文/張應(yīng)生·長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心

對(duì)沖模廢料滑落問(wèn)題，結(jié)合理論分析及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行深入研究，針對(duì)模具中部分典型位置，從前期工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行解析。提出實(shí)用的解決方案，在該理論指導(dǎo)下，使廢料滑落不暢的問(wèn)題在模具設(shè)計(jì)初期可以得到較好預(yù)防，減少后期調(diào)試整改周期，降低生產(chǎn)成本。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)陸續(xù)采用沖壓半自動(dòng)化、全自動(dòng)化生產(chǎn)。而半自動(dòng)化、全自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)中，沖壓廢料滑落問(wèn)題往往是影響生產(chǎn)線體效率中較為突出的問(wèn)題。因此，沖壓廢料處理得好壞直接影響著沖壓連續(xù)生產(chǎn)的效率。但是，由于設(shè)計(jì)人員技能不足，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)缺失等因素，造成部分問(wèn)題流入下工序，當(dāng)模具進(jìn)入調(diào)試期時(shí)，只能依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)試人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，需多次進(jìn)行在線整改，占用大量的設(shè)備資源、人力、周期。本文針對(duì)模具中部分典型位置，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題入手，解析問(wèn)題發(fā)生原因及解決對(duì)策。為后期設(shè)計(jì)提供參考。

某車(chē)型頂蓋外板修邊序二級(jí)切刀位置

原因分析

分析設(shè)計(jì)圖紙及工藝方案，得出造成廢料卡滯的原因主要有兩個(gè)的結(jié)論，一是此位置二級(jí)切刀為平行布置且刃口朝向一致，當(dāng)廢料切斷后由于切刀刀背位置使廢料產(chǎn)生左右移動(dòng)，碰觸到另一側(cè)切刀，限制了廢料的旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致無(wú)法下滑（圖1）。二是二級(jí)切刀自身帶有約15°斜角，但圖紙中擋料桿設(shè)計(jì)在切刀刃口后側(cè)，當(dāng)廢料切斷后進(jìn)一步限制了廢料沿二級(jí)切刀刃口端面斜角下滑可能性（圖2）。

圖1 廢料卡滯運(yùn)動(dòng)模擬

圖2 卡料狀態(tài)

解決對(duì)策

根據(jù)不同的廢料長(zhǎng)度，二級(jí)切刀布置通常為兩種形式。形式一：兩刀式切刀——二級(jí)切刀成10°開(kāi)口狀相對(duì)布置，切刀刃口后側(cè)設(shè)計(jì)擋料桿。二級(jí)切刀刃口下部背空倒斜角處理，廢料滑落趨勢(shì)模擬及具體布置形式如圖3 所示。形式二：三刀式切刀——兩端的二級(jí)切刀成10°開(kāi)口狀相對(duì)布置，擋料桿設(shè)計(jì)在切刀刃口后側(cè)（中間不設(shè)計(jì)擋料桿）。中間切刀角度豎直布置，切刀背空位置倒斜角，如圖4 所示。

圖3 兩刀式切刀布置及廢料滑落分析

圖4 三刀式切刀布置及廢料滑落分析

在使用二次切刀時(shí)必須綜合考慮廢料二次切斷時(shí)滑料的滑落空間，滑動(dòng)軌跡以及廢料二次切斷時(shí)廢料飛濺的方向，在設(shè)計(jì)初期對(duì)二次切刀實(shí)際生產(chǎn)時(shí)可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行分析預(yù)防。

某車(chē)型翼子板側(cè)修位置

原因分析

分析卡料狀況及工藝方案，造成廢料卡滯的原因主要是由于廢料刀刃口朝向?qū)е聫U料滑道寬度小于廢料長(zhǎng)度，限制廢料只能通過(guò)旋轉(zhuǎn)滑出模具，但設(shè)計(jì)在廢料滑出方向的斜楔驅(qū)動(dòng)又對(duì)廢料旋轉(zhuǎn)造成阻礙，導(dǎo)致廢料無(wú)法掉落（圖5）。

圖5 斜楔位置廢料卡滯模擬解析

解決對(duì)策

針對(duì)側(cè)修位置廢料滑出困難可以采用從以下工藝排布和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面單獨(dú)或共同進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

