文／趙飛·一汽-大眾汽車有限公司

汽車冷沖壓模具一模雙件和一模四件的結(jié)構(gòu)很普遍，一模雙件常見于左右門板、左右翼子板等對稱式零件,而一模四件常見于四門外板、四門窗框內(nèi)板等相同功能零件。這些模具在設(shè)計時會采用很多相同或相似的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在后期裝配及維護時極易發(fā)生混淆，從而造成模具損壞事故，因此在設(shè)計之初及日常模具維護中越來越重視模具防反裝工作。

模具上常用的防反方式可以分為被動式防反和主動式防反兩種：被動式防反也稱作硬性防反，是模具設(shè)計初期首選的防反方式，通過尺寸不同、角度不同等的設(shè)置，使出現(xiàn)錯誤時無法順利進行安裝，從而起到有效的防反作用；主動式防反也稱作警示性防反，主要是通過顏色、標記、標號、高低等視覺效果，在安裝時起到警示作用，從而避免出現(xiàn)安裝錯誤等的情況，但是此類防反還是存在一定安裝錯誤的可能性。

被動式防反

對于被動式防反，一般在設(shè)計初期就要考慮此項內(nèi)容，否則到模具成形后期進行更改就比較繁瑣。一般在模具設(shè)計階段，模具設(shè)計廠家會根據(jù)主機廠家提供的標準進行模具防反設(shè)計；在模具圖紙驗收階段，主機廠家會重點檢查防反設(shè)計是否符合要求，并在模具實體驗收階段進行驗證，確認防反的有效性。

尺寸防反

平時應(yīng)用最多的防反方式就是尺寸防反，在模具設(shè)計階段，通常在相近部件或者容易混裝部件的尺寸上做出差異，這樣一旦出現(xiàn)錯裝，會因為尺寸不同無法順利安裝，從而讓操作者停止錯誤動作并進行糾正。例如操作者在進行模具合模作業(yè)時，因為模具上下模需要按照統(tǒng)一的方向進行安裝，一旦方向安裝錯誤將會導(dǎo)致重大安全事故的發(fā)生。為了有效避免此類事故發(fā)生，在模具設(shè)計時特意將模具左右側(cè)導(dǎo)向腿，或者導(dǎo)柱檔距采取大小不一致的設(shè)計，如圖1 所示，當(dāng)發(fā)生方向安裝錯誤時，因為間隙變化無法順利進行合模作業(yè)，可以對操作者進行比較有效地提醒。

圖1 導(dǎo)向腿寬度不同

不對稱防反

當(dāng)模具設(shè)計階段，由于空間、強度或者功能要求無法實現(xiàn)尺寸防反時，設(shè)計廠家會考慮使用不對稱防反方式。其在目視上可見明顯差別，同時在安裝時采用了不對稱方式，操作者也比較容易發(fā)現(xiàn)安裝的錯誤問題，從而避免模具安裝錯誤。此類防反方式比較常見于模具四周的四個導(dǎo)柱位置(圖2)，采用不對稱或非均布的設(shè)計，從而起到防反效果。

圖2 導(dǎo)柱位置不對稱

開合模輔助桿防反

在上下模具合模時，僅依靠“導(dǎo)向腿導(dǎo)向”“導(dǎo)柱導(dǎo)向”極易發(fā)生上?；蝿忧易矒舻较履５亩ㄎ簧?，一般還要加入“開合模輔助桿防反”，如圖3 所示，起到初步的粗導(dǎo)向作用，方便開合模作業(yè)。

圖3 開合模輔助桿

銷釘孔防反

模具上為了降低成本，縮短制作周期，開始大量采用標準件。標準件的采用為模具制造帶來了大量的好處，但是也存在一定的隱患。尤其在同一個模具上采用同一尺寸標準件時，對于操作者來說增加了安裝錯誤的風(fēng)險。因為采用的是標準件，無法使用尺寸防反和不對稱防反，為了解決此類問題，在模具設(shè)計時會首先考慮選擇不同尺寸的銷孔，如圖4 所示，在安裝時由于標準件的銷孔和模具基面的底孔尺寸不一致，當(dāng)出現(xiàn)錯誤安裝時便無法順利將銷釘安裝到位，從而能夠有效避免錯誤安裝。

圖4 凸模銷釘尺寸不同

螺紋孔防反

如圖5 所示，其實螺紋孔粗細不同防反和銷釘防反的原理基本一致，都是通過在件上加工出不同粗細的螺紋孔，而不同的螺紋孔對應(yīng)的過孔直徑也不一樣。由于一個標準件最少采用兩個螺紋孔，在加工時只需要改動一個螺紋孔的直徑，即可實現(xiàn)此種防反效果。但是此類防反，對加工零件的空間有一定的要求，因為模具上使用最多的兩種螺紋為M16 和M24，它們對螺紋過孔直徑要求分別對應(yīng)為17mm ≤M16 過孔≤18mm，25mm ≤M24 過孔≤26mm，因此在一些空間比較局促的位置(尤其是標準件上，空間比較緊湊)，很難采用此種結(jié)構(gòu)進行防反。

圖5 螺紋孔大小不同

安裝孔深度防反

如圖6 所示，此類型防反主要體現(xiàn)在模具斜楔上，斜楔自帶壓料板上的工作螺釘和安全螺釘，為了防止安裝出現(xiàn)差錯，經(jīng)常采用不同深度的安裝孔，從而起到防反作用。

圖6 螺釘孔深度不同

特殊防反

除了以上幾種防反措施，在模具維修過程中針對特殊位置和特殊情況，使用幾種特殊的防反裝置，例如：某車型的模具上相同安裝直徑的沖頭需要頻繁拆卸，為了防止人員安裝錯誤，在沖頭上安裝到底的位置增加一個臺面(圖7)，保證錯誤安裝時出現(xiàn)干涉，從而無法繼續(xù)安裝。

