汽车冲压模具对汽车制造业非常重要。模具的初始设计、生产过程和后期维护是必须研究的重点。本文从冲压模具的设计和维护入手,总结了汽车冲压模具设计中考虑的因素,并列举了冲压模具后期使用中常见的问题和具体的解决方案。模具制造企业应重视模具设计与维护,这对延长模具的使用寿命至关重要。

汽车冲压模具的设计与制造

设计汽车冲压模具时考虑的因素

1.1 满足冲压工艺的要求

汽车面板冲压模具应注意以下几点:一是工艺数学模型的名称和相应的版本号是否一致、正确;二是所用压力机的型号、规格是否符合使用要求;三是模具的外形尺寸是否符合要求 技术要求,特别是合模高度是否符合规定;四是注意毛坯的方向和工件的方向;五是毛坯的定位要求;六是部分吊装装置和卸料装置的形式;七是清除废料的方法和传送方向。

1. 2 易于安装和调试

冲压模具的安装和调试是所有工作中最重要的任务之一。为了便于安装和调试,应在待调试的模具上安装调试设备和结构。主要包括:模具在压力机上的定位结构;模具在压力机上的压实位置和结构;模具行程限制器;精度检测平台。有时,实际压力模型和委托压力模型是不同的。在设计这两种压力机时,应考虑设计参数。

1.3 运行安全可靠

冲压模具在使用时,所有部件都必须安全可靠地运行,不能有任何松动位移。移动部件的稳定跟踪需要准确可靠的定位。除了零件要有机械强度来保护其功能外,装配也必须定位准确、夹紧牢固。安全是模具设计师必须注意的问题。运动部件和固定部件之间必须有安全间隙。安全间隙不仅要考虑人身安全,还要考虑模具和机床的安全。如有必要,应设置专门的安全设施,如防护板、安全隔离网等。

1.4 易于储存和保存

汽车覆盖件冲压模具的体积较大,在设计时必须考虑到模具制造、运输、使用、存放、维护等过程中的开模、翻转、吊装、起重、翻转等问题。由于模具的体积可能比较大,所以设计的存放装置必须认真考虑模具的存放方式和存放位置,尽量减少模具在存放过程中的变形,合理优化空间。为了便于模具的管理,应在模具的突出位置粘贴明显的标志。标志的主要内容包括:进料方向标志、模具代码等。

汽车冲压模具的维护

冲压模具的成本很高,通常占模具总成本的 20% 至 25%。这是因为除了模具生产成本高外,模具维修和保养成本也很高,而原模具成本仅占模具总成本的 40% 左右。因此,及时维修模具,防止模具损坏,可以大大降低冲压生产模具的成本[1]。模具损坏后,可以选择维修和报废。正常情况下,冲压模具的非正常磨损失效,如非关键零件失效、小冲模断裂、冲模上升、空心模板开裂、刃尖等。大部分都可以通过维修恢复正常状态,然后用于冲压生产。但是,当模具的关键部位损坏严重时,如模具表面出现凸凹损伤,一次性维修费用可能超过冲压模具成本的 70%,或者模具因长期使用几近报废,维修意义不大,如果出现故障,则应考虑报废模具。如果模具维修技术过于复杂,模具维修成本过高,维修周期过长,严重影响冲压件的正常生产,则应果断选择报废模具,重新制造模具来替代。正常情况下,模具的主要失效模式是过度磨损。因此,研究模具的失效模式和修复方法非常重要。选择正确的修复方法和处理方法可以大大节约成本。

