摘 要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，各類型材需求量不斷加大，其中冷軋鋼板作為常用材料被廣泛使用。但是由于某些企業(yè)沒(méi)有嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，部分板材中硫、磷含量直逼允量上限，導(dǎo)致板材力學(xué)性能較差。另外，由于設(shè)備，工藝等造成的技術(shù)落后，在成型時(shí)板材容易出現(xiàn)袋形波、邊浪、破裂等缺陷，而導(dǎo)致批量零件報(bào)廢，為企業(yè)帶來(lái)了巨大的損失。本文從成形過(guò)程分析，提出一些解決方案來(lái)消除這類缺陷。

關(guān)鍵詞：波紋板；裂紋；模具設(shè)計(jì)；成形設(shè)備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.211

1 波紋板成形

波紋板的主要制造方法有滾壓、沖壓和液壓成形。擠壓工藝是比較先進(jìn)的加工工藝，在加工過(guò)程中，可以有效避免產(chǎn)生裂紋，并且提高了材料的綜合力學(xué)性能，這種工藝不僅材料利用率高，生產(chǎn)效率也非常高，加工工藝不僅改變材料表面的質(zhì)量。本文選取沖壓模具進(jìn)行生產(chǎn)，但是企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中利用圖1所示的模具進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，材料在彎曲過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。分析產(chǎn)生大致原因，歸納為以下幾點(diǎn)：

（1）企業(yè)采用一次成型多道波，形變量過(guò)大，引起開(kāi)裂。主要是因?yàn)椴牧显谧冃芜^(guò)程中，一次應(yīng)變量過(guò)大，材料內(nèi)部出現(xiàn)了微裂痕，隨著加工的繼續(xù)，微裂紋擴(kuò)展最后形成開(kāi)裂。

（2）成型波較大，沒(méi)有充分考慮板材的力學(xué)性能。當(dāng)板材冷壓彎曲時(shí)，材料壓彎方向和方向垂直，材料橫向的塑性和韌性較差，如果波形起伏大，那么因?yàn)檎蹚澐较蚝屠w維方向力學(xué)性能差別大的原因，就會(huì)出現(xiàn)裂紋。

（3）設(shè)備落后，生產(chǎn)工藝有待改進(jìn)。企業(yè)由于生產(chǎn)設(shè)備落后，工藝技術(shù)較差而出現(xiàn)的情況，導(dǎo)致了波紋板成形過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。

2 解決方案

針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了一下解決方案，希望通過(guò)這些辦法可以有效解決波紋板開(kāi)裂的情況。

2.1 調(diào)整工藝設(shè)計(jì)

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)，板材折彎成型的半徑R越小，對(duì)材料的延展率要求越高。結(jié)合設(shè)計(jì)圖1，綜合考慮企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)工藝，在不影響設(shè)計(jì)要求的情況下，對(duì)工藝模具結(jié)構(gòu)以及進(jìn)行了改進(jìn)，增加折彎成型的半徑R，折彎半徑的增加，相對(duì)而言減小了材料塑性和韌性的要求，減少了折彎裂紋的發(fā)生。

2.2 提高板材性能均勻性

首先，在企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)之前，從選材開(kāi)始，對(duì)每批鋼板進(jìn)行彎曲性能測(cè)試，檢測(cè)材料的成分含量，保證材料橫向、縱向以及強(qiáng)韌性都達(dá)到要求。其次，對(duì)板材進(jìn)行預(yù)先熱處理，一般采用調(diào)質(zhì)處理，消除軋制產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低了硬度和脆性，提高了材料的韌性和塑性。除了預(yù)處理以外，還可以反復(fù)軋制，減小鋼板的橫向和縱向的力學(xué)性能差別，保證波紋板成形時(shí)，不易產(chǎn)生裂紋[1]。

2.3 采用專業(yè)設(shè)備，達(dá)到生產(chǎn)目的

滾壓加工作為材料塑性成形的一種工藝，其工作原理通過(guò)滾輪向鋼板施加壓力，使鋼板在室溫下發(fā)生塑性變形，實(shí)現(xiàn)尺寸、形狀、力學(xué)性能等多方面達(dá)到生產(chǎn)的要求[2]。