圖7 沖頭防反臺階

被動式防反優(yōu)點明顯，能夠有效避免錯誤產(chǎn)生，但考慮到模具制造成本及周期，與主動防反同時使用才能達到最優(yōu)效果。

主動式防反

主動防反的整個過程需要操作者主動進行一次識別和介入。

顏色防反

如圖8 所示，顏色防反最具代表性的就是相同、相近部位采用不同顏色進行區(qū)分，一旦安裝錯誤之后，操作者可以通過視覺顏色的差異，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取糾正動作。

圖8 不同顏色防反

位置號防反

如圖9 所示，為了防止模具上的部件在拆卸后的回裝出現(xiàn)錯誤，會將每個部件標注上對應(yīng)的位置號，從而指導(dǎo)回裝作業(yè)，防止出現(xiàn)問題。

圖9 鑲塊標注位置號

方向指示防反

如圖10 所示，方向防反在模具上應(yīng)用最多的就是上下模具基體。在模具兩側(cè)會根據(jù)生產(chǎn)的物流方向，給上下模分別標注一個箭頭，操作者在合模作業(yè)時(即將模具的上模和下模吊運至一起時)，會根據(jù)箭頭所指方向，將上下模箭頭對應(yīng)一致后再進行回裝，從而保證安裝的正確性。

圖10 模具物流方向標識

刻線防反

如圖11 所示，模具上一些常見的較小部件，例如沖頭之類，為了保證回裝的準確性，在拆卸之前會先在拆卸部件和安裝位置上刻線(或者用漆筆進行點漆)；部件回裝時，根據(jù)刻線(或者點漆)對應(yīng)好位置后再進行安裝，從而保證安裝的準確性。

圖11 刻線防反

主動防反的優(yōu)點是不用考慮空間和結(jié)構(gòu)問題，操作方便、靈活，但是缺點也很明顯，例如顏色防反就很有局限性，如果模具的相同和相近部件數(shù)量很多，就會導(dǎo)致顏色種類的限制無法滿足防反的效果；同時如果顏色太多，也會增加操作者的辨識難度。因此，主動防反最大的缺點還是需要操作者進行一次主動的辨識，一旦操作者未進行辨識或者辨識不到位，仍可能會出現(xiàn)安裝事故。

被動式與主動式相結(jié)合

前面提到的開合模輔助桿可以有效避免上下模具的磕碰，但在主機廠生產(chǎn)時，該導(dǎo)向桿使用完畢后需要員工手動將其落下。一旦員工使用后忘記落下，在自動化生產(chǎn)時抓料機械手會與開合模輔助桿發(fā)生撞擊(圖12)，造成嚴重的設(shè)備損壞。

圖12 生產(chǎn)中撞擊事故

基于該問題，可以提供如下解決方案：在輔助桿的初始落下位置增加傳感器，傳感器信號與模具的ID 號(身份代碼)相連接，只有輔助桿處于落下的初始狀態(tài)時，模具的ID 號才能在生產(chǎn)線上正常顯示，壓機讀取后可正常生產(chǎn)。否則壓機讀取將發(fā)生錯誤，設(shè)備報警并禁止設(shè)備運行，這樣就算員工忘記將輔助桿落下歸位，設(shè)備報警無法啟動生產(chǎn)，可以保證模具及設(shè)備的安全。圖13 為模具ID 數(shù)據(jù)線。

圖13 模具ID 數(shù)據(jù)線

具體實施步驟：

⑴首先確認限位開關(guān)(圖14)的數(shù)量，其數(shù)量必須和實際導(dǎo)向桿數(shù)量相對應(yīng)，一般情況下為2 個，并根據(jù)導(dǎo)向桿在模具上位置及限位開關(guān)閉合時的角度，在模具基體上將其固定。

圖14 限位開關(guān)

⑵兩個限位開關(guān)以串聯(lián)方式連接，如圖15 所示，傳感器選用黑色、白色兩根線，分別接在限位開關(guān)里綠色接線處。

圖15 限位開關(guān)內(nèi)部接線

⑶將選定的主線盒內(nèi)線路在模具基體上排布到接線盒處，取消原主線盒模具工序號和模具號的連接，如圖16 所示，將白線和黑線分別接在主線盒上的37號接口和40 號接口形成信號回路。

圖16 接線盒內(nèi)部接線

經(jīng)實際驗證，將開合模輔助桿其中的1 個或2 個導(dǎo)向桿拔出，在換模時設(shè)備報警提示模具編碼異常，將導(dǎo)桿放下后故障消除，并可正常換模生產(chǎn)，從而能夠有效預(yù)防操作者的主觀錯誤。

結(jié)論

由于模具設(shè)計標準化、模塊化的趨勢，對防反工作的要求也更高、更巧妙。同時模具廠家也越來越重視模具的防反工作，從而減輕操作者的勞動強度和勞動難度，保證模具的安全狀態(tài)。單一的防反方式已經(jīng)無法滿足用戶的需求，因此不同的防反方法和方式的綜合應(yīng)用，才能起到真正的防反作用。

本篇文章針對模具上防反方式進行了歸納和總結(jié)，目的是開拓大家的思路和視野，在完成日常工作的同時，不斷完善模具設(shè)計標準。模具設(shè)計時需要考慮到的因素十分龐大，每一個技術(shù)要求都需要數(shù)據(jù)理論和實際工作經(jīng)驗作為指導(dǎo)，只有不斷地歸納、總結(jié)才能制造出高標準的模具，進一步生產(chǎn)出高品質(zhì)的乘用車。