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精密儀器

沖壓模具汽車覆蓋件模具制造常見問題,這13個(gè)問題不可忽視

一般國內(nèi)汽車覆蓋件模具制造周期都較長,尤其是調(diào)試周期,少則3~5個(gè)月,多則1年以上。過長的模具調(diào)試周期,給模具、汽車企業(yè)造成了成本的增加。模具制造周期過長是因?yàn)槟>叨唐跓o法達(dá)到質(zhì)量要求,只能通過延長調(diào)試周期,以期達(dá)到提升模具質(zhì)量的目的。只有提高模具質(zhì)量,才可以縮短模具制造周期。

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提高模具制造水平,縮短模具制造周期、降低模具制造成本,需要對模具制造的各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)工序進(jìn)行分析,找出存在的問題,分析制定對策并加以改善。

鑄造問題

鑄造主要包括2個(gè)方面的問題。

1

FMC問題

FMC制造過程中容易出現(xiàn)的問題:尺寸錯(cuò)誤或厚度不足;拼接縫未封貼好,存在尖角部分,鑄造后容易出現(xiàn)應(yīng)力集中等。尺寸錯(cuò)誤會(huì)造成鑄件報(bào)廢,厚度不足可能造成鑄件缺料,缺料可以通過堆焊補(bǔ)救,也可能會(huì)報(bào)廢鑄件。FMC拼接縫未貼好容易出現(xiàn)鑄造缺陷和應(yīng)力集中。上述問題都可能造成鑄件報(bào)廢,鑄件報(bào)廢嚴(yán)重影響模具制造進(jìn)度和成本,如果鑄件勉強(qiáng)使用,模具的質(zhì)量得不到保證,影響模具的使用壽命。由于FMC沒做好,模具存在易產(chǎn)生應(yīng)力集中部位,出現(xiàn)鑄件開裂的情況,如圖2所示。

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(a)開裂

(b)應(yīng)力集中

圖2 FMC問題

對于上述問題,可以通過設(shè)備的引進(jìn)、工藝水平的提高以提升FMC質(zhì)量,減少對手工的依賴,同時(shí)加強(qiáng)制作管理,強(qiáng)化質(zhì)量檢驗(yàn)(自檢、互檢和終檢)。

2

鑄造問題

即使FMC合格,鑄造時(shí)仍然可能出現(xiàn)問題,如圖3、圖4所示的縮松和夾砂現(xiàn)象,鑄件筋板位置偏移,出現(xiàn)與模具推桿干涉或處于壓力機(jī)工作臺(tái)T形槽上的情況、鑄件的金相和力學(xué)性能達(dá)不到技術(shù)要求等。

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圖4 夾砂

鑄造出現(xiàn)筋板偏移、變形一般是由于FMC保存不當(dāng)或鑄造過程中工人操作不當(dāng)造成,如填型砂不當(dāng);鑄造缺陷和鑄件金相、力學(xué)性能則是由鑄造技術(shù)造成的。出現(xiàn)上述問題,有時(shí)會(huì)造成鑄件報(bào)廢,如造成模具夾持位(U形槽位置)厚度不足、強(qiáng)度不足。解決這些問題關(guān)鍵在于強(qiáng)化鑄造過程的管理和技術(shù)能力,提高管理精度,強(qiáng)化技術(shù)要求,提高鑄造工藝和設(shè)備水平。

機(jī)加工問題

模具制造的機(jī)加工分一次機(jī)加工和二次機(jī)加工,一次機(jī)加工主要是平面加工,二次機(jī)加工主要是型面加工,機(jī)加工流程如圖5所示。

圖5 機(jī)加工流程

模具零件機(jī)加工前必須劃線以確定零件的加工余量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理不合格的坯件,避免加工造成損失,平面機(jī)加工出現(xiàn)的問題較少,偶爾出現(xiàn)的機(jī)加工問題一般都是圖紙尺寸錯(cuò)誤或NC機(jī)床操作者的失誤,如導(dǎo)柱導(dǎo)套位置出錯(cuò)導(dǎo)致合模后偏磨、導(dǎo)向面加工錯(cuò)誤、安裝平臺(tái)加工失誤、凸模和凹模出現(xiàn)偏心、上模和壓料板側(cè)銷安裝位加工錯(cuò)位、起吊孔加工錯(cuò)位、模具安裝相關(guān)定位或鎖緊位置加工錯(cuò)誤等。

