冷冲压模具活动凸模影响制件面品质量若干隐蔽因素的研究

文/刘国磊，尹永波，高洪雷，陈雪元，孙树森，胡英杰·中国第一汽车集团有限公司

本文结合在现场冷冲压模具调试，通过对制件面品质量问题产生的原因及解决过程进行归纳总结，寻找活动凸模对制件面品质量问题的影响因素，并筛选出针对此类问题最有效的解决方案。同时也为类似零件设计或类似问题的解决给出解决方法或参考建议。

冷冲压工艺是目前汽车覆盖件生产的一种不可或缺的手段，随着客户对汽车质量的极致追求，鞭策着冷冲压行业从业者不得不提高对制件面品质量的重视程度。本文便是介绍在现场模具调试过程中，通过对制件面品质量问题的研究，寻找活动凸模对制件面品质量问题的隐蔽影响因素，并在实践过程中找到了最优解决方案。本文首先从某车型背门外板上段左/右下角的面品为切入点，横展至其他相似结构的零件。最终，提出类似活动凸模结构产生缺陷的最优解决方案。

产品信息

研究对象如图1、图2 所示，质保人员评审此波浪为B 类项，为消费者不可接受项，为必改项。

图1 缺陷状态及部位信息图

图2 黑车评审状态

问题解决过程

工序及其工艺内容

针对缺陷部位，其每序工艺(图3)内容是：OP10 拉延成形→OP20 修边→OP30 直角翻边→OP40负角翻边。其波浪缺陷产生于OP30 直角翻边工序(图4)，恶化于OP40 负角翻边工序(图5)。其两序结构都有活动凸模，其缺陷产生的机理一致，因此，本文着重分析OP40。

图3 工序及工艺内容

图4 OP30 工序件，波浪产生但不严重

图5 OP40 工序件，波浪恶化

整改过程

根据经验，参考其模具结构(图6)，筛选出OP40 影响因素，先后检查是否符合标准，采取相应措施优化，并罗列出其对面品波浪产生的效果，其整改过程见表1。

表1 模具整改过程

图6 面品缺陷位置对应的OP40 模具结构

图7 OP40 凸凹模检查

图8 着色优化前后对比

原因分析

根据以上问题的解决过程，可以判断出合模到底及研配压机和生产线压机的机差是造成此次面品质量缺陷的根本原因，进一步分析合模到底和机差造成面品波浪的工作过程。面品产生波浪，直接原因是活动凸模比调定位置外移，造成工序件与活动凸模在某一特定时间段不符型，如图9 所示。而造成活动凸模外移的原因只能是插刀发生倾斜，导致施加给拉器(楔)的拉力在越接近合模到底时越大，此时，再加上镦死块布置不合理、压料板(活动凸模部分)着色不良、压板间隙过大等原因无法完全抵消其拉力，就会使拉器(楔)带动活动凸模比调定位置外移。

图9 活动凸模工作过程示意图

根据以上分析，引起插刀(强制驱动)发生倾斜的原因，归纳如下：⑴加工制造过程中，插刀(强制驱动)导滑面与模具上底板底面不垂直；⑵压力机上、下工作台面不平行；⑶模具到底限制器不同时起作用；⑷模具压料板(活动凸模部位)、活动凸模、压板、镦死块、镦死块靠台强度不足。

解决方案

活动凸模外移这种情况的解决方案，可以从“事前”规避、“事后”解决两方面入手。

⑴“事前”规避措施。①设计时活动凸模型面尽量大些，这样压料板可以提供更高的限位力；②保证模具强度，重点是压料板(活动凸模部位)、活动凸模、压板、镦死块、镦死块靠台，防止限位失效；③拉器(楔)镦死块尽量较大面积布置(“设想新增两处镦死面”增加镦死块限位)，更好的抵消插刀对拉器的拉力；④加工制造过程中保证加工、装配精度，使插刀(强制驱动)导滑面与上底板底面垂直，避免胎带缺陷；⑤保证拉器(楔)压板间隙合理，防止拉器外拉时活动凸模翘起。

⑵“事后”解决措施。①在生产线配好镦死块，且最好在生产节拍下进行，可以更好的适配生产线；②在镦死块起作用前提下，烧焊压料板后研配提高着色率，可以使压料板提供更好的限位力；③保证每台压力机精度及压力机状态一致、稳定，重点保证压机台面平行度、台面与滑块运行方面的垂直度；④模具到底限制器同时接触，避免合模到底时上底板被压“弓背”或“塌腰”，进而影响插刀状态。

综上所述，活动凸模处产品面品缺陷产生的根源是插刀(强制驱动)发生倾斜造成活动凸模比调定的位置外移，使活动凸模型面与工序件不符型。在现场发现此类问题时，其最优解决方案是自动线先调整好镦死块，然后研配压料板提高着色率，使其对活动凸模提供更好的约束(限位)力。其实，某种程度上，压料板除了压料、卸料的作用，还起到了辅助限位作用。当然，主限位还是镦死块。只有在镦死块和压料板同时起作用时，活动凸模处面品缺陷才可以消除并能保持不复发。

结束语

在发现活动凸模处制件存在面品缺陷时，常规检查无法及时锁定根源。而且，活动凸模是为了适应自动化生产线的需求，此结构无法替代。因此，活动凸模处的模具结构由于设计或加工制造不合理造成的面品缺陷存在隐蔽性、广泛性，如：翼子板与发罩搭接处波浪(图10)、翼子板灯尖坑(图11)、侧围外板灯尖坑、门外板水切处波浪(图12)等。本文从“事前”规避、“事后”解决给出了解决此类问题的最优方案。

图10 翼子板与发罩搭接处波浪

图11 翼子板灯尖坑

图12 门外板水切处波浪