文/唐榮，王騰，嚴(yán)文超，楊運(yùn)良·一汽－大眾汽車有限公司成都分公司

隨著汽車工業(yè)日新月異的發(fā)展，汽車產(chǎn)量不斷的增加，這也要求我們沖壓模具必須能夠連續(xù)高效的生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，來(lái)保持市場(chǎng)份額，因此保證模具連續(xù)高效工作也成了我們每個(gè)模修人員的核心目標(biāo)。

汽車覆蓋件修邊模按刀塊前角角度分為鈍角修邊、銳角修邊、垂直修邊，按零件刀塊切立面角度分為水平立面修邊、角度立面修邊、垂直立面修邊(這里我們把大于75°的角度修邊定義成垂直立面修邊)。設(shè)計(jì)時(shí)鈍角和銳角修邊應(yīng)盡量控制在15°的范圍內(nèi)，角度立面修邊應(yīng)控制在小于75°范圍內(nèi)，而垂直立面修邊應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就采用斜楔或吊楔修邊代替，方便后期維護(hù)同時(shí)產(chǎn)品斷面質(zhì)量更好。但隨著車企的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，降本、增效的形勢(shì)下，綜合考量產(chǎn)品、質(zhì)量和成本因素，通常采用“更輕更少模具工序”的策略降低成本。采用一次性垂直立面直修工藝代替斜楔、吊楔結(jié)構(gòu)成為了首選。目前垂直立面直修邊在汽車覆蓋件模具中的使用率越來(lái)越高，尤其是在側(cè)圍、翼子板、門內(nèi)板、行李廂內(nèi)外板等復(fù)雜模具上。在日常沖裁斷面質(zhì)量及料屑問題中，垂直立面修邊出問題的頻率是最高且修復(fù)難度最大的，為保證沖壓模具連續(xù)、高效的生產(chǎn)，加強(qiáng)對(duì)垂直斷面修邊的優(yōu)化和維護(hù)尤為重要。

當(dāng)修邊方向與所要修的邊所在的型面相互平行或它們之間的夾角小于15°時(shí)，通常將此類修邊定義為垂直立面直修邊。汽車沖壓中垂直立面直修，調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)、工藝難度大、易損壞、產(chǎn)品斷面質(zhì)量差、料屑多一直是老大難問題。垂直立面橢圓刀結(jié)構(gòu)能夠有效改善這些頑疾。使刃口使用壽命提高1000%以上，同時(shí)料屑和產(chǎn)品斷面質(zhì)量也更優(yōu)。除降低生產(chǎn)停機(jī)和產(chǎn)品返修外，還降低了日常保養(yǎng)頻率，更大程度上提高了模修工作效率。

工作過(guò)程和問題分析

從圖1 工作過(guò)程可以看出凹模鑲塊切入凸模鑲塊3mm 即可切掉產(chǎn)品水平斷面a-b、c-d 段。而垂直斷面b-c 段卻要凹模繼續(xù)切入50mm 才被切斷，且立面剛好切入1mm.垂直立面刃口工作距離遠(yuǎn)大于水平立面。對(duì)垂直立面進(jìn)行放大得到圖2，在3mm 切入深度時(shí)刃口工作間隙是A、B 點(diǎn)相互形成的剪切間隙；而到了50mm 深度時(shí)工作間隙是由A、C 點(diǎn)相互形成的。由于立面角度太大，A 向B 的剪切分力很小無(wú)法切入板料，使得50mm 下降過(guò)程除最后3mm 外都是擠壓過(guò)程，最后3mm 時(shí)直接切斷板料，垂直立面切斷已經(jīng)不是剪切過(guò)程而是類似刨削的切削過(guò)程。

圖1 工作過(guò)程

圖2 放大圖

生產(chǎn)問題分析

由于垂直立面直修邊工作深度長(zhǎng)，刀塊后刀面和刃口部分在零件斷面長(zhǎng)時(shí)間擠、刮、拉、扯(類似刨削)，導(dǎo)致刃口損壞快，刃口損壞后零件形成毛刺、料屑、斷面不平，刀塊被刮出溝槽(圖3)。

圖3 零件和刀塊缺陷

垂直立面直修擠壓時(shí)間長(zhǎng)、切斷時(shí)間短，方式為擠壓＋刨削，廢料在刀背向下的推擠作用下，板料有向下的拉力，修邊過(guò)程包括擠壓＋刨削＋拉伸。

⑴擠壓：后刀面長(zhǎng)時(shí)間擠壓更易產(chǎn)生料屑，增加擦模停臺(tái)和產(chǎn)品返修的時(shí)間，同時(shí)料屑擠入刃口縫隙間更加速了刃口立面磨損拉毛。

⑵刨削：垂直立面刨削板料斷裂時(shí)間短，伴隨刀背擠壓，在廢料未徹底分離前對(duì)零件有較大向下的拉力，斷裂時(shí)間短導(dǎo)致沖壓力集中并突變，更易造成應(yīng)力集中崩刃或裂紋。

