汽車沖壓模具改造技術(shù)的應(yīng)用與總結(jié)

1、汽車沖壓模具改造技術(shù)的應(yīng)用與總結(jié)【摘要】介紹了汽車沖壓模具改造技術(shù)的流程規(guī)范，對典型改造案例進(jìn)行了詳細(xì)分析?！娟P(guān)鍵詞】模具；改造；基準(zhǔn)Abstract: It introduced the flow specification of the reformed technology of automobile press tool and analyzed the typical processing cases detailedly. Keywords: die; reform; datum1.前言沈陽華晨金杯汽車有限公司近年來不斷加大研發(fā)力度，陸續(xù)推出了WAGON、A2、右舵車、HIS等一大

2、批中華、A級車、海獅等系列的新車型，由于這些車型都是在中華、A級車、海獅車型的基礎(chǔ)平臺上開發(fā)的，所以借用了很多原有車型的沖壓件。而這其中很多沖壓件只有經(jīng)過相應(yīng)的改動，才能適合新車型的安裝要求（即通用件），因此對沖壓件模具實(shí)施改造，使改造后的沖壓件具有滿足不同車型的安裝要求就顯得尤為重要。2. 改造模具的必要性、特點(diǎn)及改造依據(jù)2.1改造的必要性 某些制件的更改，往往是在舊件的基礎(chǔ)上增加幾個孔或者改動局部型面、修邊線等，綜合人力、財力等各方面因素考慮，顯然再開發(fā)新模具非明智的選擇，所以想辦法在原模具上進(jìn)行改造，成為了最好的途徑。2.2改造模具特點(diǎn) 2.2.1 在已有基礎(chǔ)上實(shí)施，需要保證改造后模具的

3、完好性（包括模具強(qiáng)度、使用壽命等）；2.2.2 各種技術(shù)手段的應(yīng)用受已存在條件限制（如加工基準(zhǔn)不準(zhǔn)、技術(shù)資料不全等）；2.2.3 改造工期受現(xiàn)生產(chǎn)的制約，往往很緊迫；2.2.4 準(zhǔn)備階段難免百密一疏，實(shí)施過程也難以完全控制，所以某些改造存在一定的風(fēng)險性。2.3改造依據(jù) 改造模具的依據(jù)，大體來說有兩種：2.3.1數(shù)模及圖紙首先，改造模具所需的產(chǎn)品數(shù)模、工藝數(shù)模、DL圖、圖紙等資料一應(yīng)俱全，可以正常實(shí)施；其次，上述所說的資料未必都齊全的情況下，應(yīng)根據(jù)不同情況制定相應(yīng)的更改方案。2.3.2樣件 在沒有所需的技術(shù)資料或資料不齊全的情況下，還有一種更改辦法，就是制作產(chǎn)品樣件。樣件的可靠性要通過試裝車來確

4、定，若匹配良好，則可依據(jù)樣件來做為基準(zhǔn)，進(jìn)行模具更改。3.改造模具流程規(guī)范目前，沈陽華晨金杯汽車有限公司實(shí)施改造模具的流程分如下三個階段：論證階段、先期準(zhǔn)備階段、實(shí)施階段。3.1論證階段這一階段的工作是整個改造模具過程中的重中之重，主要從模具結(jié)構(gòu)、改造后模具的安全性及模具使用壽命、工期等方面論證更改的可行性。如更改型面，較復(fù)雜的就要通過產(chǎn)品數(shù)模及工藝數(shù)模進(jìn)行拉延分析，論證成型性如何；若是加孔模具，則需要通過查看模具狀態(tài)和圖紙，來確認(rèn)一下加孔位置的凸、凹?？臻g是否足夠，銑削掉干涉部位后對模具工作強(qiáng)度是否有影響等等。3.2先期準(zhǔn)備階段這一階段包括：3.2.1、根據(jù)改造內(nèi)容估算工期，確定安全備產(chǎn)。改

