一種模具修邊廢料刀結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

文/馮斌，崔有山，遠洋，趙晶石·一汽解放汽車有限公司卡車廠

對冷沖壓模具生產(chǎn)過程中解決某商用車外板模具結(jié)構(gòu)限制造成的卡廢料等不良問題進行闡述，完整介紹了一種新結(jié)構(gòu)廢料切斷刀的發(fā)明過程，對于解決沖壓生產(chǎn)堵廢料的問題提供了新的解決思路。

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，冷沖壓件的自動化生產(chǎn)水平日益提高，產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜程度越來越高，生產(chǎn)節(jié)拍越來越快。但是，在冷沖壓件的自動化生產(chǎn)過程中，因廢料排出問題引發(fā)的生產(chǎn)停工、模具損壞事故的頻繁發(fā)生，給企業(yè)造成嚴重的經(jīng)濟損失。解決好此類問題，對于企業(yè)充分發(fā)揮設(shè)備及能源的最大價值，提高勞動生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)安全性、提高產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義。本文通過展示發(fā)明一種新修邊廢料刀結(jié)構(gòu)的思路、過程和結(jié)果，為解決類似生產(chǎn)問題提供了新方案。

產(chǎn)品及工藝信息描述

某商用車左/右門框，材料為ST16 鋼，料厚為0.9mm，型面公差為±1.0 mm，具體產(chǎn)品造型如圖1 所示。該產(chǎn)品由落料、拉延、修邊、整形、修邊整形、修邊整形等6 個工序完成，如圖2 所示。

圖1 零件產(chǎn)品圖

圖2 工藝布置圖

問題描述及原因分析

問題描述

在生產(chǎn)過程中，第6 工序一處修邊出現(xiàn)卡廢料問題，如圖3 所示。定期停線清理造成單批次生產(chǎn)停工90 ～120 分鐘，生產(chǎn)停臺占總生產(chǎn)時間的30%以上，嚴重影響生產(chǎn)效率、同時增加人工工作量。

圖3 卡廢料

除了生產(chǎn)停工以外，由于廢料堆積過多，經(jīng)常滑落到斜楔導(dǎo)向滑板，導(dǎo)致斜楔工作過程中無法按正常軌跡運行，造成模具刃口損壞(圖4)等生產(chǎn)事故，模具維修頻率高。

圖4 刃口崩刃圖

原因分析

為迎合市場需求，車輛大型外表面沖壓件的造型越來越復(fù)雜，零件工藝難度及工序也相應(yīng)提升，而受限于生產(chǎn)條件及成本，需將大量工藝內(nèi)容壓縮至各工序，造成各工序結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜程度越來越高。而對于空間需求較高的修邊工序問題顯得尤為突出，該工序工藝內(nèi)容多，同時為滿足結(jié)構(gòu)強度需求，導(dǎo)致分配給每個廢料滑道的空間都很有限。該問題就出現(xiàn)在一處廢料滑道處，該廢料長度440mm(圖5、圖6)，理論上空間是足夠的，但廢料切斷后如果出現(xiàn)振動或者摩擦導(dǎo)致出現(xiàn)位移，則廢料就無法按照原有軌跡落在廢料道中，會出現(xiàn)廢料斜著卡滯在廢料滑道中，生產(chǎn)過程中廢料越堆積越多，造成停臺和模具損壞。

圖5 3D 結(jié)構(gòu)圖

圖6 2D 結(jié)構(gòu)圖

圖7 卡滯位置圖

圖8 堵廢料圖

圖9 新廢料刀結(jié)構(gòu)圖

解決方案及效果

解決方案

堵廢料問題是模具生產(chǎn)最常發(fā)問題之一，常見的解決方案是通過加工廢料道擴大排料空間，而在本案例中，由于外側(cè)為斜楔裝置，需要結(jié)構(gòu)強度較高，不能機加進行挖空處理，傳統(tǒng)解決辦法無法進一步改善空間，于是決定另辟蹊徑，采用設(shè)計一種新廢料刀的方式通過增加一把廢料刀，將原有廢料切斷，將廢料尺寸變小，完美避免了模具設(shè)計空間不足。

該新型廢料刀的具體結(jié)構(gòu)為：在修邊凸模的側(cè)面確定新增切斷刀塊的安裝位置，使原有兩塊廢料刀間距為440mm，新增切斷刀塊后可將原有廢料切斷為210mm+230mm 兩部分，從而保證廢料沿廢料滑道排出模腔。安裝側(cè)刀塊后通過手工研磨使其工作面高度與原有廢料刀鑲塊工作面高度保持一致。下一步在修邊凹模刃口鑲塊相應(yīng)位置加高5mm 使其成為切斷刀凹模鑲塊，并與新增刀塊保持工作間隙為0.05mm。

工作過程

在工作過程中，將側(cè)壁新增廢料刀鑲塊，通過安裝螺釘和定位銷釘與模具修邊凸模進行連接。根據(jù)模具形狀及產(chǎn)品外形型面調(diào)整并確定新增側(cè)壁廢料刀塊的工作部分型面及高度。新增側(cè)壁廢料刀鑲塊的工作高度要求與模具原有廢料刀鑲塊的工作高度保持一致。在沖裁過程中模具凸模與凹模合模后將廢料剪切與制件分離。新增廢料刀鑲塊與原有廢料刀鑲塊同時與凹模配合將廢料進行切斷。

結(jié)束語

在零件沖壓生產(chǎn)的過程中，由于廢料滑道空間有限廢料無法排出模腔而導(dǎo)致堆積，造成的生產(chǎn)安全事故、廢品及不良品和影響生產(chǎn)效率等問題長期困擾著沖壓行業(yè)。本文有別于傳統(tǒng)解決方式，通過設(shè)計發(fā)明一種新結(jié)構(gòu)廢料刀，為行業(yè)提供了一種全新的解決問題思路。不過該方法出于受力最優(yōu)考慮更建議用于側(cè)修邊等斜楔沖裁結(jié)構(gòu)。