汽車覆蓋件修邊模具刃口失效分析以及優(yōu)化方法

1、汽車覆蓋件修邊模具切粉失效分析以及優(yōu)化方法包彥青上海賽科利汽車模具應(yīng)用技術(shù)有限公司沖壓焊接生產(chǎn)部摘 要針對汽車修邊模具切刃在自動化生產(chǎn)中容易產(chǎn)生切粉導(dǎo)致模具損傷和影響零件表面質(zhì)量問題，全面分析可能導(dǎo)致失效的影響因素，結(jié)合實(shí)際維修和實(shí)驗(yàn)情況，提出優(yōu)化方案加以改進(jìn)，并將方案應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，有效解決切粉問題。關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件 修邊模具 刃口 間隙 切粉ABSTRACTAiming at problem of vehicle trimming dies happen cutting powder easily and cause dies damage and the influence par

2、t Surface quality question in automated production , the comprehensive analysis possibly causes the influence factor which expires , the union actual service and the experimental situation , proposed the optimization plan improves ,the effective addressing the problem of powder.Key word : Automobile

3、 panel Trimming dies Cutting edge Gap Cutting powder目 錄中文摘要ABSTRACT第一章 緒 論 1.1 背景與介紹 1第二章 解決D06門外板主筋滑移的問題 22.1汽車外覆蓋件概述 32.2外覆蓋件拉延模具概述 32.3具體事例分析 32.3.1目前現(xiàn)狀調(diào)查 32.3.2確定目標(biāo) 42.3.3原因分析 52.3.4 解決措施 102.3.5 措施實(shí)施 102.4總結(jié) 11參考文獻(xiàn) 12第一章 緒論1.1在自動化沖壓生產(chǎn)過程中，汽車覆蓋件特別大型外板零件修邊過程會產(chǎn)生大量的切粉，切粉粘結(jié)在模具或帶入模具中，造成了模具的損傷和影響零件外觀質(zhì)量

4、。針對上問題，一般生產(chǎn)人員采用將設(shè)備緊急停止工作進(jìn)入生產(chǎn)線將模具擦拭干凈的方法，這樣導(dǎo)致生產(chǎn)不能很好連貫生產(chǎn)，影響生產(chǎn)效率，也對設(shè)備不利。 為了正確處理切粉對模具和產(chǎn)品造成的影響，從剪切原理、模具刃口結(jié)構(gòu)和材料、材料因素等方面進(jìn)行分析。第二章 汽車覆蓋件修邊模具沖裁原理關(guān)鍵點(diǎn)和失效分析2.1沖裁過程 汽車覆蓋件修邊屬于沖裁范疇，其剪切過程遵循沖裁過程，以下是沖裁過程變形分析。 厚度t的材料置于修邊的模具的凸凹之間，凸凹模之間刃口間隙c，當(dāng)壓機(jī)通過上模對材料施以壓力P后，凸模不斷壓入材料，是材料經(jīng)過彈性變形、塑性變形、直到斷裂分離。如圖2-1-1所示。相對沖裁變形過程三個(gè)階段，在被沖裁的材料斷面

5、上可以見到三個(gè)區(qū)域：圓角帶、光亮帶、斷裂帶以及毛刺，如圖2-1-2。 a.彈性變形 b.塑形變形 c.斷裂分離圖2-1-1圖2-1-2 剪切斷面示意圖A圓角帶 B光亮帶 C斷裂帶 D毛刺 1凸模 2板料 3凹模2.2沖裁間隙 2.2.1沖裁間隙對沖裁制件的影響沖裁間隙指凸凹模刀口之間的距離，一般單面間隙用c表示，雙面間隙用t表示，如圖所示。沖裁間隙合理與否將直接影響到?jīng)_壓件的斷面質(zhì)量和模具使用壽命。圖為沖裁間隙對沖壓件斷面質(zhì)量影響的示意圖。圖沖裁過程中產(chǎn)生裂紋的瞬間示意圖間隙對斷面的影響a間隙過小b間隙適當(dāng)c間隙過大潛裂紋第二條光亮帶t料厚d毛刺高度 從上圖上看，當(dāng)沖裁間隙適當(dāng)時(shí)，上下裂紋重合

6、，單面質(zhì)量較好，毛刺比較正常；間隙過小時(shí)，凸模刃部的裂紋向外錯開，斷面上有二次剪切的光亮帶和夾層，毛刺被擠壓出來，并伴有斷面第二條光亮帶有裂紋情況；間隙過大時(shí)，斷面光亮帶較小，斷裂帶和圓角帶較大，毛刺較高。2.2.2 間隙的選擇 沖裁間隙絕對值比較困難，所以在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，通常會選擇適當(dāng)?shù)姆秶鸀楹侠黹g隙，即上限值和下限值。合理間隙c的計(jì)算公式：C=( t-h0) tg=t(1-h0/t)tgh0上下裂紋會合時(shí)，凸模進(jìn)入材料的深度（mm）t材料厚度（mm）最大剪應(yīng)力方向與垂線間的夾角 實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用按照經(jīng)驗(yàn)公式來確定合理的間隙：C=mt其中：m與材料性能以及厚度相關(guān)的系數(shù)，汽車覆蓋件特別外覆蓋件一

