冷沖壓模具活動凸模影響制件面品質量若干隱蔽因素的研究

文/劉國磊，尹永波，高洪雷，陳雪元，孫樹森，胡英杰·中國第一汽車集團有限公司

本文結合在現場冷沖壓模具調試，通過對制件面品質量問題產生的原因及解決過程進行歸納總結，尋找活動凸模對制件面品質量問題的影響因素，并篩選出針對此類問題最有效的解決方案。同時也為類似零件設計或類似問題的解決給出解決方法或參考建議。

冷沖壓工藝是目前汽車覆蓋件生產的一種不可或缺的手段，隨著客戶對汽車質量的極致追求，鞭策著冷沖壓行業從業者不得不提高對制件面品質量的重視程度。本文便是介紹在現場模具調試過程中，通過對制件面品質量問題的研究，尋找活動凸模對制件面品質量問題的隱蔽影響因素，并在實踐過程中找到了最優解決方案。本文首先從某車型背門外板上段左/右下角的面品為切入點，橫展至其他相似結構的零件。最終，提出類似活動凸模結構產生缺陷的最優解決方案。

產品信息

研究對象如圖1、圖2 所示，質保人員評審此波浪為B 類項，為消費者不可接受項，為必改項。

圖1 缺陷狀態及部位信息圖

圖2 黑車評審狀態

問題解決過程

工序及其工藝內容

針對缺陷部位，其每序工藝(圖3)內容是：OP10 拉延成形→OP20 修邊→OP30 直角翻邊→OP40負角翻邊。其波浪缺陷產生于OP30 直角翻邊工序(圖4)，惡化于OP40 負角翻邊工序(圖5)。其兩序結構都有活動凸模，其缺陷產生的機理一致，因此，本文著重分析OP40。

圖3 工序及工藝內容

圖4 OP30 工序件，波浪產生但不嚴重

圖5 OP40 工序件，波浪惡化

整改過程

根據經驗，參考其模具結構(圖6)，篩選出OP40 影響因素，先后檢查是否符合標準，采取相應措施優化，并羅列出其對面品波浪產生的效果，其整改過程見表1。

表1 模具整改過程

圖6 面品缺陷位置對應的OP40 模具結構

圖7 OP40 凸凹模檢查

圖8 著色優化前后對比

原因分析

根據以上問題的解決過程，可以判斷出合模到底及研配壓機和生產線壓機的機差是造成此次面品質量缺陷的根本原因，進一步分析合模到底和機差造成面品波浪的工作過程。面品產生波浪，直接原因是活動凸模比調定位置外移，造成工序件與活動凸模在某一特定時間段不符型，如圖9 所示。而造成活動凸模外移的原因只能是插刀發生傾斜，導致施加給拉器(楔)的拉力在越接近合模到底時越大，此時，再加上鐓死塊布置不合理、壓料板(活動凸模部分)著色不良、壓板間隙過大等原因無法完全抵消其拉力，就會使拉器(楔)帶動活動凸模比調定位置外移。

圖9 活動凸模工作過程示意圖

根據以上分析，引起插刀(強制驅動)發生傾斜的原因，歸納如下：⑴加工制造過程中，插刀(強制驅動)導滑面與模具上底板底面不垂直；⑵壓力機上、下工作臺面不平行；⑶模具到底限制器不同時起作用；⑷模具壓料板(活動凸模部位)、活動凸模、壓板、鐓死塊、鐓死塊靠臺強度不足。

解決方案

活動凸模外移這種情況的解決方案，可以從“事前”規避、“事后”解決兩方面入手。

⑴“事前”規避措施。①設計時活動凸模型面盡量大些，這樣壓料板可以提供更高的限位力；②保證模具強度，重點是壓料板(活動凸模部位)、活動凸模、壓板、鐓死塊、鐓死塊靠臺，防止限位失效；③拉器(楔)鐓死塊盡量較大面積布置(“設想新增兩處鐓死面”增加鐓死塊限位)，更好的抵消插刀對拉器的拉力；④加工制造過程中保證加工、裝配精度，使插刀(強制驅動)導滑面與上底板底面垂直，避免胎帶缺陷；⑤保證拉器(楔)壓板間隙合理，防止拉器外拉時活動凸模翹起。

⑵“事后”解決措施。①在生產線配好鐓死塊，且最好在生產節拍下進行，可以更好的適配生產線；②在鐓死塊起作用前提下，燒焊壓料板后研配提高著色率，可以使壓料板提供更好的限位力；③保證每臺壓力機精度及壓力機狀態一致、穩定，重點保證壓機臺面平行度、臺面與滑塊運行方面的垂直度；④模具到底限制器同時接觸，避免合模到底時上底板被壓“弓背”或“塌腰”，進而影響插刀狀態。

綜上所述，活動凸模處產品面品缺陷產生的根源是插刀(強制驅動)發生傾斜造成活動凸模比調定的位置外移，使活動凸模型面與工序件不符型。在現場發現此類問題時，其最優解決方案是自動線先調整好鐓死塊，然后研配壓料板提高著色率，使其對活動凸模提供更好的約束(限位)力。其實，某種程度上，壓料板除了壓料、卸料的作用，還起到了輔助限位作用。當然，主限位還是鐓死塊。只有在鐓死塊和壓料板同時起作用時，活動凸模處面品缺陷才可以消除并能保持不復發。

結束語

在發現活動凸模處制件存在面品缺陷時，常規檢查無法及時鎖定根源。而且，活動凸模是為了適應自動化生產線的需求，此結構無法替代。因此，活動凸模處的模具結構由于設計或加工制造不合理造成的面品缺陷存在隱蔽性、廣泛性，如：翼子板與發罩搭接處波浪(圖10)、翼子板燈尖坑(圖11)、側圍外板燈尖坑、門外板水切處波浪(圖12)等。本文從“事前”規避、“事后”解決給出了解決此類問題的最優方案。

圖10 翼子板與發罩搭接處波浪

圖11 翼子板燈尖坑

圖12 門外板水切處波浪