2.1 模具损坏

模具损坏的一般形式包括模具开裂、破损和开裂。要想彻底解决模具损坏问题,必须从模具设计、制造过程和使用三个阶段查找原因。要检查模具的制造材料是否符合要求,加热制造工艺是否合理。一般来说,材料热处理的工艺对模具的质量有着决定性的影响。如果模具制造时淬火达到的温度高于规定值,淬火方法和淬火时间不符合要求,回火次数选择不当等,都会造成模具在冲压生产后损坏。孔的大小和深度设计与初始设计值不符,在模具制造过程中容易造成孔、槽堵塞,最终导致落料板损坏。如果设计的弹簧力值过小或刚达到极限值,会直接导致弹簧瞬间断裂,造成下降板倾斜,最终损坏部件。缓冲部件不足或固定螺栓强度不够会直接导致冲头掉落或折断。在模具的实际使用过程中,零件位置和零件安装方向的误差、螺栓无法拧紧、工作台高度降低、送料设备和压力机的异常故障等都会对模具造成严重损坏。如果异物进入模具而未及时清理,继续工作和生产,很容易损坏模具的冲孔板、冲头、下模板和导轨。

2.2 卡模式

在模具冲压过程中,如果模具不灵活甚至卡住,必须立即停止所有生产活动,找到故障原因,排除故障。否则,故障造成的后果将无法估量。卡模故障的主要原因有送料距离、压力调整不当,送料机松动;生产过程中送料距离变化;送料机故障;材料弧度、宽度超出公差,毛刺大;模具冲压异常,镰刀弯 导料孔直径不足,上模拉材料;弯曲或撕裂位置脱料不畅;导料板脱料功能设置不当;材料过薄,送料过程中出现翘曲;模具竖立不当,送料机垂直度偏差大。出现上述情况时,必须及时重新调整和修复模具。要定期换料,控制送料质量,消除料带的镰刀弯,修复冲孔、导孔的凸凹模具。调整剥离弹簧的力度,修改导向材料,防止材料带上出现胶带。在送料机和模具之间安装上下压制和上下挤压安全开关,必要时需要重新竖立模具。

2.3 翻边塑料部件的变形

在翻边和整形过程中,零件经常会发生变形。在正常情况下,如果变形发生在非表面零件上,对零件的质量影响不大。但如果是表面零件,就会非常严重,因为一点点变形就会给外观带来致命的质量缺陷,影响整车的外观。在零件成型和翻边时,板材容易变形和旋转,如果材料压制不紧,就会发生变形。即使压制力足够大,如果压制面不平整,存在缝隙,也会导致上述情况的发生。如果出现这种情况,就需要增加材料的压力。如果使用的压制面是弹簧压制,可以采用增加弹簧的办法;如果是气垫压制,则应采用增加大气压力的办法。加压后,如果出现局部变形,红丹会标记出问题点,检查粘结面部分是否有凹痕,并对粘结板进行焊接。

2.4 刀刃崩裂

在模具使用过程中,崩边现象也很常见,是冲压模具的保养重点。其原因有很多,无论哪一种都会对模具的质量产生影响。一般情况下,会根据崩边情况进行处理。崩边程度较小时,需要用磨床打磨崩边,然后用焊接固定,防止二次崩边的发生。焊接时需要使用适合模具材料的电极,一般通过堆焊进行焊接。

2.5 磨削保养

在冲压过程中,对模具进行适当的刃磨,可以有效提高模具的使用寿命,节约模具成本,大大降低产品成本。当刃口磨损到一定程度时,原本锋利的刃口就会变钝,导致冲裁件毛刺过多,尺寸精度降低。因此,必须对模具进行刃磨,以恢复其锋利的刃口,减少切口毛刺和尺寸形状偏差,提高成型零件的表面平整度。如果不及时磨刀,用钝刀片切割,模具在使用过程中就会出现毛刺摩擦,大大缩短模具的使用寿命。当制件毛刺量超过允许毛刺量时,应立即停止生产、

汽车冲压模具在汽车制造业中占有重要地位。冲压模具的质量与设计、生产和最终的维护息息相关。因此,必须提高冲压模具的设计要求,从根本上改变现状。模具毕竟是消耗性设备,在后期使用中难免会出现问题。因此,提高维修技术对于延长模具的使用寿命至关重要。