工藝排布方面優(yōu)化：調(diào)整廢料刀2 刃口方向，使之與廢料刀3 形成相對(duì)布置，同時(shí)優(yōu)化廢料刀2 下模位置支撐筋截面形狀，保證廢料滑道寬度大于廢料最大對(duì)角長(zhǎng)度至少30mm。同時(shí)，降低滑料板高度，增加廢料動(dòng)能，使之可以更加順利的滑出模具。對(duì)于制件邊緣廢料可以適當(dāng)增加模具寬度或彈頂銷(xiāo)的輔助裝置，提升滑料效率。需要注意的是，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意此位置廢料是否存在翻轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。(翻轉(zhuǎn)軸可通過(guò)將拉延理論邊界分別在兩處廢料切斷位置最外側(cè)兩點(diǎn)連線進(jìn)行簡(jiǎn)單確認(rèn))。同時(shí)，盡可能的避免設(shè)計(jì)過(guò)橋結(jié)構(gòu)，如無(wú)法避免，也應(yīng)保證過(guò)橋高度大于廢料翻轉(zhuǎn)高度。在角部位置設(shè)計(jì)廢料排出氣缸，防止廢料被側(cè)修刃口及兩側(cè)廢料刀架起，如圖6所示。

圖6 優(yōu)化后工藝形式及支撐筋布置

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面優(yōu)化：上模滑車(chē)側(cè)修鑲塊取消后側(cè)擋墻，鑲塊下增加定位鍵，這樣可將下模驅(qū)動(dòng)位置整體抬高，同時(shí)，將驅(qū)動(dòng)與滑車(chē)間的導(dǎo)板安裝到滑車(chē)位置，這樣下模驅(qū)動(dòng)位置可以取消導(dǎo)板擋墻，增大滑料空間，如圖7 所示。

在遇到同方向多廢料刀切斷的情況，如均為正修，應(yīng)避免設(shè)計(jì)過(guò)橋結(jié)構(gòu)。如側(cè)修無(wú)法避免過(guò)橋，也應(yīng)優(yōu)先保證中間位置廢料下滑，通過(guò)改變支撐筋位置，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)形式等措施，降低廢料卡滯的風(fēng)險(xiǎn)。

圖7 斜楔位置優(yōu)化前后對(duì)比

某車(chē)型車(chē)門(mén)內(nèi)板制件中間位置

原因分析

當(dāng)制件中間位置存在較大廢料時(shí)，廢料從制件脫離到跌落至滑板的過(guò)程中狀態(tài)不穩(wěn)定，出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)情況，當(dāng)廢料出現(xiàn)圖8 中紅色狀態(tài)時(shí)，立起后的廢料卡滯在模具與廢料滑板之間。

圖8 制件中間位置廢料卡滯狀態(tài)

解決對(duì)策

針對(duì)制件中間位置沖大孔廢料，同樣可以從工藝排布和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

工藝排布方面優(yōu)化：當(dāng)中間位置廢料需要分切時(shí)，避免出現(xiàn)廢料尖角特別多情況，見(jiàn)圖9，按此工藝排布后，在OP40 上廢料周圈均為修邊尖角，這樣，當(dāng)OP40 修邊完成后無(wú)論廢料從哪個(gè)方向滑出模具均存在修邊尖角與鑄件滑道側(cè)壁掛住的情況，引起廢料卡滯。所以在工藝排布初期應(yīng)盡量避免廢料尖角。保證廢料形狀越簡(jiǎn)單越好。

圖9 廢料尖角問(wèn)題

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面優(yōu)化：對(duì)于制件中間位置較大的廢料，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在廢料出料方向前側(cè)上模鑲塊位置增加彈頂銷(xiāo)，使廢料一端向下傾斜，刃口下方預(yù)留出廢料旋轉(zhuǎn)的空間。同時(shí)在出料方向后側(cè)的下?；牢恢迷O(shè)計(jì)支撐部件，確保廢料在滑道內(nèi)的狀態(tài)，如圖10 所示。

圖10 制件中間位置結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

在自動(dòng)化生產(chǎn)中，每批次制件數(shù)量較多，中間廢料一旦出現(xiàn)卡滯，就會(huì)造成連鎖效應(yīng)，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，模具就會(huì)存在損壞的風(fēng)險(xiǎn)。需要我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)格外注意。

結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，真正影響生產(chǎn)效率的往往是廢料下滑這類(lèi)的問(wèn)題，本文通過(guò)具體的案例結(jié)合自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)的介紹了三種常見(jiàn)廢料滑出問(wèn)題及其解決方案，從而將問(wèn)題前置，盡可能的減少后期問(wèn)題的發(fā)生，最大限度地減少裝配調(diào)試的時(shí)間，縮短模具制造周期，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。