汽車沖壓模具設計制造及其維修

張國華

（一拖(洛陽)福萊格車身有限公司工裝工部 471000)

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(shù)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(guī)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(shù)要求，特別是閉合高度是否符合規(guī)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(diào)試方便

沖壓模具的安裝調(diào)試是所有工作中的最重要的工作之一。為便于安裝調(diào)試，應在要調(diào)試模具上安裝調(diào)試設備和結(jié)構(gòu)。主要包括：沖模在壓力機上安裝定位結(jié)構(gòu)；壓模在壓力機上安裝壓實位置和壓實結(jié)構(gòu)；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(shù)。

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(wěn)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(guān)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(wǎng)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(zhuǎn)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(yōu)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(tài)，再用于沖壓生產(chǎn)。然而，當模具的關(guān)鍵部位受到嚴重損壞時，如模具表面發(fā)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(tài)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(shù)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(chǎn)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(jié)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(zhì)量有決定性影響。假如制造模具時，淬火達到的溫度高于規(guī)定值，進行的方法和淬煉時間不符合要求，回火次數(shù)選擇不當，這些都會導致沖壓生產(chǎn)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(fā)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(fā)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(xiàn)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(fā)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(xù)工作生產(chǎn)，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(xiàn)了模具發(fā)生合模不靈活甚至卡死現(xiàn)象時，就必須馬上停止一切生產(chǎn)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(diào)整不當；生產(chǎn)中送距產(chǎn)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(fā)；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(fā)生翹曲；模具架設不當，與送料機垂直度偏差較大。

發(fā)生上述狀況時，要對模具進行重新調(diào)整并及時維修。要定時更換材料，控制進料質(zhì)量，消除料帶鐮刀彎并維修沖導正孔凸、凹模。調(diào)整脫料彈簧力量，修改導料，防止出現(xiàn)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(guān)，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(jīng)常會發(fā)生制件的變形。一般情況下，如果變形發(fā)生在非表面件上，對制件的質(zhì)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(zhì)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(fā)生變形和轉(zhuǎn)動，如果壓料不緊就會發(fā)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(fā)生。如果真的發(fā)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)的原因有很多種，無論是哪一種都會對模具的質(zhì)量產(chǎn)生影響。一般會根據(jù)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(xiàn)。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(jié)約模具成本，大大降低產(chǎn)品費用。當切削刃口的邊緣出現(xiàn)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(chǎn)，對模具進行刃磨維修。

3 結(jié)束語

汽車沖壓模在汽車制造業(yè)中占有重要地位，沖壓模具的質(zhì)量與前期的設計、生產(chǎn)直至最后的維修都是密切相關(guān)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(xiàn)問題，所以提高維修技術(shù)，對于延長模具的使用壽命至關(guān)重要。

【參考文獻】

[1]蘇欣,張繁.對汽車沖壓模具設計制造及其維修分析[J].時代農(nóng)機,2015,42(04):32+37.

[2]羅禮培,邢鳳霞,付志堅,等.汽車沖壓模具未來發(fā)展前景[J].模具制造,2017,17(01):1-4.