汽车覆盖件试模调整问题.doc

汽车覆盖件试模调整问题    引言    汽车大型覆盖件的整车模具相对于单副（或是单套）模具及其他冲压件模具的调整更困难，更复杂因为车身设计、钣件设计、冲压工艺设计、冲模结构设计、铸造、机械加工以及钳工装配等任何一个环节的缺陷都将在试模调整的过程中暴露出来，尤其是理想化数模的缺陷同时，白车身焊接工艺、整车总装工艺及整车评价等各方面协调匹配中，也会对冲模调整提出苛刻的要求最终状态的模具是否能够冲压出符合白车身和整车要求的钣件，达到CAD/DATE要求，往往取决于冲压车间现场的工艺验证水平    1 汽车覆盖件试模调整工艺简介    1） 拉伸模的调整是覆盖件模具调整中最困难且较麻烦的合格的拉伸件是修边模（含冲孔）和翻边模等调整的主要基准，同时前工序件是后工序模具研合调整的主要基准，后工序件的工艺性不足需要追踪到修边模拉伸模进行工艺调整    2） 拉伸模调整的一般顺序为：a.调整凸模、压边圈尺寸及外观稳定；b.研磨调整压料圈及凹模压料面和拉伸筋（拉伸槽）；c.按凸模研磨调整凹模，同时调整凸模凹模之间料厚和间隙；d.抛光压料面及拉伸筋（拉伸槽）和凹模圆角等工作面；e.用原坯料试冲调整拉伸模，消除缺陷，确定定位具位置。

    3） 修边模（含冲孔模）调整：a.调整各部分间隙；b.用前工序件形状研合凸模、凹模及压料板工作面，确定定位，消除压伤等缺陷；c.确认拉伸工艺补充余肉造型，追踪拉伸模工艺变更；d.调整废料刀使废料排出顺畅，同时保证操作性良好及冲孔漏料通畅；e.调整压料卸料弹性元件及附件的力量大小和行程；校正凸凹模刃口的垂直度；并将所有与工件接触的工作型面整面抛光；f.解决一些难以处理的表面缺陷，即凸凹不平、歪斜、废料刀与主刀接口毛刺、料多及拉伤等    4） 翻边模的调整主要是消除皱褶、开裂、拉伤以及尺寸超差对于外覆盖件，前工序件、定位型面及压料板三者之间要研合到位，凸与凹圆角间隙处理要细致，尤其门外板件包边部位，以保证贴合率非常好    5） 外覆盖件的拉伸模、修边模及翻边模等试模调整中的主要问题点有：凸凹不平、角凹陷、冲撞线、线不畅、料多、拉伤、毛刺、回弹及尺寸超差等，其中R角不良、回弹、凸凹不平及冲撞线等是非常难解决的问题    2 试模调整钳工与CAE/CAD/CAM/CAT的关系    只有通过不断试模调整，才能冲压出合格钣件；同时，冲压模具是非标的单个产品，其调整很大一部分工作是依赖现场工艺技术人员的指导与模具钳工的技艺相互配合而完成。

例如修正翼子板和门等钣件的表面不平，CAE/CAD/CAM/CAT不管是否采用何种方案都是不可能实现的，但是有多年经验的现场人员却能够修正此类问题，他们所用的方法多是根据过去很多年的亲身体验所得这是一种实用的经验工程学（钳工直觉）的数据信息，如果没有模具钳工参与，绝对不可能达到真正意义的CAE/CAD/CAM/CAT    试模钳工在数字化调整中遇到许多障碍，但是各模具厂家均采用高速化数控机器的精细加工来提高冲模的精度与外观    综合冲压覆盖件模具制作流程，可分4大步骤：    1） 建立加工模具型面的数据（模）（包括钣件数模、冲压工艺及模具结构数模等）；    2） 根据第一部分的数据（模）进行机械加工；    3） 组立及手工修配研磨模具；    4） 机台试模调整，直到冲压出合格的覆盖件    通过第1、第2步的数据管理至少能使数据反馈回来，经过第3、第4步后才能生产出钣件，在此过程中不断测量的数据与原始数模的偏差将会越来越远良好的CAE/CAD/CAM等数据模型应该包含覆盖件模具调整钳工熟练的感觉、数据板料特征值、模具结构及压力机参数等经验因素，但是此数据模型的可靠性需要进一步研究。

