沖壓

汽車沖壓模具設計制造及維修

轉載 :  zaoche168.com   2019年10月16日

        汽車沖壓模具對于汽車制造業來說十分重要,模具最初設計、生產過程以及后期的維修都是必須研究的重點。本文從沖壓模具設計和維修方面入手,總結了汽車沖壓模具設計考慮的因素,列舉出了沖壓模具在后期使用中常見的問題以及具體的解決方法。模具制造企業應重視模具設計和維修,這對延長模具的使用壽命至關重要。


1.汽車沖壓模具設計考慮的因素
1.1滿足沖壓工藝要求


        汽車覆蓋件沖壓模具主要注意以下幾點:一是工序數學模型名稱以及對應的版本號是否相符并且正確;二是采用的壓力機型號規格是否滿足使用的要求;三是模具的外形尺寸是否符合技術要求,特別是閉合高度是否符合規定;四是注意毛坯的方向和工件的方向;五是坯件的定位要求;六是部分起重裝置和卸除裝置的形式;七是廢料的去除方式和傳送方向。

1.2安裝調試方便


        沖壓模具的安裝調試是所有工作中的最重要的工作之一。為便于安裝調試,應在要調試模具上安裝調試設備和結構。主要包括:沖模在壓力機上安裝定位結構;壓模在壓力機上安裝壓實位置和壓實結構;模具的行程限制器;精度檢測平臺。有時實際的壓力模型和委托壓力模型是不同的。在設計這兩種壓力機時,應考慮設計參數。


1.3運行過程安全可靠


        沖壓模具在使用中,各個部件都必須安全可靠的運行,不能有任何松動位移。活動部件跟蹤穩定,要有準確、可靠的定位。除了有機械強度保護其功能的零件以外,裝配也必須準確定位和安全夾緊。安全是模具設計者必須關注的問題,移動部件和固定部件之間必須有安全間隙,安全間隙不僅要考慮人身安全,還要考慮模具和機床的安全。如有必要,應該設置一個專門的安全設施,如防護板、安全阻隔網等[1]。

 


1.4易于存放保管


        汽車蓋沖壓模具尺寸較大,設計時必須考慮到模具制造、運輸、使用、存儲和維護過程中的開啟、傾覆、升降、吊裝和翻轉情況。因為模具的體積可能比較大,設計的存儲設備,必須仔細考慮模具的存儲方式和位置,應盡量減少模具在存儲過程中的變形,合理優化空間。為了便于模具的管理,在模具的突出位置應粘貼明顯的標志,標志的主要內容包括:進料方向標志、模具代碼等。


2.汽車沖壓模具的維修


        沖壓模具成本高,通常是模具總成本的20%~25%。這是因為除了模具的生產成本高外,模具的維修和維護成本也很高,而原模具成本僅占模具總成本的40%左右。因此,及時維護模具,防止模具損壞,可大大降低沖壓生產模具成本[1]。模具損壞后,有維修和報廢的選擇。一般情況下,沖壓模具的非自然磨損和撕裂失效,如非臨界零件的失效、小沖孔模的斷裂、沖孔模的上升、空心模板的開裂、切削刃的尖端等。其中大部分可以通過維修恢復到正常狀態,再用于沖壓生產。然而,當模具的關鍵部位受到嚴重損壞時,如模具表面發生凸凹損壞,一次性維修費用可能會超過沖壓模具成本的70%,或長時間使用導致模具接近報廢狀態時,維修的意義就不大了,則應考慮報廢模具。如果遇到模具維修技術太復雜,維修模具成本太高,維修周期過長導致嚴重影響沖壓的正常生產時,應果斷選擇報廢模具,并重新制造模具予以代替。在正常情況下,模具的主要失效模式是過度磨損,所以對于模具破壞形式和維修方法的研究十分重要,選擇正確的維修方法和處理方法可以大大節省成本。


