J]. 环球市场,2018(26):381.