導(dǎo)柱導(dǎo)套位置錯(cuò)誤造成不同心而偏磨,甚至?xí)斐蓪?dǎo)柱導(dǎo)套嚴(yán)重磨損及導(dǎo)套開裂,影響模具精度。導(dǎo)柱導(dǎo)套不同心的嚴(yán)重程度可以借助紅丹憑經(jīng)驗(yàn)判斷,嚴(yán)重的偏心一般是將導(dǎo)柱或?qū)装惭b孔擴(kuò)孔加裝套,但再擴(kuò)孔時(shí),模具零件要上NC機(jī)床重新定位,二次定位出現(xiàn)偏差的概率大,一旦再出現(xiàn)問題,再擴(kuò)孔可能出現(xiàn)局部壁厚不足。

導(dǎo)向面加工錯(cuò)誤的情況相對較少,如非標(biāo)的導(dǎo)向槽加工成一端大一端小,可以考慮重新加工,然后加墊片、墊塊解決,前提是模具零件強(qiáng)度應(yīng)滿足使用要求。

圖6 壓料板側(cè)銷卡槽位

上模側(cè)銷安裝位和壓料板側(cè)銷槽加工偏離的現(xiàn)象比較常見,一般不嚴(yán)重時(shí)采用手工修磨,嚴(yán)重時(shí)考慮將側(cè)銷卡槽加寬。一旦側(cè)銷卡槽偏移至無法保證壓料板的側(cè)銷位強(qiáng)度,如側(cè)銷卡槽加工過量,則會(huì)涉及安全生產(chǎn),有可能壓料板報(bào)廢,因此必須注意側(cè)銷位置的機(jī)加工。圖6所示的壓料板上側(cè)銷卡槽位A處必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的尺寸,如果側(cè)銷槽加工過量造成A處強(qiáng)度不足,必須報(bào)廢。

圖7 起吊孔錯(cuò)位

模具起吊孔加工錯(cuò)位導(dǎo)致起吊棒無法插入,如圖7所示,起吊孔如果兩邊出現(xiàn)錯(cuò)位則不允許擴(kuò)孔,因?yàn)楸仨毚_保起吊臂的強(qiáng)度。

圖8 U型槽結(jié)構(gòu)

模具零件中相關(guān)定位槽或鎖緊位置(U形槽)加工錯(cuò)誤一般是因工人粗心造成,定位槽加工錯(cuò)誤一般可以加裝鑲件。U形槽是安裝鎖緊用,涉及模具的使用安全和使用壽命,U形槽夾持位置的厚度a和夾持面厚度b強(qiáng)度必須足夠,以滿足壓力機(jī)夾持器的夾持要求,夾持面面積(C決定)必須足夠,以確保夾持面能承受足夠的壓力;U形槽與模具本體連接處的壁厚D和倒角不能燒焊、不能存在應(yīng)力集中,如圖8所示。

圖9 型面機(jī)加工流程

型面機(jī)加工是模具在一次裝配后主要對模具零件型面進(jìn)行機(jī)加工,型面機(jī)加工流程如圖9所示。型面加工完成后,實(shí)際加工型面輪廓跟理論型面的偏差控制在0.01mm以內(nèi)。型面加工容易出現(xiàn)的問題是在型面精加工時(shí)出現(xiàn)停電停機(jī)或者機(jī)加工數(shù)據(jù)出錯(cuò),為保證型面加工精度,需要重新精加工,延長加工時(shí)間。

