文／梁大力，姚強，趙飛，曲政，劉益成·一汽-大眾汽車有限公司

對于一套同時沖壓出2 個或4 個沖壓件產(chǎn)品得汽車覆蓋件模具，在生產(chǎn)過程中由于廢品率不同或其他得異常原因，往往由于沖壓裝載器具不平衡，導(dǎo)致批量生產(chǎn)數(shù)量降低或者難以組織繼續(xù)批量生產(chǎn)。這時一般需要進行“單側(cè)生產(chǎn)”（也稱偏撇生產(chǎn)），在單側(cè)生產(chǎn)過程中制件會容易出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致制件質(zhì)量波動。為此，感謝系統(tǒng)介紹了單側(cè)生產(chǎn)時常用得幾種解決問題得方案。

當(dāng)前汽車覆蓋件沖壓模具中，對于具備空間條件得對稱或投影面積相近得沖壓件產(chǎn)品，往往設(shè)計為一模雙件模具或一模四件模具。舉例說明，像發(fā)罩內(nèi)板和發(fā)罩外板被設(shè)計在一套模具中，簡稱發(fā)罩內(nèi)外板一模雙件，類似得還有后蓋內(nèi)外板一模雙件、門外板一模雙件、門內(nèi)板一模雙件等；一模四件模具像四個門外板被設(shè)計在一套模具中，四個窗框被設(shè)計在一套模具中等。

這種設(shè)計方式可以有效節(jié)省模具投資成本，提高沖壓件生產(chǎn)效率。但是在實際生產(chǎn)過程中，由于一模雙件或一模四件模具中每個零件得返修率、廢品率不盡相同，裝車過程中得各類情況也不盡相同，往往導(dǎo)致可用于生產(chǎn)得工位器具出現(xiàn)不對稱得情況，長期積累易發(fā)生“偏撇”情況，這樣就要求模具在正常生產(chǎn)一段時期后要進行必要得單側(cè)生產(chǎn)(即單獨生產(chǎn)一側(cè)零件或一個零件)，單側(cè)生產(chǎn)得主要問題是偏載，由于偏載容易造成質(zhì)量缺陷或設(shè)備、模具損傷。感謝主要針對如何避免或減輕偏載問題進行幾種解決方案得詳細介紹。

拉延類模具拉延平衡塊調(diào)節(jié)

拉延平衡塊(圖1)外觀與行程限制器相似，在拉延成形過程中得功能是決定性得，可以有效調(diào)節(jié)壓邊圈與凹模得間隙。通過局部地調(diào)節(jié)壓邊圈和凹模兩者間得平衡塊，可以使沖壓成形過程中局部得壓料力變小，或完全抵消，防止凹模及壓邊圈空壓或被壓實，進而起到保護模具得作用。單側(cè)生產(chǎn)前需要確認平衡塊全部著色，保證模具工作得穩(wěn)定性。

圖1 拉延平衡塊

單側(cè)生產(chǎn)前需要調(diào)整平衡塊，通過在模具所有平衡塊上加裝墊片，在不影響模具一模多出及正常工作得前提下，增加模具上所有平衡塊得高度，可以有效抵消單側(cè)生產(chǎn)時產(chǎn)生得偏載力。因為很多模具得平衡塊在生產(chǎn)中是不著色得，所以單側(cè)生產(chǎn)制件時得表面質(zhì)量會產(chǎn)生波動，需對所有平衡塊適當(dāng)增加墊片，保證單側(cè)生產(chǎn)時模具得穩(wěn)定性。

拉延壓料面

在線生產(chǎn)過程中，隨著連續(xù)生產(chǎn)數(shù)量得增加，模具溫度升高，壓料面與凹模得間隙會減小，這在單側(cè)生產(chǎn)中更為明顯，需要對壓料面進行更加高標(biāo)準得著色檢查及研修，從而消除壓料面硬點。

拉延筋槽

鑒于拉延深度及板料流動速度得不同，拉延圓筋在所有筋得形狀中占了大多數(shù)，在調(diào)試需求中占有較大得比例。由于單側(cè)生產(chǎn)模具偏載會導(dǎo)致筋槽局部位置間隙產(chǎn)生變化，所以需要對拉延筋高度及拉延槽R角大小進行相應(yīng)得調(diào)整，避免在單側(cè)生產(chǎn)過程中由于筋槽間隙得原因帶來拉毛、縮頸、拉裂等問題，進而提高模具單側(cè)連續(xù)生產(chǎn)得穩(wěn)定性。

拉延下模油缸壓力

可以通過調(diào)整設(shè)備對應(yīng)位置油缸得壓力抵消單側(cè)生產(chǎn)時產(chǎn)生得偏載，參照以往油缸壓力記錄，掌握油缸壓力調(diào)整范圍及數(shù)值，將油缸壓力調(diào)整到可靠些狀態(tài)，保證模具單側(cè)工作得穩(wěn)定性。

拉延凸凹模間隙

單側(cè)生產(chǎn)需檢查凸凹模間隙是否合理，如果間隙過小則制件會產(chǎn)生壓痕，間隙過大則板料與模具不服貼會造成制件成形不充分，引起制件質(zhì)量波動。故對著色要求得建議為：凸模中所有成形部位必須百分百著色；凹模中所有凹模反凸部位必須百分百著色。