5、造模具的同時還要為現(xiàn)生產(chǎn)服務(wù)，在改造期間要正常供給沖壓件，所以要根據(jù)改造工期、沖壓件存放量估算改造工期內(nèi)的沖壓件數(shù)量，以做到安全備產(chǎn)。3.2.2、技術(shù)文件的著手準(zhǔn)備。這些文件包括工藝數(shù)模、DL圖、圖紙等所需的加工必備的技術(shù)文件，若缺少這些條件，則要考慮提供其他能滿足改造條件的技術(shù)手段，如做樣件、重新建模等。3.2.3、標(biāo)準(zhǔn)件的購買。某些加孔類模具往往需要采購標(biāo)準(zhǔn)件，受采購周期限制，所以要提前確定標(biāo)準(zhǔn)件型號、數(shù)量等。3.2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要針對現(xiàn)有模具狀態(tài)設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)，因?yàn)槊恳惶啄＞咴谒淖畛踉O(shè)計(jì)時都是趨于最合理的，我們要想更改現(xiàn)有模具結(jié)構(gòu)狀態(tài)，都是對合理化的模具結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，所以設(shè)計(jì)出不影

6、響或很少影響模具強(qiáng)度、沖壓件精度的改造模具結(jié)構(gòu)，也很重要。3.3實(shí)施階段論證及準(zhǔn)備工作做好之后就要開始實(shí)施，在這一階段要做好技術(shù)跟蹤，隨時處理一些問題（如：模具本體無基準(zhǔn)；材料硬度高難以加工；設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與實(shí)際基準(zhǔn)不符等等）。另外，改造模具的加工，比如型面或者刃口補(bǔ)焊處加工，有時由于基準(zhǔn)誤差或者為防止過切的情況發(fā)生，往往會留有一定的余量，這就需要做到心中有數(shù)，提醒后序鉗工進(jìn)行修研處理。 4.改造模具過程中出現(xiàn)的難點(diǎn)及解決方案模具改造工作涉及到CAECADCAM、焊接工藝、機(jī)加工藝、研修調(diào)試等各個工作環(huán)節(jié)，對實(shí)施人員的綜合能力要求較高。模具的改造形式大致有如下幾個方面：更改型面、更改翻邊、更改修邊、

7、增/減孔、擴(kuò)/縮孔、綜合更改等等?，F(xiàn)針對沈陽華晨金杯汽車有限公司工裝處在改造模具過程中，所總結(jié)的一些典型案例做以分析介紹。4.1 更改型面類的數(shù)控加工 在更改型面方面，簡單的更改，一般憑經(jīng)驗(yàn)即可判斷出拉延的成形性問題，復(fù)雜的更改需要重新造型并做拉延成型分析。型面更改的難點(diǎn)在于數(shù)控加工，主要原因是：模具在原始制造過程中，鉗工的拋光以及后期調(diào)試修研，對模具本體型面的某些位置有所改動；另外，模具在長期使用過程中會產(chǎn)生一些小的變形，可能導(dǎo)致加工基準(zhǔn)孔的偏差；再加上裝夾、找正的一些人為誤差等等原因，這些累積誤差視不同情況一般的范圍會達(dá)到0.05-0.5之間，經(jīng)常會造成所更改部分與未更改部分的結(jié)合處加工不

8、到位或過切的情況。如在改造中華一車型的后門外板模具過程中，需要在下圖1所示紅色位置處增加一凸臺,高度約1.5mm。在進(jìn)行數(shù)控加工過程中，數(shù)控操作者按圖紙給定的加工高度Z=400來對刀，走完精加工后發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)焊范圍與加工范圍之間的結(jié)合處，出現(xiàn)了約0.2mm的過切。綠色線以內(nèi)為補(bǔ)焊區(qū)域藍(lán)色線以內(nèi)為加工區(qū)域過切區(qū)域 圖1由于此件是外板件，所以出現(xiàn)過切的情況是不允許的，技術(shù)員重新檢查數(shù)模及程序、數(shù)控工人重新檢查對刀高度等，發(fā)現(xiàn)均無問題。經(jīng)過技術(shù)人員商討決定，利用現(xiàn)有型面，給定對刀程序，依據(jù)實(shí)際情況重新確定對刀高度。具體方法：在修邊線以外的地方選定一較平坦區(qū)域（如圖2），做出此區(qū)域的型面走刀程序，數(shù)控工人

