浅析汽车覆盖件自动化生产废料排放不畅及解决措施

文/宋志翔，唐东胜·奇瑞汽车股份有限公司

浅析汽车覆盖件自动化生产废料排放不畅及解决措施

文/宋志翔，唐东胜·奇瑞汽车股份有限公司

模具自动化生产排料不畅一般是指在模具自动化冲压生产过程中，制件的修边、冲孔的废料不能及时有效的通过模具本体上的废料滑道顺利滑出至废料收集处。模具自动化生产废料排料不畅已经成为汽车冲压件自动化生产的一个共性问题，从某种程度上来说，已经成为阻碍自动化生产效率的一个重要原因。在实际生产过程中，往往因为一片废料不能及时排出而导致停机，进而影响整条生产线的运作效率，有时因废料排出不畅，数片废料堆积在模具滑道内或刃口上，而导致损坏自动化模具和自动化生产设备，造成自动化生产安全事故的发生。

为了提高汽车覆盖件模具自动化生产的安全性、可靠性及稳定性，本文通过对汽车覆盖件模具自动化生产过程中制件冲孔、切边废料排放不畅问题进行探讨，首先对自动化模具生产排料不畅问题产生的原因进行归类，其次分别对其产生的原因进行剖析，再次提出常用解决方案及处理措施，最后引用典型实例加以说明。

问题归类、原因分析及常用解决措施

模具废料滑道空间不足导致排料不畅

模具废料滑道（一般指废料滑道长度、宽度和高度）空间过小导致排料不畅问题，分析其原因为自动化模具设计时没有充分考虑到废料下滑过程中，废料因自重而发生翻转，若废料滑道设计空间不足，易造成废料中途受阻，此类自动化模具废料排料不畅，一般情况是废料卡在模具本体的加强筋上所致，常用解决措施为在不影响自动化模具强度的情况下，对模具本体进行适当的掏空，以加大废料滑道空间，废料通道加工一般采用逐级加大，呈喇叭口状，这样既能提供足够的排料空间，又能确保废料自然滑落。

模具工艺和结构限制导致的废料排料不畅

因模具工艺需要在自动化模具上布置了大型侧修边斜楔机构，但由于大型斜楔机构的导向固定座与侧修边的刃口空间有限，刃口与废料滑板落差大，造成废料在下滑时易出现翻转和滚动，卡在废料通道上。在模具结构允许的情况下，尽可能的减少刃口与废料滑板的落差，或在刃口下方增加废料导向滑杆，废料导向杆一般安装在废料滑板上，如图1所示。废料在下滑过程中会沿着导向滑杆下滑到废料收集处，降低了废料下滑时发生翻转的概率，从而使得废料平稳滑落。另一种情况是采用大型斜楔修边时，某些制件侧修边的废料形状比较复杂，废料易卡在废料刀刃口上，这类问题一般采用强制排料措施，如在上、下模废料刀型面上增加顶料销，如图2所示，废料与制件冲压分离之后，设置在废料刀型面上的顶料销把废料顶到废料通道内，从而实现废料顺利滑出。

图1 废料导向杆

图2 废料刀上增加顶料销

废料滑板倾斜角度不够造成的排料不畅

从理论上分析，一般一级废料滑板的倾斜角要大于25°，二级废料滑板的倾斜角度要大于20°，在自动化模具实际生产过程中，即使满足了这个条件，也有可能会出现废料不能顺利滑落的情况。废料能不能顺利滑落影响的因素一般为：⑴废料的形状及大小；⑵废料自身重量；⑶废料与滑板的接触面积等。根据具体情况进行分析，如：废料与滑板的接触面积越大，滑落的速度越慢，其现象表现为废料在滑板上下滑困难或在下滑过程中止。在模具生产现场遇到这种情况一般根据模具结构，看能否尽可能地加大废料滑板的倾斜角，若模具结构不允许，一般采用：⑴在废料滑板滑动面上安装钢珠滑道，如图3所示；⑵在废料滑板上增加过滤网板或滚轮架，以提高废料的滑动效果，如图4所示。

图3 钢珠滑道

图4 过滤网板

模具制造不到位造成排料不畅

根据模具制造的一般要求，修边镶块的刃口要垂直镶块底面，上、下模刃口间隙要根据制件的料厚机加、研配合理，若修边镶块机加或钳修不到位会出现刃口不垂直、刃口间隙过紧、刃口下部掏空，会导致废料卡在废料刀上不能滑落。此类问题一般处理措施是将模具镶块刃口研修垂直，并在镶块刃口5～10mm以下打磨空刀，如图5所示。研配好上、下模镶块刃口间隙，消除间隙过紧刃口产生硬点的情况（图6），或采用强制推料，即再上模镶块上增加顶料销等来辅助卸料。

图5 修边镶块空刀示意图

图6 上、下模镶块刃口间隙过紧刃口产生硬点

废料刀布置不合理造成排料不畅

废料刀布置的合理性，对模具排料是否顺畅影响较大，如：⑴废料刀刀背对刀背；⑵废料重心靠近修边线内侧；⑶一片废料上有两个拐角；⑷废料刀刀面对刀面时开口角度小于10°等。废料刀布置不合理都无法使得模具正常排出废料，在后期模具调试、整改优化过程中，只能采用强制退料。所以废料刀如何布置，在模具设计阶段就需要重点把关，避免后续排料不畅的问题发生。一般地，废料刀开口角取10°，为便于废料滑落，两废料刀之间间距不得超过600mm，如图7所示；两废料刀刃口面相对，其中一废料刀开口角不小于20°，拐角处的废料刀座不得超过修边线以外，废料重心靠修边线内侧，有利于废料依靠自身的重力作用而顺利滑落，如图8所示。只有科学合理的设置废料刀，才能保证后续模具废料排料顺畅。

图7 废料刀打开10°

图8 拐角处的废料刀座布置

冲大孔、一模两件分切（离）工序时发生卡料

在一模两件的冲压生产过程中，分切部位很容易发生卡料现象。分析其原因首先要排查模具制造问题如：⑴模具刃口与底座是否垂直；⑵废料滑道是否存在干涉现象；⑶废料滑道是否采用逐级加大设计；⑷检查镶块刃口间隙是否过紧而阻碍废料下滑等。如以上情况均被排除后，卡料现象仍然存在，那么就需要采用强制退料装置，最为常见的强制退料形式为气缸强制退料。

典型实例应用

图9为某款车型的侧围外板修边模具，废料不能正常滑落，分析原因为修边模具废料刀位置布置不合理或模具工序数受限制所致。实际解决措施为在模具上增加一个气缸进行强制退料，实践证明，经过多批次生产验证，废料排料不畅得到有效解决。

图9 气缸强制退料

通过生产跟踪并针对性的解决排料不畅问题，解决了多款车型模具的排料不畅，大幅提升生产效率，降低了员工的劳动强度和公司的生产成本，提高了生产的安全性，后期还将继续深入研究并制定可行的解决方案，逐步完善模具制作标准和调试标准，降低生产风险成本，提高生产效率。

结束语

本文素材主要来源于生产实践，对自动化模具生产调试过程中经常出现频次较高制件废料排料不畅问题进行了归类和总结，并且给出了一些比较常用的解决措施，因自动化模具生产排料不畅问题原因繁多而复杂，限于篇幅，本文不能一一枚举，希望本文对从事模具工艺设计、模具结构设计以及现场调试的相关技术人员有所借鉴和参考。