安裝問題

模具的安裝包括第1次安裝和第2次安裝,安裝的流程及零部件如圖10所示。

圖10 安裝的流程及零部件

圖10安裝的流程及零部件安裝零部件是影響模具功能的主要工序,是容易出現(xiàn)問題又容易忽視的工序,很多模具調(diào)試中出現(xiàn)的問題都是安裝造成的,但又被當(dāng)成研配或調(diào)試的問題處理。安裝常出現(xiàn)的問題有:安裝精度不良、接觸面不良、間隙不良、螺釘與銷釘安裝不良、凸模裝配不良、安裝面不垂直或水平、導(dǎo)向問題等。

1

安裝精度不良

導(dǎo)柱導(dǎo)套偏磨,如果安裝時(shí)沒發(fā)現(xiàn)而未及時(shí)糾正,可視為安裝精度問題;另一種是機(jī)加工保證了精度,裝配不良導(dǎo)致偏磨也是安裝問題。

側(cè)銷孔和側(cè)銷槽偏離,這種偏離是側(cè)銷孔間距和側(cè)銷槽間距沒有問題,但是側(cè)銷向側(cè)銷槽的某一邊偏離,該問題經(jīng)過分析后重新制定方案,并重新加工。

模具特殊零部件的安裝不良,如頂篷天窗各工序沖壓機(jī)構(gòu)、側(cè)圍油箱口各工序機(jī)構(gòu)、門內(nèi)板鉸鏈孔沖翻孔機(jī)構(gòu)、側(cè)圍立柱的翻邊整形復(fù)位機(jī)構(gòu)、門外板門拉手沖壓各工序機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)斜沖機(jī)構(gòu)等,這些機(jī)構(gòu)安裝不良,成形的制件會(huì)產(chǎn)生變形。模具零部件的機(jī)加工和裝配要嚴(yán)格遵循工藝要求,確保裝配時(shí)精度達(dá)到要求。

2

接觸面不良

接觸面不良有2種情況:一是接觸面接觸不足;二是接觸面不平。一般要求鑲件間的安裝面接觸率為80%左右,最少達(dá)到65%,且接觸點(diǎn)要分布均勻。

3

間隙不良

01

鑲件間隙不良

鑲件間隙不良常見的問題是切邊后出現(xiàn)毛刺,這種問題在裝配時(shí)控制好間隙即可解決。

02

導(dǎo)向間隙不良

模具的導(dǎo)向不良可以引起一系列的問題,如導(dǎo)柱導(dǎo)套損壞、導(dǎo)板異常磨損、沖切制件毛刺、制件變形、局部干涉、局部磨損、拉傷、開裂起皺等。模具內(nèi)斜沖機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向不良可能造成滑塊卡死或晃動(dòng)。

03

刀口間隙不良

這屬于刀口研配問題,在導(dǎo)向間隙不良時(shí),刀口間隙配合好也會(huì)產(chǎn)生毛刺,因此配刀口前必須確保導(dǎo)向裝配良好。

4

螺釘與銷釘安裝不良

螺釘安裝不良一般是由于裝配鉗工在裝配時(shí)不認(rèn)真,沒有按照機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)施工造成的。銷釘安裝不良的主要問題是銷釘松動(dòng),起不到準(zhǔn)確定位的作用。

5

凸模裝配不良

凸模裝配不良主要是指凸、凹模沒有裝配好、沒有定位銷定位和螺釘鎖死,這些問題比較好解決。

6

安裝面不垂直或不水平

安裝面不垂直或不水平一般由被加工面的形變造成的,如加工尺寸錯(cuò)誤、刀具變形、加工時(shí)刀具伸出較長、受到被加工面施加的側(cè)向力等都會(huì)產(chǎn)生形變。如果要加工的安裝面較長需要換刀,這時(shí)加工的安裝面可能出現(xiàn)不垂直,不垂直的安裝面需要安裝人員手工檢查和校正。一般按照流程操作加工、精度合格的機(jī)加工設(shè)備加工的導(dǎo)向面和安裝面不會(huì)有水平和垂直的問題。

7

導(dǎo)向問題

良好的導(dǎo)向是保證模具精度和穩(wěn)定性的基本要求。導(dǎo)向面不垂直的原因和安裝面不垂直的原因基本一樣,導(dǎo)向面還應(yīng)開設(shè)油槽,容納潤滑油以保持摩擦副的潤滑,油槽的加工應(yīng)該符合模具技術(shù)規(guī)范。機(jī)加工的刀紋應(yīng)該適度保留,一方面刀紋可以起到容納潤滑油的作用,一方面避免推光過多造成導(dǎo)向面不平或不垂直增加成本。