9、參考原先的Z=400的高度將刀具再抬高5-10mm來走刀，在走刀過程中使用小進(jìn)給量，同時使用手輪搖動逐漸下降Z軸高度，肉眼觀察刀具即將貼到工件的時候，手輪搖動使Z軸下降速度調(diào)整至0.01mm每格，在刀具切削到工件表面時，即可停止走刀，此刻實(shí)際Z值與程序的Z值就可對比出來，按程序的Z值調(diào)整實(shí)際的Z值，就可確定最終的Z值是多少。此件按此方法確定對刀的Z值，最終將刀具提高了0.15mm來加工,加工后未發(fā)生過切現(xiàn)象，且接合面處銜接良好。根據(jù)多年來的加工經(jīng)驗(yàn)，數(shù)控加工時，調(diào)整好Z值后，可將刀具再抬高0.01mm進(jìn)行加工。修邊線，黃色區(qū)域下序切掉對刀程序區(qū)域圖24.2 沒有正常加工基準(zhǔn)的更改沈陽華晨金杯汽

10、車有限公司的海獅車模具，由于年代較久遠(yuǎn)，絕大部分制件沒有數(shù)模，沒有圖紙或模具本體上沒有加工基準(zhǔn)孔。但因海獅車型變化很多，所以涉及到的改造模具量很大，解決好這部分模具的改造工作，是很有意義的，而一些非正常更改的情況在這里也經(jīng)常遇到。4.2.1 加孔類模具海獅右舵車型中，涉及到海獅制件前下隔板的更改，更改內(nèi)容為增加4個13的圓孔，此件的技術(shù)資料只有一個產(chǎn)品數(shù)模（后期掃描建模得到）。經(jīng)論證，模具空間滿足四個孔的增加，但沒有DL圖及圖紙，不能滿足正常的更改條件。若為此四個孔單獨(dú)開發(fā)一套模具，不僅增加了制造模具的成本，也增加了沖壓車間的生產(chǎn)成本，長遠(yuǎn)考慮還是決定試著在舊模具上實(shí)施改造。經(jīng)過技術(shù)研究，決定

11、采用以下方法：圖中粉色孔為新加的四個孔，其余孔為原有孔，我們采用變換基準(zhǔn)孔的方式，用制件上原來的兩個11孔做基準(zhǔn)孔，兩孔連線為X軸的軸線，沖壓方向與原孔所在平面垂直。在數(shù)控機(jī)床上，將上模按數(shù)模方向擺正，其找正基準(zhǔn)為兩個11沖頭的根部，相對一個基準(zhǔn)給出其他四點(diǎn)的坐標(biāo)，做出沖頭中心孔。下模以同樣的兩個孔做基準(zhǔn)，在新增加的空冷鋼鑲塊上做出其他四點(diǎn)的凹模孔，直徑為12.8mm，留0.2mm余量。鉗工以沖頭為基準(zhǔn)，修研凹模洞口并根據(jù)料厚調(diào)整間隙。這里要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，一定要以沖頭為基準(zhǔn)，因?yàn)榘寄＝?jīng)過多次沖裁之后，已經(jīng)有了變形，在微觀上已不是圓孔，而沖頭的根部沒有參加沖裁，所以是做基準(zhǔn)的最佳選擇。通過以上方

12、法增加的四個孔，由于孔位精度要求不高，制件裝車通過沒有問題。需要說明的是，這種方法適合于孔位精度不高且與原孔在一個平坦平面上的制件，若增加的孔位精度較高（如基準(zhǔn)孔）或者新舊孔所在平面角度較大，則不適于此方法。 . 圖3基準(zhǔn)孔2-114.2.2 改型類模具在改制中華車制件行李箱外下板時，需要增加兩個110mm40mm，深度為7mm的凸臺，技術(shù)資料包括數(shù)模、DL圖及圖紙都很全，唯獨(dú)在加工時發(fā)現(xiàn)模具本體既沒有十字定位鍵槽，也沒有加工基準(zhǔn)孔，模具放到數(shù)控機(jī)床上沒有辦法找正。經(jīng)過與設(shè)計(jì)部門溝通，確認(rèn)增加的凸臺位置公差可以在2mm之間，圖紙上提供了導(dǎo)板安裝面的尺寸，所以決定采用兩端的導(dǎo)滑板安裝面做基準(zhǔn)來找