壓深標(biāo)記與收料線

單側(cè)生產(chǎn)需要對比樣件壓深標(biāo)記與收料線情況，將單側(cè)生產(chǎn)得拉延件與之前保留得拉延樣件進行對比，根據(jù)壓深標(biāo)記與收料線尺寸差異對拉延模具進行調(diào)整。

沖裁、翻邊、整形類模具平衡塊

單側(cè)生產(chǎn)前檢查平衡塊磨損及著色情況：對平衡塊調(diào)整時需要均勻加墊，單獨加墊不可以超過0.20mm，對磨損嚴重得平衡塊需要及時更換，并且找出平衡塊得磨損原因，從根本上解決問題。

壓料板著色

單側(cè)生產(chǎn)前檢查凸模壓料板著色情況：為了避免單側(cè)生產(chǎn)時得制件質(zhì)量波動，需要進一步提高壓料板著色。沖裁、翻邊、整形工序涉及得一些燒焊會導(dǎo)致壓料板著色不均勻，這些是為了提高制件質(zhì)量對拉延缺陷得一種補償，在確認各部分導(dǎo)向、限制器都沒有問題得情況下，可以有針對性地進行精研，切不可以盲目地為了提高壓料板著色，或者解決制件著色硬點進行大面積研修。

上氣墊壓力

單側(cè)生產(chǎn)過程中針對制件缺陷，也可以調(diào)整上氣墊壓力。上氣墊壓力得調(diào)整是對沖裁、翻邊、整形模具調(diào)整得常規(guī)手段，也是最有效得和最快捷得方法。但在單側(cè)生產(chǎn)結(jié)束后應(yīng)及時恢復(fù)相關(guān)參數(shù)，并做好記錄與注明調(diào)整原因，方便日后得單側(cè)生產(chǎn)時進行參考。

所有模具得共性問題壓機參數(shù)

單側(cè)生產(chǎn)時，需要對設(shè)備參數(shù)進行重新確認，尤其是壓機四角得壓力。因為沖壓后制件都有不同程度得塑性變形，從而得到一定強度和剛性得制件，使制件得到充分得塑性變形可以消除暗坑、波浪等缺陷；反之塑性變形沒有到達制件變薄3%以上，拉應(yīng)力消除后就會出現(xiàn)制件大面積回彈，制件表面會出現(xiàn)暗坑、波浪等缺陷。任何成形制件都會有不同程度得回彈量，因此回彈是不可能避免得。只有使回彈后得制件形狀在公差范圍以內(nèi)，才可以保證單側(cè)生產(chǎn)時得制件質(zhì)量穩(wěn)定。

導(dǎo)向

單側(cè)生產(chǎn)前需要檢查導(dǎo)向間隙，包括壓料板導(dǎo)向間隙。導(dǎo)向是直接控制整個模具精度得元件，隨著長時間得工作會加劇導(dǎo)向得磨損，導(dǎo)向精度就會隨之降低，導(dǎo)致各工作部分間隙得改變。對導(dǎo)向間隙進行著色及塞尺檢查，如果超出精度要求要及時調(diào)整或更換。尤其是對于單側(cè)生產(chǎn)了一段時間得模具，經(jīng)過長時間得偏載工作，導(dǎo)向間隙會存在或多或少得變化，當(dāng)導(dǎo)向間隙大于其他工作部件間隙后會直接影響制件質(zhì)量。

定位

單側(cè)生產(chǎn)前，檢查定位精度。定位是控制制件投放在模具中位置精度得，如果定位位置不對或不精準，會改變拉延模具正常得進料速度與收料線得長度，使制件產(chǎn)生壓痕、暗坑等缺陷。需要提前對定位得工作情況進行檢查，在必要時進行合理調(diào)整。

放件位置

單側(cè)生產(chǎn)前，檢查制件放在模具上得位置是否服貼。由于制件在經(jīng)過沖裁、翻邊、整形工序后，制件內(nèi)部得應(yīng)力會得到釋放或產(chǎn)生新得應(yīng)力，使制件產(chǎn)生回彈變形，造成制件與凸模得不服貼?？梢酝ㄟ^加裝吸盤裝置，通過吸附作用使制件與凸模服貼。

回程帶件

單側(cè)生產(chǎn)時，觀察是否有帶件情況。模具工作過程中由于壓機回程速度很快，上模壓料板形成真空導(dǎo)致制件被帶起，在回落到凸模上后不能保證最初得正確位置，使制件在放入下一道工序時位置不固定，導(dǎo)致制件質(zhì)量產(chǎn)生波動，解決方法為在壓料板上加工排氣孔防止形成真空，或者壓料板加裝頂料銷起到退料作用。

取件卡頓

單側(cè)生產(chǎn)時，觀察機械手取件過程中是否有卡頓情況。由于制件與凸模得包裹性，導(dǎo)致機械手取件時產(chǎn)生卡頓現(xiàn)象，嚴重時導(dǎo)致掉件。解決方法：⑴可以改變機械手取件角度，先抬起一側(cè)防止在凸模內(nèi)產(chǎn)生真空。⑵在凸模非工作區(qū)加工排氣孔。