一般情況下，材料經(jīng)過(guò)導(dǎo)料滾輪，完成裝夾，通過(guò)傳動(dòng)滾輪使鋼板進(jìn)入波紋管機(jī)中。在經(jīng)過(guò)后面的滾輪是開(kāi)始發(fā)生塑性變形，圖為橫截面口模形狀，在前面滾子起到加緊和導(dǎo)向的作用下，后面的滾輪開(kāi)始施力擠壓，最后成形波紋板。

采用本種方法，生產(chǎn)效率高、材料利用率高、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、適用材料廣泛。采用滾壓機(jī)生產(chǎn)可以有效緩解一次性大變形出現(xiàn)的裂紋，生產(chǎn)效率高，材料適用范圍廣，材料利用率也高于沖模成形。但是它也存在很多不足，首先就是容易出現(xiàn)變浪，其設(shè)備相對(duì)比較昂貴，對(duì)于一些小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要結(jié)合自身實(shí)力進(jìn)行多加考慮，最后，該設(shè)備尺寸較大，需要占用大量的空間，也需要企業(yè)考合理配置空間。

除了上述介紹的措施可以防止波紋板成型過(guò)程中裂紋的產(chǎn)生，還可以使用波紋機(jī)。波紋板成形的主要變形工藝，如果使用普通沖床，一般成形方法，采用雙角彎曲，這種方法有很多應(yīng)用限制，首先這種板料成形以后不容易行進(jìn)，進(jìn)行下一個(gè)工序，第二板料在成形過(guò)程中隨著上模下移，在接近成形終點(diǎn)時(shí)，板料成形抗力逐漸加大，非常容易形成開(kāi)裂。而使用折彎?rùn)C(jī)分為多到工序進(jìn)行。

單角彎曲的過(guò)程，及整個(gè)彎曲過(guò)程分為兩次折彎，這種彎曲工藝即使在大波高的情況下也不至于拉斷拉裂對(duì)于成形這種三角形波紋板是非常有效的：這種工藝也有其不足：首先機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，需要考慮定位精度和加工精度。其次，成形效率差，生產(chǎn)效率較低，適合生產(chǎn)波紋數(shù)深度大鋼板。不適用于批次大，波紋數(shù)多的鋼板。

3 結(jié)論

通過(guò)上文的分析，研究在針對(duì)波紋板裂紋的問(wèn)題上，可以通過(guò)改進(jìn)模具設(shè)計(jì)，提升板材的整體力學(xué)性能，以及采用其他的生產(chǎn)設(shè)備來(lái)避免波紋板裂紋的產(chǎn)生。這些生產(chǎn)工藝方法各有利弊，從企業(yè)的角度分析，考慮經(jīng)濟(jì)效益。（1）批次角度：生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，生產(chǎn)量多，可選用專業(yè)設(shè)備-----滾壓機(jī)、波紋機(jī)；生產(chǎn)批次小，通過(guò)改進(jìn)模具，沖壓工藝來(lái)完成生產(chǎn)。（2）精度要求：精度要求高：通過(guò)模具改進(jìn)，利用沖壓工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)滾壓機(jī)生產(chǎn)。當(dāng)精度要求較低時(shí)可以使用波紋機(jī)成形。（3）零件形狀：復(fù)雜多道次采用滾壓機(jī)或者波紋機(jī)，較為簡(jiǎn)單的就可以使用沖模生產(chǎn)。

作為一個(gè)企業(yè)需要考慮很多方面，需要不斷的進(jìn)行探索和改良，具體問(wèn)題具體分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]文清平.Q345C鋼板彎曲裂紋原因分析及應(yīng)對(duì)措施[J].裝備制造技術(shù)，2013（01）：179-180.

[2]陳學(xué)敏，孟二存，付曉紅.16Mn熱軋鋼板彎曲裂紋分析與預(yù)防措施[J].煤，2003，12（03）：23-24.

作者簡(jiǎn)介：張小東（1989-），男，山東金鄉(xiāng)人，碩士研究生，研究方向：塑性成形。endprint