多工位冲压模具生产中常见问题的分析

文/李众，张万书，赵永星，赵珍珍·长城汽车股份有限公司

目前随着汽车制造业的快速发展，国内汽车产量随之递增，提升生产效率成为整车企业生产考虑的重点问题之一。多工位冲压模具以快速、高效的独特优势在国内被广泛应用。对多工位冲压模具设计时相对自动化线模具设计时，结构上提出了一些特殊的设计要求。现依据实际工作中多工位冲模生产过程中的经验，对多工位冲模生产过程中出现的问题进行研究分析。

案例分析

案例一

多工位冲压模具采用两块垫板组合安装，在装卸模具时出现第二块垫板用快速定位安装完毕后，起重棒无法抽出。

⑴原因分析：多工位冲压模具设计吊耳起重模具时，模具和模具间的吊耳空间小于起重棒的长度导致起重棒无法抽出，钢丝绳无法使用，如图1所示。

⑵解决对策：由于起重棒起吊过程中受力发生窜动，存在安全隐患，故鉴于现在模具的实际状况，只能手写标识将起重棒反装。

⑶预防措施：确保模具和模具间的吊耳空间，设计吊耳起重模具时，在放置状态下保证模具相互间无干涉分开组装，如图2所示。

案例二

梁类件仅靠符型定位，梁类件左右定位不精确，制件左右窜动造成冲孔精度超差。

图1 联合垫板起吊干涉

图2 起吊空间

⑴原因分析：从数模上分析制件棱线清晰，产品特征明显，长度方向可以符型定位。但实际制件在左右方向窜动约2mm,制件定位不精确，影响冲孔精度，如图3所示。

图3 梁类件模具制件无定位

⑵解决对策：利用上工序冲孔孔位增加一处定位销，保证制件在左右方向不窜动，如图4所示。

图4 增加定位销

⑶预防措施：梁类件设计时，左右方向必须考虑定位，增加定位销，仅靠型面定位时要慎重对待。

案例三

左右共模制件中间位置制件托起后塌陷，在横梁移动到下一工序过程中，制件变形造成最终产品变形。

⑴原因分析：举升器设计位置不合理，考虑了顶出器的距离，忽视了制件举升强度。制件中间尺寸为30mm×30mm×1.4mm，制件在抬起过程中强度弱，如图5所示。

图5 改善前制件形状及举升结构

图6 改善后结构

⑵解决对策：将两个翻边举升器连接起来，在中间位置增加一面积为20mm×25mm的举升块，同时保证举升的同步性，如图6所示。

⑶预防措施：工艺前期分析制件强度，分部工序，保证制件的强度；设计时全面考虑模具在工作后期的使用状态，评估潜在风险，左右共模制件中间位置强度低时，需要在中间增加顶件块。

案例四

举升器单侧托起时，符型块颤抖，抓手抓取不稳定。在保证制件抓取稳定的前提下，生产节拍低，如图7所示。

⑴原因分析：举升器单侧托起时，由于符型块自身重量及上模顶销的压力传递至符型块处，在符型块处产生较大力矩，从而导致符型块颤抖，如图8所示。

图7 现场举升器偏载

图8 举升器受力分析

⑵解决对策：将相邻的举升器根部相连，避免力矩过长而导致符型块颤抖，如图9所示。

图9 举升器挠度提升

⑶预防措施：设计时避免使用举升器单侧支撑制件。

案例五

多工位模具双托起块为气缸托起，气缸采用气路串联结构，该结构出现托起块不同步现象，调整进气大小也无法实现，制件发生偏移，如图10所示。

⑴原因分析：由于托起块规格、重量不统一所需的进气量也不一致，气缸串联无法实现同步。

⑵对策：改用并联方式，每个气缸由单独气路控制，通过单独调整进气量达到托起块同步。

⑶预防措施：当托起块重量相差比较大时气缸连接采用并联方式；选用气缸的时候，应根据托起块重量适当加大一个型号，更有利于气缸的长期使用。

图10 气缸型双托起块

案例六

多工位模具从机床工作台废料孔滑废料时，废料存在卡滞现象，几分钟就必须要停机清理一次。

⑴原因分析：设计时滑废料孔处有减重孔，废料尖角易搭在减重孔上，造成卡滞现象，如图11所示。

图11 现场生产情况

⑵解决对策：在滑废料孔减重孔处设置废料挡板。

⑶预防措施：设计时如滑废料孔处有减重孔，考虑设置废料挡板或滑废料处不开减重孔。

结束语

本文通过对6个冲压生产过程中出现的典型问题进行解析，阐述在模具开发过程中需要从工艺排布、结构设计、产品造型等方面，综合考虑合模起吊空间、制件定位稳定、托起举升平衡、废料滑落顺畅等因素来加以预防。多工位冲模制造需要拥有较高的工艺结构设计和制造调试水平，只有不断积累生产过程中解决问题的经验，才能使多工位冲模的优势充分发挥出来。