    例如车门外板扣手周边的凹凸不平通常有2种调整方法：a、研磨下模的凸出部分；b、加高凹陷部分周边因为门扣手周边的尺寸与回弹，造型结构等详细情况不同，所以不能凭此判断谁对谁错换句话说，可以根据多种因素来修正凹凸不平问题（利用先进测量仪器采集此处数据进行储备、分析、研究、建模，行业内一直也在进行中）因此，简单地将扣手周边数字化相当困难，试模调整钳工与CAE/CAD/CAM/CAT将永远是一对对立统一的矛盾    3 高速雕刻机加工对压力机合模调整的影响    3.1 高速雕刻机与压力机的精度    高速雕刻机工作台面与主轴的左右运动平行度在0.04/1000以内压力机的工作台上平面与滑块下平面的平行精度在0.10/1000以内将雕刻后的模具上下型在压力机内研合，这有使模具精度下降的趋势，为了确保模具的精度，需要在高速雕刻机回程上设置模具Z方向基准面；同时在合模调整前必须确认压力机工作台上平面与滑块下平面的平行度对于在压力机上合模调整，要充分相信高速雕刻机加工的型面（R角等）的准确度压力机上合模研配的重点是凸、凹模之间板料厚度、贴合性及均匀性的调整；同时对上下模、压料板及卸料板的干涉进行检查调整。

对于外板件，需要考虑拉伸模基准模的保丽龙、石膏实物等进行试验机加工判断    3.2 提高高速雕刻机加工精度方法探讨    1） 在雕刻机本体上安装传感器，按照温度变化，通过事先模拟的数据补偿Z值；    2） 设置刀具消耗的补偿量，有时超过0.05mm；    3） 球面刀具的研磨精度用NC研磨，确保在0.02mm以内；    4） 使用带平衡器的高速回转卡盘；    5） 尽量采用最短的刀具，同时避免各种安装工具的干涉；    6） 为了控制加工变形，设置恰当的转速；    7） 尽可能型面一次加工完，预防变位误差；    8） 车间的工作环境良好    4 拉伸模毛坯材料的定位安装的时间切入点    在冲压钣件的成本中，材料费用所占的比重相当高在保证质量的情况下，尽可能减小毛坯尺寸和使用较低牌号的材料是冲压生产厂家的追求但是拉伸模的调试是非常需要时间的，而且在拉伸过程中的稳定性非常难以控制随着CAE的发展以及变形流动量均衡的薄板材料的开发，在模具设计时，设计比较理想的压料型面相对变得容易在第1次试模时就可以设定毛坯材料的定位，这对拉伸模的调试是比较实用的，尤其是对于外钣件，其质量稳定将会提高试模的效率。

    5 工序研合基准的确定    对于拉伸模，一般要求凸、凹模之间板厚间隙整体均匀；调整时应在压料力和主压力能够充分调整的压力机上试模在压力机上研合压边圈面时需要注意研合余量的设定，即预留将会发生凹凸不平部位的研合余量一般为了在压力机上研合时保证0.1～0.2mm的加工余量，因而使拉伸相对于成品较浅用拉伸件研合切边模，要修整包括车身轮廓线R干涉部位研合至切边刀周边间隙消除从而，修边模的型面成为一个不同于用CAD制成的型面，此型面与压料板和与后工程的吻合程度将会偏离较远，并慢慢地恶化拉伸件深度不到位，就会导致修边模、切边模及翻边模等工序件不合格因此，此时需要用修边模的下模代替拉伸件的检具（即作为基准），对于不吻合部分不要研磨切边模，而是修正拉伸模把后工程模具全部看作是前工程件的检具，对CAE/CAD/CAM制造的模具及汽车覆盖件模具来讲必须明确这一点，为的是确认和确保每一个工序的质量因此，要检查最终钣件，应将不合格的部分反馈到拉伸模上进行对比、修整    6 R角的处理    6.1 正确R角的寻找    模具R角一般都习惯一点一点地修，把小的弄成大的容易，相反，将大R角改小需要补焊等工艺处理，质量与交货期将受影响。