7、般采用料厚在1.5mm以下的屈服不高的鋼材料，所以m系數(shù)一般會取5%8%，即間隙5%8%料厚。2.3汽車覆蓋件修邊模具廢料刀 汽車覆蓋件模具特別大型覆蓋件由于外輪廓線較長，考慮廢料掉落情況和減少模具工序降成本的需要，一般會在修邊線周圍分布廢料刀。如圖2-3-1。圖2-3-1廢料刀分布示意圖 有廢料修邊：上模刀刃下行凸模，將廢料與產(chǎn)品區(qū)域分離，上模刀刃繼續(xù)下行將廢料切斷，圖2-3-2示意。圖2-3-2上下模刃口和廢料刀情況示意a 有有廢料刀部分，廢料與產(chǎn)品分離吃入量 b 廢料刀與上模刀防干涉間隙 c 廢料部分吃入量d a/b/c經(jīng)驗(yàn)取值3/3/3（mm）2.4汽車覆蓋件關(guān)于切粉問題的失效分析 在

8、生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的切粉對于低屈服低抗拉的大型內(nèi)外覆蓋件零件和模具影響最為明顯，結(jié)合以上2.1/2.2/2.3和實(shí)際沖壓情況，得出以下失效情況：一， 刃口間隙過松或過緊。造成該情況有以下的因素A， 在模具制造過程中整體間隙存在過松或過緊，比如刃口加工間隙偏置計(jì)算不當(dāng)。一般形成絲狀切粉。B， 間隙局部過松過緊，比如：鉗工配刃口研配刃口不當(dāng)造成；刃口局部補(bǔ)焊刃口過渡和研配不當(dāng)造成。加工上下模刃口時(shí)由于刀具磨損和分開加工存在著差異造成。一般形成粒狀和粉狀切粉。二， 沖壓方向的吃入量和垂直度不合理造成的。 由于大型覆蓋件使用板材一般在t=1.5mm以下，所以吃入量在2.0mm5.0mm，特別外覆蓋件吃入

9、量保持在2.0mm3.0mm較為合適。由于上下模刃口一般采用HMD5或ICD5材料，覆蓋件修邊輪廓線較長和復(fù)雜的3d立體情況，這樣對刀口垂直度要求非常高，如果刀口垂直度不當(dāng)，再出入量過大會造成斷面二次擠壓，最后結(jié)果將毛刺帶毛刺擠出粘結(jié)在刃口頭部見圖2-4-1。一般形成粒狀或絲狀切粉。圖2-4-1，刃口垂直度不良示意三， 廢料刀二次剪切形成。修邊沖壓時(shí)，當(dāng)廢料與制件分離后，上模刃口進(jìn)入廢料刀區(qū)域進(jìn)行剪切，這樣廢料刀與下模交接區(qū)域的廢料產(chǎn)生二次情況，如廢料刀與凸模刃口貼合存在間隙時(shí)，廢料會產(chǎn)生撕裂情況，這樣會形成切粉，通常形成大型粒狀的切粉，廢料刀與凸模交接三角區(qū)域容易形成磁化造成切粉聚集情況。第

10、三章 汽車覆蓋件修邊模具切粉優(yōu)化方法 由于汽車覆蓋件修邊線較長和3d形狀較為復(fù)雜特點(diǎn)，完全解決解決切粉問題較為困難，根據(jù)對模具實(shí)際使用和修整過程總結(jié)，發(fā)現(xiàn)該問題可以控制也可以控制到現(xiàn)生產(chǎn)條許可范圍。切粉優(yōu)化方法主要圍繞以下三個(gè)方式：不讓切粉產(chǎn)生切粉產(chǎn)生了但不讓進(jìn)入模具切粉產(chǎn)生并進(jìn)入模具了但是不壓切粉3.1不讓切粉產(chǎn)生優(yōu)化方法 主要通過2.4失效分析并結(jié)合實(shí)際維修情況考慮解決切粉的優(yōu)化方法，優(yōu)化方法如下：1，刃口間隙：上下刃口間隙取5%8%，同道工序同段修邊線間隙一致（即m系數(shù)取值一致），見圖3-1-1圖3-1-1間隙示意2，廢料刀與模具的配合處理，見圖3-1-2. a廢料不能向外滑落情況：廢料刀端部低2mm b 廢料不能向外滑落情況廢料刀與凸模刃口讓1mm圖3-1-2廢料刀與模具配合情況3，吃入量，由于大型覆蓋件一般料在1.5mm以下，所以在廢料刀部分吃入量為2/2/2（mm）形式(現(xiàn)設(shè)計(jì)一般按照3/3/3)，見圖3-1-4.廢料刀以外區(qū)域吃入量3mm5mm（外覆蓋件3mm4mm）.圖3-1-3吃入量情況4，上下刃口吃入面要求：吃入面不能有：a明顯