13、正模具，這樣加工出來的凸凹模型面位置公差要低于0.5mm。若合模時R角處有干涉，則要求鉗工以凸模為基準(zhǔn)，修研凹模，需補(bǔ)焊則局部補(bǔ)焊后再修研調(diào)試合格。4.3 Cr12MoV鋼的焊接工藝改造模具絕大部分情況都涉及到補(bǔ)焊,現(xiàn)在汽車模具所用的材料的主要為HT300、鉬鉻鑄鐵、7CrSiMnMoV鋼（空冷鋼）、Cr12MoV鋼等，前三種補(bǔ)焊較容易，可以按常規(guī)方法焊接且變形較小。補(bǔ)焊難度最大的就是最后一種Cr12MoV鋼，補(bǔ)焊過程中很容易造成焊接處本體開裂且變形量較大，嚴(yán)重時甚至可以導(dǎo)致整塊裂開而產(chǎn)生廢品。我公司在Cr12MoV鋼補(bǔ)焊方面總結(jié)出來一些經(jīng)驗(yàn)，可以有效防止焊接過程中本體開裂的現(xiàn)象。Cr12Mo

14、V鋼的補(bǔ)焊共分預(yù)熱、焊接、冷卻三個階段。第一階段：預(yù)熱，焊前需將焊件放置到加熱爐中加熱到約400，加熱時間視鑲塊本體大小而定，一般約3-5個小時；第二階段：焊接，待加熱到400之后，關(guān)閉電源冷卻至250-300左右，將焊件拿出焊接，焊接同時不斷進(jìn)行敲擊來釋放焊接應(yīng)力，這樣可以有效地防止焊接時產(chǎn)生裂紋。若補(bǔ)焊量較大，不應(yīng)一次焊接成型，需要多次焊接來完成，具體方法是：焊接5-10分鐘（時間視周圍環(huán)境溫度而定，若周圍環(huán)境溫度較低，本體冷卻速度較快，則焊接時間短些，反之焊接時間可適當(dāng)延長）后應(yīng)將本體重新放入爐內(nèi)加熱，然后再拿出來繼續(xù)焊接，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至達(dá)到補(bǔ)焊量；第三階段：冷卻，焊接結(jié)束后繼續(xù)敲擊

15、一段時間，然后將本體繼續(xù)放入爐內(nèi)緩慢冷卻至室溫。如果補(bǔ)焊量較小，可采用氬弧焊來焊接，效果比電焊要好很多且余量容易控制。另，電焊條供應(yīng)商針對各種母材都會提供相應(yīng)的焊條，我公司采用的是萬能480焊條，焊條直徑3.2mm可選80100A的焊接電流。（DC、AC）這里只是簡單介紹了一下焊接的工藝流程，具體操作還要根據(jù)焊工的工作經(jīng)驗(yàn)及操作手法來適時的做出調(diào)整，在實(shí)踐中均取得了很好的效果。4.4 其他改造模具的方法很多，比如加孔類模具，新孔旁邊還有舊孔，裝沖頭固定座空間位置不足，如要在旁邊再增加一個新的固定座，這時可以考慮采用集合固定座將新舊孔沖頭安裝在一起，從而實(shí)現(xiàn)新孔的增加；某些模具鑲塊為整體淬火，硬

16、度達(dá)到HRC60以上，普通機(jī)加刀具或鉆頭無法加工，可以考慮采用電火花或線切割來實(shí)現(xiàn)。這些都是在實(shí)踐工作中不斷鉆研、逐步積累經(jīng)驗(yàn)獲得的。同時，我們應(yīng)該認(rèn)識到，改造模具不同于制造模具，改動部分精度要求一般沒有制造模具高，大部分情況改造后的制件能滿足裝車需求即可。所以在改造模具過程中，有時遇到的問題難點(diǎn)可以根據(jù)精度要求來調(diào)整加工工藝加以解決。若問題點(diǎn)實(shí)在無法解決，那么應(yīng)立即停止改造將模具回復(fù)原狀態(tài)，不要強(qiáng)行繼續(xù)更改，以免出現(xiàn)模具報廢導(dǎo)致正常的沖壓件供給中斷。 5.總結(jié)模具改造不同于模具制造，其技術(shù)難度大、工期緊張、涉及環(huán)節(jié)多，對技術(shù)人員及車間工人的專業(yè)水平、經(jīng)驗(yàn)要求較高，是一項(xiàng)既很繁雜又非常有難度的工作。但是模具改造的收益