模具设计与制造对R角的考虑不多，只做简单的要求，对R角现场修配，工件棱角的平直度也需用钳工手工修正R角同时，R角的光洁度和拉伸性不良（开裂、暗裂、起皱）问题也要同车身设计部门进行商量，找出解决问题的方法，对于新模具R角大小尤其难以处理，R角的研配都要在试模中艰难地进行调整寻找钳工（感觉）依照以前相似的钣件的同部位R角的大小为依据选取数据，将凸模和压边圈的R角都修磨成标准R角，再放在压力机上进行试模调整，无疑将会缩短试模调整时间    6.2 R角修正    1） 不能使用砂轮机修整R角模具R角及表面补焊后，虽然也能够磨削顺畅，但是会降低精度，（补焊后）动用砂轮机打磨很容易弄伤模具汽车外覆盖件必须避免采用此种方法如果有CAM程式能够在高速雕刻机上实现模具棱线及型面，将不需要使用砂轮机打磨模具R角及型面这是CAD/CAM/CAE研究的主要方向    2） R角的修正过程中，现场模具调试试模仍需要用到砂轮机对于拉伸模的R角，如果拉伸成型性不好，盲目地将R角加大到最大限度，这样是非常可怕的现场试模钳工根据过去的类似钣件评借经验判断R角的可行性，因此在模具设定R角时，经验丰富的钳工一定要参与研讨。

为了在试模过程中不出现裂，对R角的修整是必要的在试模过程中也有可能用到砂轮机打磨或者在压力机上进行手工磨制R角研合，但是这样一来，NC加工的精度及表面光洁度都会有所降低如果按照上面→侧面→R角（如图1）这种顺序修整，并采用油石网格研磨，尽可能使曲面非常顺畅，就可以把对R角的不良影响程度降至最低    6.3 R角的数据反馈    很难测量汽车覆盖件自由曲面的R角，手工测量很不准确当前采用CAD/CAM/CAE/CAT设计与制造模具成为主流，实际模具的R角尺寸必须用数据反馈到CAD/CAM/CAE/CAT中，利用类似非接触式激光等先进测量仪能够可靠快速地把正确的R角数据采集下来    在模具修整现场，预先设定的R角必须可靠，调整钳工人员按此打磨和研配，拉伸模的稳定性就可以在R角的打磨研配抛光中得到有效控制    7 回弹的估设方法    汽车外覆盖件是大尺寸自由曲面的钣件，回弹很难定量处理，这种钣件不是以与标准面的绝对偏差作为质量要求，而是主要靠感官检查，检查重点多是收缩、凹陷、凸凹不平及角凹陷等定形不良现象    冲压塑性变形，在屈服低点以上让薄板发生永久变形，回弹本身应该是相当小的，但是为了节约毛坯材料，成型区域往往在永久变形区以外。

为了尽量使得成品相对于设计回弹尽量地小，可以采用以下办法：a.采用屈服点低的材料；b.车身造型时尽可能使用超凸面；c.在拉伸模凸模设计时，针对不同形状、板厚和材质，设定不同的回弹量以进行工艺补偿；d.提高模具刚性；e.调整时增加模面配合状态    有时为了节约材料，不让其成型到永久成型区域以内，此时回弹的预计如图2所示，如果拉伸、修边及翻边等没有仔细地计算（如图3），A处的预估则是靠调整钳工直觉告诉设计人员，预估量在拉伸模中推算另外，采用NC程序设计数据时如何推算也是因人而异因此，工艺设计、结构设计、NC程序及调整钳工等模具制造要求全工序人员必须共同参与讨论，确定回弹量    在拉伸中使用类似翻边的成型方法，或在凸模R角上设定工艺余料（如图4），例如引擎盖内外板、顶蓬外板前部等    8 修（切）边线的修正    门外板形状相对简单的板件也多发生切边长度尺寸不准的现象，原因是虽然用高速雕刻机在上下模具加工阶段进行了刀口吻合，但是由于拉伸件的R角的大小和侧壁的回弹等形状品质误差；拉伸工序件在修边模上的定位误差；展开长度设定的误差等等都将影响切边线从图4中可以看出，负偏差的切边长度与正偏差的切边长度相比，明显先做的模具修正工时要多。

要缩短试模调整的工时，减小切边线的修正工时是非常必要的，折边长度L=l+A+B的经验公式计算法必须明确规定A、B值    9 翻边（折边）尺寸超差的控制    虽然车身的门外板、发动机盖外板及背门外板的形状几乎相同，但是凸模折边面的角度和间隙，会因不同模具设计者也会发生变化折边长度的不同也使得调整不同薄板的变形中心线也是假想线，因此，外覆盖件模具制作过程中误差是不可避免的但是，对于相同。