汽車覆蓋件沖壓模具降低噪聲措施研究

文／趙子海，凌世權(quán)，李興勝·吉利汽車集團(tuán)有限公司ME 中心

王鵬，海斯坦普汽車組件(北京)有限公司

本文主要闡述汽車覆蓋件沖壓模具的壓料芯、斜楔、修邊鑲塊等制造噪聲的部位，采用合理的模具結(jié)構(gòu)和預(yù)防措施可有效降低沖壓生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲，對(duì)沖壓生產(chǎn)車間的噪聲污染有較大改善作用。

汽車覆蓋件沖壓模具產(chǎn)生噪聲的幾大因素及原因分析

汽車覆蓋件沖壓模具產(chǎn)生噪聲的幾大因素

沖裁或成形做功過程產(chǎn)生的噪聲：

⑴壓料芯做功時(shí)與下模初始接觸時(shí)產(chǎn)生的噪聲，壓料芯回程結(jié)束時(shí)與壓料芯限位接觸產(chǎn)生的噪聲。

⑵斜楔做功時(shí)斜楔滑塊與驅(qū)動(dòng)塊初始接觸產(chǎn)生的噪聲，斜楔回程時(shí)斜楔滑塊與滑塊限位塊接觸產(chǎn)生的噪聲。

汽車覆蓋件沖壓模具產(chǎn)生噪聲的原因分析

⑴沖裁力或者成形力較大是產(chǎn)生沖壓噪聲的主要原因；其中沖裁過程由于沖裁行程較小，瞬間沖裁力很大，產(chǎn)生的噪聲更大。

⑵壓料芯與下凸模接觸時(shí)，瞬間沖擊產(chǎn)生噪聲是沖壓噪聲的關(guān)鍵原因之一；由于覆蓋件模具壓邊力較大，使用壓料芯氮?dú)飧纵^多，壓料芯接觸下模時(shí)產(chǎn)生的沖擊是壓料芯產(chǎn)生噪聲的主要原因。

⑶壓料芯回程結(jié)束時(shí)與壓料芯限位接觸，由于沖壓生產(chǎn)節(jié)拍較快，上模上升時(shí)壓料芯限位與靜止的壓料芯接觸瞬間，沖擊載荷較大，產(chǎn)生的噪聲是沖壓噪聲的關(guān)鍵原因之二。

⑷斜楔做功時(shí)斜楔滑塊與驅(qū)動(dòng)塊初始接觸時(shí)，由于壓機(jī)滑塊下行速度較快，剛性接觸瞬間產(chǎn)生沖擊是沖壓噪聲的關(guān)鍵原因之三。

⑸斜楔回程時(shí)斜楔滑塊與滑塊回程限位塊接觸時(shí)，當(dāng)斜楔滑塊重量大且滑塊回程速度較快時(shí)，接觸瞬間產(chǎn)生沖擊是沖壓噪聲的關(guān)鍵原因之四。

覆蓋件沖壓模具預(yù)防噪聲的措施

⑴成形力較大產(chǎn)生的沖壓噪聲，只能通過加大產(chǎn)品R 角、減少產(chǎn)品小造型特征等方式來減小沖壓成形力，從而降低沖壓噪聲。

⑵沖裁力較大產(chǎn)生的沖壓噪聲，目前對(duì)汽車覆蓋件鋼板零件來說主要采用上模波浪刃口方式降低沖裁力，從而降低沖壓噪聲；鋁板零件因?yàn)椴ɡ巳锌跁?huì)產(chǎn)生鋁屑問題，所以鋁板件不適用波浪刃口。

上模修刀塊波浪刃口形式見圖1，波浪(波峰到波谷)距離300mm 左右，或者為修邊單個(gè)鑲塊全長(zhǎng)，波浪刃口高低差2t，最小2mm。

圖1 修邊波浪刃口形式

⑶壓料芯與下凸模接觸時(shí)，瞬間沖擊產(chǎn)生噪聲，可通過壓料芯氮?dú)飧装惭b采用高低交錯(cuò)布置方式，減小瞬間接觸的沖擊力，從而降低沖壓噪聲；一般壓料芯壓邊力超過20 噸時(shí)，氮?dú)飧装惭b面，按2mm 高度差做高低交錯(cuò)布置，具體示例見圖2。

圖2 壓料芯氮?dú)飧赘叩徒诲e(cuò)布置形式

⑷壓料芯回程結(jié)束時(shí)與壓料芯限位接觸產(chǎn)生的噪聲，可通過壓料芯限位處增加彈性元件接觸進(jìn)行緩沖，從而減小噪聲。

歐洲一些標(biāo)準(zhǔn)里壓料芯對(duì)應(yīng)限位側(cè)銷處加圓柱形聚氨酯進(jìn)行緩沖，但由于聚氨酯與側(cè)銷為線性接觸，聚氨酯受力較大，使用壽命小，需經(jīng)常更換。

后來采用卸料螺釘加聚氨酯進(jìn)行限位緩沖的方式，側(cè)銷僅起安全作用，由于壓料芯與聚氨酯接觸為大面接觸，既解決了聚氨酯緩沖壽命問題，又可以降低噪聲，同時(shí)還可以保證卸料螺釘受力均衡不易斷裂。

卸料螺釘加聚氨酯的方式見圖3，緩沖聚氨酯需采用高負(fù)載用聚氨酯，肖氏硬度90A。

圖3 卸料螺釘加聚氨酯的兩種形式

⑸斜楔做功時(shí)斜楔滑塊與驅(qū)動(dòng)塊初始接觸時(shí)，瞬間沖擊產(chǎn)生噪聲，非標(biāo)大型斜楔可通過增加預(yù)加速，改變滑塊與驅(qū)動(dòng)塊初始接觸角度來減小初始接觸受力，從而降低噪聲。

一般當(dāng)非標(biāo)上置斜楔滑塊重量超過200kg，且斜楔工作角度不大于30°時(shí)，為減小噪聲和沖擊力，在滑塊和驅(qū)動(dòng)器之間加兩組或兩組以上預(yù)加速驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板，預(yù)加速驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板工作角度為60°；非標(biāo)斜楔預(yù)加速設(shè)計(jì)見圖4，增加預(yù)加速后的斜楔行程圖見圖5。

圖4 非標(biāo)斜楔預(yù)加速設(shè)計(jì)

圖5 非標(biāo)斜楔增加預(yù)加速后的行程圖

⑹斜楔回程時(shí)斜楔滑塊與滑塊回程限位塊接觸時(shí)產(chǎn)生的噪聲，可通過加大斜楔滑塊和回程處限位塊緩沖距離及增加緩沖限位塊數(shù)量來降低噪聲。

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)通常定義斜楔滑塊回程理論狀態(tài)距離緩沖限位塊2mm，后來我們通過把此距離加大到5mm，如圖6 所示，發(fā)現(xiàn)降低噪聲效果很好。

圖6 斜楔滑塊回程緩沖限位處距離要求

滑塊回程緩沖限位塊數(shù)量要求如圖7 所示。

圖7 斜楔滑塊回程緩沖限位塊數(shù)量要求

結(jié)束語

本文主要針對(duì)汽車覆蓋件沖壓模具的噪聲產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并在模具結(jié)構(gòu)上采用預(yù)防措施，通過改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，降低了汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)中的模具噪聲，可推廣用于今后模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。