2.1模具損壞


        模具損壞的一般形式有模具開裂、破損和漲裂等情況,如果想要把模具損壞問題徹底解決,那就必須從模具設計、制造工藝和使用3個階段去尋找原因。對模具的制造材料是否滿足要求以及加熱制造過程是否合理,是必須進行檢查的。一般來說,材料熱處理的工藝對模具的質量有決定性影響。假如制造模具時,淬火達到的溫度高于規定值,進行的方法和淬煉時間不符合要求,回火次數選擇不當,這些都會導致沖壓生產后模具損壞。孔設計的尺寸和深度與初始設計值不相符,極易導致孔槽在模具制造過程中發生堵塞,從而最終導致跌落板損壞。彈簧的彈力值設計太小或剛好達到極限值,會直接導致彈簧發生瞬間斷裂,從而使下降板傾斜,最終損壞部件。沒有足夠的緩沖部件或是固定螺栓強度不達標,會直接致使沖頭掉落或折斷。模具在現實過程使用中,零件位置、零件安裝方向存在誤差、螺栓沒能夠緊固、工作臺的高度降低、送料設備和壓力機發生異常故障,都會對模具造成嚴重的損壞。如果異物進入模具而沒有得到及時的清理,再繼續工作生產,很容易使模具的沖裁板、沖床、下部模板和導軌柱損壞。

 


2.2卡模


        在模具沖壓過程中,如果出現了模具發生合模不靈活甚至卡死現象時,就必須馬上停止一切生產活動,尋找出故障原因,對故障進行清除。不然故障導致的后果將無法估量。引起卡模故障的主要原因有:送料機送距、壓料、放松調整不當;生產中送距產生變異;送料機故障;材料弧形,寬度超差,毛邊較大;模具沖壓異常,鐮刀彎引發;導料孔徑不足,上模拉料;折彎或撕切位上下脫料不順;導料板之脫料功能設置不當;材料太薄,送進過程中發生翹曲;模具架設不當,與送料機垂直度偏差較大。發生上述狀況時,要對模具進行重新調整并及時維修。要定時更換材料,控制進料質量,消除料帶鐮刀彎并維修沖導正孔凸、凹模。調整脫料彈簧力量,修改導料,防止出現料帶上帶情況。在送料機與模具間加設上下壓料、上下擠料安全開關,必要時需重新架設模具。


2.3翻邊整形制件變形


        在翻邊整形過程中,經常會發生制件的變形。一般情況下,如果變形發生在非表面件上,對制件的質量不會有太大影響。但如果是表面件,那就會非常嚴重,因為一點變形將給外觀帶來致命的質量缺陷,影響整車的外觀[2]。制件在成形和翻邊時,板料容易發生變形和轉動,如果壓料不緊就會發生變形。即使在壓料力夠大的情況下,如果壓料面表面凹凸不均勻,并且還存在空隙的話,也會造成上述狀況的發生。如果真的發生了這種狀況,就需加大壓料力度。如果使用的壓料面是彈簧壓料的話,可采用增加彈簧的方案;如果是上氣墊壓料,則應采用加大氣墊壓力的方案,加大壓力后,如果在局部還有變形,可用紅丹標示出問題點,檢查是否有凹陷出現在壓料面局部,并對壓料板進行焊補[2]。

 


2.4刀口崩刃


        崩刃現象在模具使用過程中也是非常常見的,是沖壓模具的一個維修重點。引發的原因有很多種,無論是哪一種都會對模具的質量產生影響。一般會根據刀口崩刃的情況來進行處理,當崩刃的程度較小時,需要使用砂輪機對崩刃處進行打磨處理,然后進行焊接固定,防止二次崩刃的出現。進行焊接時需要采用與模具材料合宜的焊條進行,一般采用堆焊的方式進行焊接。

 


2.5刃磨維修


        在沖壓過程中,模具可以適當進行刃磨,可以能有效改善模具使用壽命,節約模具成本,大大降低產品費用。當切削刃口的邊緣出現一定程度磨損時,原始的銳刃會變鈍,導致沖裁件的毛刺過大,降低尺寸精度。因此,模具必須進行刃磨,以恢復其鋒利的切削刃,減少切口毛刺和尺寸形狀的偏差,提高成形零件的表面平整度。如果不及時研磨模具,使用遲鈍的刀片切割,會使模具在使用過程中存在毛刺摩擦,大大縮短了模具的使用壽命。當制造件的毛刺量超過允許毛刺量時,應立即停止生產,
        汽車沖壓模在汽車制造業中占有重要地位,沖壓模具的質量與前期的設計、生產直至最后的維修都是密切相關的。所以要提高對沖壓模具的設計要求,從根源上改變狀況。模具畢竟是消耗性設備,在后期使用中難免會出現問題,所以提高維修技術,對于延長模具的使用壽命至關重要。

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