⑶拉伸：在刃口上拉伸加速刃口磨損變鈍圓角和刃口立面磨損拉毛。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化和維護(hù)保養(yǎng)

結(jié)構(gòu)優(yōu)化

垂直立面修邊，采用直修邊(正常情況下應(yīng)該是斜楔修邊)，省去了斜楔費(fèi)用以及由于安裝斜楔給模座增大、機(jī)加、調(diào)試帶來(lái)的成本。但是常規(guī)的隨形刀不能滿足生產(chǎn)質(zhì)量要求，采用橢圓形修邊刀可較好的解決這一問題，具有推廣性，結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 三種修邊結(jié)構(gòu)圖

垂直立面(或近似垂直立面)修邊時(shí)，采用如圖5 所示的修邊刀結(jié)構(gòu)，改變?cè)瓉?lái)隨形的設(shè)計(jì)，在原有基礎(chǔ)上加上一個(gè)橢圓凸包刃口，橢圓凸包刃口刀背做成傾斜曲面，使刃口面與刀背呈約60°夾角(銳角刃口更加鋒利)，刃口切斷板料更加容易。修邊刀下行時(shí)，橢圓凸包最高點(diǎn)先接觸板料將其刺破，隨著上模下行，橢圓凸包刃口切入點(diǎn)朝兩邊延伸，實(shí)現(xiàn)剪切，從而有效控制毛刺、拉毛、積屑瘤的產(chǎn)生。

圖5 修邊刀結(jié)構(gòu)

研修：研修時(shí)一定要保持橢圓刀刃口面與下端直修刃口面在垂直方向上同時(shí)著色或直修刃口著虛色，即增加的橢圓刀刃口面與原有刃口面在同一豎直空間曲面內(nèi)。否則，零件斷面會(huì)產(chǎn)生二次剪切臺(tái)階或是掛料毛刺。修邊刀與修邊凸模之間的刃口間隙要均勻、合適；具體操作要領(lǐng)：0.7mm 厚的板料，涂藍(lán)油檢查著色，修邊鑲塊與修邊凸模著虛色，均無(wú)擦黑擦亮。

維護(hù)保養(yǎng)

垂直立面修邊由于其切斷過(guò)程的特殊性，生產(chǎn)中刃口相對(duì)更易磨損，及時(shí)發(fā)現(xiàn)磨損提前維護(hù)修復(fù)不光能避免刃口二次損壞嚴(yán)重，降低修復(fù)難度，也能有效提高生產(chǎn)效率降低模具停臺(tái)。

國(guó)內(nèi)某車型后門內(nèi)板鎖孔采用垂直立面橢圓修邊刀生產(chǎn)中出現(xiàn)偶發(fā)軟毛刺需要線下優(yōu)化，模具上調(diào)試壓機(jī)排查原因，發(fā)現(xiàn)下模刃口對(duì)應(yīng)位置擦黑，觀察無(wú)其他問題，如圖6 所示，判斷軟毛刺是由于擦黑擠出，于是排除下模刃口擦黑優(yōu)化間隙后生產(chǎn)，結(jié)果大線生產(chǎn)毛刺變大且連續(xù)，不能生產(chǎn)出合格件，由于無(wú)庫(kù)存只能返修生產(chǎn)2400件，問題件4人兩個(gè)班次才返修完。

圖6 擦黑

這次負(fù)效工作事故，是由于對(duì)垂直立面橢圓刀修邊磨損未正確認(rèn)識(shí)造成。拆下上模橢圓修邊刀塊，檢查垂直度發(fā)現(xiàn)其橢圓刀已磨損無(wú)著色，如圖7所示，下模刃口的擦黑在上模二次刃口切削時(shí)產(chǎn)生。毛刺是由于橢圓刀磨損后間隙變大產(chǎn)生，二次刃口與下模間隙又過(guò)小，所以在生產(chǎn)時(shí)有時(shí)能把毛刺擠掉有時(shí)不能擠掉。當(dāng)優(yōu)化下模間隙后，橢圓刀與下模間隙變得更大、毛刺更大，二次刃口與下模的間隙也變大到不能擠掉毛刺，從而導(dǎo)致問題加重。后對(duì)上模橢圓刀塊重新優(yōu)化垂直度，保證橢圓刀刃口著色，二次刀著虛色，以上模刀塊為基準(zhǔn)下模刀口燒焊修出合理間隙，問題解決。

圖7 模具修復(fù)

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)模具負(fù)效事故和前面垂直立面修邊的工作過(guò)程總結(jié)出垂直立面修邊直修采用橢圓修邊刀出現(xiàn)毛刺時(shí)應(yīng)先檢查橢圓刀垂直度，看是否磨損再來(lái)確定修復(fù)順序。由于切斷過(guò)程間隙是點(diǎn)對(duì)線形成，所以還應(yīng)確保下模刃口和上模刃口立切部分的直線度，才能保證工作過(guò)程間隙均勻，更耐用且生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品。