淺析車門鎖固定孔廢料回彈問題

文／潘英片·廣汽本田汽車有限公司

淺析車門鎖固定孔廢料回彈問題

文／潘英片·廣汽本田汽車有限公司

潘英片，沖壓車間模具技術員，主要從事車身覆蓋件沖壓模具的管理和改善，新車型從模具制作、調試到改善推進等工作。

沖孔廢料回彈是沖孔模具常發的一種故障類型，廢料回彈后落到模具型面或零件上，容易造成壓廢料并引起零件品質不良甚至壓壞模具，影響生產效率。本文以門隔板零件為例，簡單總結了門鎖固定孔廢料回彈的維修思路。某車型后門隔板門鎖固定孔廢料回彈后壓凹零件，如圖1所示。

圖1 某車型后門隔板門鎖固定孔廢料回彈后壓凹零件

門鎖固定孔沖孔機構動作介紹

該孔為沖孔翻邊復合成形，通過模具上的斜楔機構，該孔在完成沖孔后進行翻邊工藝。沖孔翻邊過程，如圖2所示。某車型后門隔板門鎖固定孔沖孔斜楔，如圖3所示。

⑴合模：機器人投料后，壓機滑塊下行時上模的驅動塊驅動下模的斜楔座滑塊往外運動，此時沖頭及型面鑲塊被驅動到位貼緊工件，接著壓機滑塊繼續下行，上模壓料板接觸并壓緊工件后，驅動塊驅動下模的凹模滑塊向工件方向運動，完成沖孔工藝，然后繼續靠凹模的翻邊錐角實施翻邊工藝。合模過程如圖4所示。

圖2 沖孔翻邊

圖3 某車型后門隔板門鎖固定孔沖孔斜楔

圖4 合模過程

⑵開模：壓力機滑塊上行時驅動塊上行，凹模滑塊靠彈簧彈力作用先離開工件，然后上模的壓料板離開工件，下模的斜楔座滑塊靠彈簧彈力作用往模具內部縮回（此時沖頭及型面鑲塊縮回離開工件），接著頂料氣缸將工件頂起，機器人抓取沖壓完成后的工件。開模過程如圖5所示。

圖5 開模過程

這種斜楔沖孔加翻邊的結構比較復雜，且沖頭和凹模是水平布置的，廢料的排出比較困難。因此只能通過加長凹模的長度，將廢料引導至凹模滑塊內部，通過廢料槽流出到凹模滑塊底部，廢料槽避開底部的回程彈簧將廢料導出。出于增加凹模強度的考慮，凹模套內刃口長度也設計得較長，多張廢料堆積使得容易出現廢料回彈的情況，回彈后壓廢料將導致工件品質不合格。廢料回彈示意圖，如圖6所示。

圖6 廢料回彈示意圖

廢料回彈的可能原因及對策思路

⑴沖頭、凹模孔及翻邊錐面中心線同軸度差，甚至出現夾角。沖頭、凹模同軸度不理想示意圖，如圖7所示。當沖頭和凹模同軸度不理想時，沖孔間隙不均勻，容易形成大毛刺，在凹模離開工件時，大毛刺容易夾在沖頭和凹模間的縫隙里連同廢料一起被帶出凹模，嚴重時可能引發沖頭折斷或將凹模撐爆。廢料回彈引發凹模撐爆，如圖8所示。這種情況一般在新模制作時容易發生，一般為機加工誤差大或沖頭未對好造成，此時需要重新對沖頭安裝面、凹模安裝面和翻邊錐面進行機加工或重新對沖頭。

圖7 沖頭、凹模同軸度不理想

圖8 廢料回彈引發凹模撐爆

⑵沖頭或凹模磨損、拉傷等。當刃口出現磨損時，沖孔間隙會變大，也會帶來大毛刺，并導致廢料回彈，此時廢料出現全數大毛刺，且回彈率高，需要更換沖頭或凹模。更換沖頭或凹模后仍需對沖頭和凹模間隙進行確認。

⑶沖頭頂針磨損。沖頭自帶頂針，可將廢料頂出離開沖頭刃口，避免沖頭離開凹模孔時把廢料帶出，頂針伸出長度以2倍板厚為宜，過長容易折斷且與工件干涉，過短頂出效果不明顯。當頂針出現磨損時，廢料不能頂離沖頭刃口，細小的毛刺也容易造成廢料回彈。廢料毛刺細小或基本無毛刺，回彈率不是很高。頂針的磨損往往是工件被頂料氣缸頂出時刮到頂針造成的，而導致頂針被工件刮到的原因，則是工件被頂出時斜楔座滑塊未恢復到位，工件邊緣未離開沖頭。斜楔座滑塊的回程彈簧彈力不足，彈簧與心軸發生干涉斷裂失效，或快速生產時鑲塊未回復到位但頂料氣缸太早動作頂出零件（特別是在伺服線高速生產時），最終都將導致斜楔座滑塊未回復到位（此時工件未完全離開型面）則頂料。此時需考慮更換彈簧型號，使用彈力更強的彈簧，或調整頂料氣缸的動作時間，避免滑塊未完成動作就開始頂出。沖頭和頂針磨損情況，如圖9所示。

圖9 沖頭和頂針磨損

⑷沖頭松動。生產中經常遇到沖頭或凹模松動導致的廢料回彈，松動的原因是安裝座中，緊固沖頭或凹模的安裝孔孔徑太大，此時廢料的毛刺不穩定，偶發大毛刺時出現廢料回彈，回彈率隨松動程度變大而不斷升高。而安裝孔孔徑大的原因可能是新模具制作時沖頭凹模同軸度不理想（偏離程度不及第1條，量產初期未顯現異常），沖頭或凹模長期側向受力導致安裝孔變形，此時需新做沖頭或凹模安裝座或沖頭安裝孔塞孔后重新加工，并重新校對沖頭。另外，安裝座表面熱處理情況和緊固面的長度，也是影響沖頭安裝孔變形容易程度的重要因素，因此需要在設計階段進行優化設計。沖頭松動示意圖，如圖10所示。

圖10 沖頭松動

⑸凹模滑塊導板間隙過大。導板間隙過大，滑塊工作時易出現擺動，導致沖頭和凹模對中性不穩定從而形成不穩定毛刺。廢料回彈率隨導板間隙變大而變高，嚴重時出現鏟沖頭或沖頭折斷。解決這個問題應該根據刃口間隙允許的偏差范圍合理控制導板間隙，使得因導板間隙產生的擺動量不會使刃口間隙超出允許范圍。

⑹其他異常情況。如沖孔廢料的排料槽設置不合理導致廢料掉落到導板滑動面上時，斜楔運動角度發生變化導致沖孔間隙改變，導板滑動不順暢導致沖壓后滑塊復位不及時引起沖頭頂針磨損。

結束語

隨著零件造型越來越復雜，模具的結構也更加復雜，特別是伺服生產線的投入及本田的模具實施全面三工序化之后，影響模具異常的因素可能更多，甚至有些模具故障是多種原因綜合在一起造成的。解決模具故障需徹底了解模具的結構及動作原理，分析出真正的原因，“對癥下藥”才能事半功倍。同時，每個故障的背后都有更深層次的原因，找出根本原因實施恒久對策才可防止故障再發。