模具在調(diào)試過程中因?yàn)榻?jīng)常打磨,會(huì)產(chǎn)生很多金屬粉塵,金屬粉塵掉進(jìn)摩擦副會(huì)造成摩擦副拉傷,如拉傷面不大的可以拋光局部后繼續(xù)使用,拋光一定要順著拉傷的方向拋光,而且拋光范圍不能超出拉傷的區(qū)域;如拉傷面積達(dá)到20%以上的摩擦副,導(dǎo)板必須更換。

8

排氣問題

拉深模拉深過程中,壓邊圈將板料周邊鎖住后,板料和模具(包括上模和下模凹陷的部分)會(huì)鎖住一部分空氣在型腔。當(dāng)沖壓時(shí),這些氣體會(huì)造成制件變形,因此需要在模具凹陷的、沒有排氣孔洞的地方加工排氣孔,使之在沖壓時(shí)能排出型腔中的空氣。原則上沖壓時(shí)鎖住空氣的型腔體積越大,排氣孔則需要多加工一些,排氣孔的直徑一般為?3~?5mm。

9

刀口焊接問題

為了節(jié)約成本,很多切邊模設(shè)計(jì)成焊接刀口,刀口的焊接通常在模具零件型面粗加工后和精加工之前。焊接刀口在粗加工時(shí)加工堆焊刀口的坡口,刀口焊接后再進(jìn)行機(jī)加工,確保焊接刀口面和型面一體。

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圖11 堆焊刀口情況

堆焊刀口最常見的問題是刀口裂紋和氣孔,刀口裂紋分平行于刃口裂紋和垂直于刃口的裂紋。平行裂紋不能出現(xiàn),一旦出現(xiàn)必須重焊;垂直裂紋最小間隔40mm左右,允許有1條細(xì)微裂紋(裂紋大小必須確保不能造成毛刺),否則也要重焊。圖11所示為堆焊刀口刃口裂紋和崩刃狀態(tài)。

焊接刀口出現(xiàn)問題一般是焊接工藝問題,如焊條未烘干、坡口沒有清潔和預(yù)熱,沒有嚴(yán)格按照技術(shù)要求采用合適的焊條分層堆焊等。為了控制氣孔的產(chǎn)生和崩刃,坡口加工后不能接觸有油的物件,應(yīng)盡快安排焊接。焊條焊接前要烘箱烘烤干,坡口焊前要預(yù)熱,并嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行操作,逐層堆焊。

10

排廢料問題

沖壓廢料排出是重要的問題,尤其在沖壓線效率及自動(dòng)化程度越來越高的情況下,一旦發(fā)生堵廢料,輕則停機(jī)停線,影響生產(chǎn)效率,重則損壞模具,影響生產(chǎn),造成損失。因此模具裝配階段必須重視廢料排出問題,廢料排出問題一般是設(shè)計(jì)不良、鑄造變形、機(jī)加工不良和安裝錯(cuò)位等造成的。模具制造中要對設(shè)計(jì)的排廢料孔進(jìn)行逐一檢查,對容易引起堵塞的地方進(jìn)行改善,排除可能引起堵塞的隱患。特別要注意孔廢料的排出,由于沖孔的廢料容易產(chǎn)生堆疊,非正向沖孔的廢料特別容易堵塞,排廢料孔要逐步加大并保證光順,防止堵廢料。

以上論述了狹義的模具制造過程,經(jīng)過上述制造過程,模具已經(jīng)初具雛形,該過程有2個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一是保證模具零件強(qiáng)度;二是保證模具零件精度。強(qiáng)度關(guān)系到模具的使用壽命和安全生產(chǎn),強(qiáng)度不足,模具即使暫時(shí)不開裂也不能接受。模具的精度關(guān)系到模具工作的穩(wěn)定性,精度不合格,模具的功能就無法保障。



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