1修邊模的工藝設計

汽車沖壓制件多種多樣，根據制件復雜程度不同，修邊工藝內容也是千差萬別，修邊工藝設計的優劣直接影響著沖壓制件修邊可行性、修邊質量、生產效率等。

1.1切邊沖孔力與壓料力的設計

工藝力的設計為沖壓設備的選擇提供參考，計算公式如下：Ps=Ts×90%×L×t式中，Ps為修邊力或沖孔力Ts為材料抗拉強度；L為修邊長度；t為制件厚度。例：某材質的抗拉強度為314，剪斷長度為1000mm，制件厚度為0.7mm，根據公式得：Ps=(270×0.9)×1000×0.7=170100N壓料力計算公式如下：P=Ps×K式中，K為壓料力系數，一般沖壓件K取7%，外觀覆蓋件K取10%。當壓料力計算不符合要求即壓料不緊時，制件會產生拱彎、毛刺等質量缺陷。

1.2修邊沖孔條件設計

制件的斜面修邊時，斜面的最大傾斜角應滿足圖2及表1所給出的標準。修邊斜面在不滿足上述傾斜角時，不采用斜楔修邊，制件受到剪切拉力作用明顯，沖壓制件會產生毛刺等缺陷，修邊刃口過于尖銳也會增加修邊崩刃的風險。制件的斜面沖孔時，沖孔極限角度應滿足圖3及表2所給出的標準。如果沖孔極限角度不符合要求，則沖壓制件沖孔質量難以保證，容易產生沖孔毛刺、孔徑超差等質量問題。在實際設計過程中，當θ＞15°時，原則上應采用斜楔沖孔。

1.3斜面垂直修邊的設計

斜面角度θ及深度H決定沖壓制件垂直修邊的質量及可行性，其設計參考圖4和表3給出的標準。如果斜面角度θ過小、斜面深度H過大，則制件會產生毛刺、帶料等缺陷。在實際生產過程中，沖壓制件斜面的立修會發生很多問題，原則上修邊工藝設計能采用斜楔修邊的部位，不推薦采用立修。

1.4修邊沖孔刀塊間隙的設計

修邊沖孔刀塊的間隙對沖壓制件質量、修邊力和修邊模的壽命均有很大影響，是修邊沖孔工藝與修邊模具設計中非常重要的工藝參數。影響間隙值的主要因素是制件材料性質和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，修邊沖孔的間隙值設計就越大。汽車沖壓制件修邊沖孔間隙值設計參考如下圖5表4給出的標準。在實際生產過程中，修邊模具工作部件磨損消耗，經常會出現刀塊間隙不合的情況，導致制件產生毛刺、帶料等問題。在維修保養過程中，刀塊間隙研配是模具鉗工基本技能之一。間隙過大或過小制件都易產生毛刺，間隙大時毛刺的特點為厚而大，不易除去；間隙小時毛刺的特點為高而薄。刀塊間隙值研配以生產制件符合質量要求為準。

1.5修邊線的優化及廢料斷刀設計

修邊工藝中修邊線輪廓很大程度上取決于制件邊界輪廓，在設計修邊線時，要充分考慮工藝缺口、刀塊刃口強度、廢料排出等因素。對于制件存在二次修邊邊界處，要考慮其修邊線的搭接工藝。二次修邊線搭接工藝。一次修邊和二次修邊修邊線重疊量為1.0mm，刃口重疊量為25mm。修邊線設計應避免使修邊刃口或壓料板出現強度不足等缺陷，汽車沖壓制件左右件合模生產時，左右件分離處要保證模具結構強度，分離處修邊線距離不小于6mm，隨制件料厚增加而加大。在滿足強度時，考慮材料利用率，分離處修邊線距離也不易過大。修邊工藝內容設計應重點關注廢料的滑出，廢料斷刀的布置至關重要。廢料斷刀布置應遵循以下要求：（1）廢料尺寸不宜過大，條狀廢料尺寸不超過650mm，L型廢料尺寸不超過500mm。（2）廢料斷刀優先設置在修邊線角部，盡可能靠近圓角根部。為便于廢料排出，廢料斷刀應朝同一方向偏置5°~10°。（3）同一修邊模上廢料滑出時旋轉方向應一致，相鄰廢料斷刀原則上不允許刀背相對，無法避免時，模具結構上此處應設置廢料強制頂出裝置。（4）制件修邊切口附近廢料斷刀刃口面應朝向切口部位，盡可能避免廢料斷刀刃口面與切邊線相對。