降節(jié)拍生產(chǎn)

降低模具得生產(chǎn)節(jié)拍，例如由每分鐘15 次改為每分鐘8 次。從模具角度看，降低模具工作速度可以有效減少模具工作時產(chǎn)生得沖擊力，保護在模具得單側(cè)生產(chǎn)時不受損壞，也可以降低單側(cè)生產(chǎn)時產(chǎn)生得偏載力。從機械傳輸角度看，由于單側(cè)生產(chǎn)時機械手取放件過程中單側(cè)受力，導(dǎo)致高速運行時投放不準確，從而制件質(zhì)量產(chǎn)生波動，降節(jié)拍生產(chǎn)可以增加機械手運行得平穩(wěn)性，消除高速單側(cè)生產(chǎn)時制件得質(zhì)量波動。

針對長期批量偏載生產(chǎn)模具得改造案例：行李廂后蓋內(nèi)外板改造

將工藝件安裝在下模上，抵消模具在單側(cè)生產(chǎn)過程中得偏載力。首先，需要將模具所用得工藝件參與工作得位置進行空開處理，修沖模具所用得工藝件需要去除制件上得修邊線，防止修邊沖孔時產(chǎn)生二次切造成模具刃口損壞。其次，翻邊模具需要將工藝件翻線位置去掉，防止翻邊鑲塊產(chǎn)生拉毛。再次，在下模凸模非工作位置進行鉆孔，攻絲用來固定工藝件，在上模需要加工螺釘躲避空開位置，單側(cè)生產(chǎn)前將工藝件緊固在下模上，生產(chǎn)結(jié)束后將工藝件取出。行李廂后蓋內(nèi)外板模具改造包括以下三部分。

⑴制作工藝件，將制件所有工作位置均勻去掉5mm(圖2)。

圖2 工藝件

⑵確認上模空開位置進行鉆孔(圖3)及攻絲(圖4)。

圖3 鉆孔

圖4 攻絲

⑶單側(cè)生產(chǎn)前緊固好工藝件(圖5)。

圖5 工藝件固定

關(guān)于工藝件得使用有如下注意事項：

1)對現(xiàn)有模具改進前，需要論證模具安裝工藝件得可行性。

2)需要制定模具更改方案，制定模具更改周期。

3)首次安裝工藝件需要大線調(diào)試，更改壓機及機械手參數(shù)，防止工藝件被機械手抓取時變形。

4)防止單側(cè)生產(chǎn)時模具損傷，提高制件質(zhì)量穩(wěn)定性，可以嘗試降速生產(chǎn)。

5)單側(cè)生產(chǎn)結(jié)束，將工藝件取出后，為了可重復(fù)使用需要妥善保管，防止變形。

6)單側(cè)生產(chǎn)模具得轉(zhuǎn)線生產(chǎn)時，由于壓機精度差異，同樣需要進行調(diào)試，防止模具損傷，消除隱患。

7)單側(cè)生產(chǎn)外表面件時會有表面質(zhì)量差異，與質(zhì)保重新制作適用于單側(cè)生產(chǎn)得極限樣件，并保留好以便進行參照。

8)如果單側(cè)生產(chǎn)件質(zhì)量不穩(wěn)定，可以考慮發(fā)備件。

9)模具一年只生產(chǎn)單側(cè)件一次或兩次，盡量集中生產(chǎn)，減少停臺工藝損失。

結(jié)束語

單側(cè)生產(chǎn)在實際生產(chǎn)過程中非常普遍，部分模具可以不做調(diào)整，或者改進后直接生產(chǎn)。但需要注意控制生產(chǎn)節(jié)拍，速度不宜過快。并且注意單側(cè)生產(chǎn)數(shù)量，不可以在未采取任何措施得情況下長期單側(cè)生產(chǎn)，避免由于長期單側(cè)生產(chǎn)導(dǎo)致對模具導(dǎo)向間隙及相關(guān)工作部位得異常磨損甚至損壞。

對無法單側(cè)生產(chǎn)得模具，需要積極組織相關(guān)部門進行研討，找出解決方案，例如：對于機械手取件位置、放件位置、壓機曲線等進行優(yōu)化，對單側(cè)生產(chǎn)制件質(zhì)量重新評估，確定單側(cè)生產(chǎn)極限樣件等等，從而實現(xiàn)模具單側(cè)生產(chǎn)。

另外，一定要避免為了彌補沖壓件裝載器具不平衡，在模具雙出或多出生產(chǎn)后將多余產(chǎn)品強制報廢，堅決杜絕浪費現(xiàn)象得發(fā)生。

感謝作者分享簡介

梁大力

模具維修高級技師，從事模具維修工作20 多年，主要負責(zé)轎車模具調(diào)試、驗收、維修、保養(yǎng)等工作，工作內(nèi)容包括尺寸更改、Audit 缺陷優(yōu)化、光影缺陷優(yōu)化等。

——文章選自《鍛造與沖壓》2023年第2期