2修邊模具結構設計

沖壓制件修邊模具結構設計與工藝設計同樣重要,修邊工藝設計時應考慮對其模具結構設計的影響。修邊模具結構設計考慮強度、導向、定位、裝配等要點。

2.1模具結構強度設計

模具結構強度設計關系著安全、質量、效率等許多方面，模具各結構鑄件厚度及質量直接影響模具強度，是修邊模各結構鑄件厚度參考標準。除上述鑄件厚度應滿足要求外，在設計時還不應出現其他強度不足的結構，在模具結構設計評審時應重點檢查。

2.2刃口鑲塊的分割與結構設計

修邊模上下模刀塊、廢料刀、壓料板構成了修邊模具的主要工作部件。從操作性及維修性方面設計考慮，刃口一般分割成多個鑲塊結構，鑲塊分割參考圖8。在平面上，刀材的分割設定以與切邊線成90°角的目標來設置，允許偏差±10°（即80°~100°）。在截面上，刀材分割是以與切邊線成90°為目標來設定，允許偏差±20°（即70°～110°）。若刀塊分割不滿足上述條件，沖壓制件容易產生毛刺等缺陷。為了降低修邊力，修邊凹模刃口及異形沖孔沖頭部位往往還設計為波浪形。

2.3壓料板的設計

修邊模壓料板在修邊時壓住制件，其行程及壓料面設計至關重要。在上模刃口接觸制件前，壓料板應保證最小10mm的預壓緊量。預壓緊量與切斷量、刃口最大刃入量一起決定了壓料板行程。當制件板厚小于1mm時，根據經驗壓料板行程一般設定為30mm。當三個參數之和大于30mm時，按計算值設定。在帶有斜楔的修邊模工作時，需要對斜楔、壓料板、導向部件三者的同步性進行驗證，做出行程線圖，保證其符合技術要求。為降低模具制造成本，修邊下模與壓料板結構有空開設計。但應保證其有效工作型面，空開位置及范圍參考如下：修邊：下模距修邊線40~50mm，壓料板距修邊線30mm。沖孔：凹模距沖孔輪廓線30mm，壓料板距沖孔輪廓線20mm。

2.4廢料刀的結構及設置

修邊模廢料處理情況與生產效率直接相關，在實際生產中，由于修邊模卡廢料導致的生產線停線占相當大的比例。圖10為廢料刀結構及刃口刃入量示意圖。當制件板厚大于1.2mm時，廢料刀背后還應設置背撐結構，背撐結構角度應與刀背傾斜角一致。為防止沖壓制件毛刺、廢料鐵屑引起制件凹凸點的產生，一些大塊規則的條狀廢料會設置二次切斷。為廢料二次切斷結構示意圖。在設置廢料二次切斷時，由于廢料自由切斷，容易飛出模體外，必須設置廢料防護板。

3.5廢料滑板及廢料盒的設計

修邊模廢料通常通過滑板滑出機臺或者設置專門的廢料盒處理，為保證修邊廢料自由滑出工作臺外，廢料滑板應滿足以下要求：（1）充分保證修邊廢料滑板滑道開口大小、滑板上端要設置滑板托臺。（2）當滑道過長時，應設置二級折疊式滑板。（3）通常廢料滑板的傾斜角不應小于25°，二級廢料滑板傾斜角不應小于20°。在不滿足時，可在滑板表面貼不銹鋼凸板、或者增加圓棒、滾輪等措施使廢料順利滑出，必要時，可以采用振動滑板。（4）在布置修邊廢料滑板時，應保證其安裝周圍模具鑄件的結構強度，確保與模具夾緊器的必要高度，避免其干涉模具夾緊器的安裝。通常廢料盒用來盛裝沖孔廢料，在設置沖孔廢料盒時，應充分考慮其工作效率及其人機工程，應優化廢料盒機構形狀與布置位置。

3結束語

汽車沖壓制件修邊沖孔質量及生產效率在實際生產中還受壓機狀態、制件材料性能、生產環境、工作負荷、人工操作技能等因素影響。在實際生產過程中，汽車沖壓制件在修邊時也會產生毛刺、鐵屑、刃口帶料、卡廢料、修邊線不準等缺陷。在解決上述缺陷時，應結合實際情況考慮很多因素。汽車沖壓制件的修邊沖孔質量是生產出來的，也是設計出來的。優化的修邊工藝設計及模具設計不但決定著汽車沖壓制件修邊質量、制造成本、生產效率等，也對制件修邊缺陷解決方案的制定大有裨益。

作者：鄺世秋 單位：上汽通用五菱汽車股份有限公司