汽車沖壓件產(chǎn)品種類豐富、形狀復(fù)雜，在沖壓生產(chǎn)時，經(jīng)常會發(fā)生一些不良現(xiàn)象，如何避免問題的產(chǎn)生，陜重汽車結(jié)合自身實際，做出了有益的探索。

    中間護面支架是汽車駕駛室整體式儀表盤總成的關(guān)鍵承重連接件，是確保汽車各種儀表穩(wěn)定、可靠使用的一個重要零件。因為，大功率發(fā)動機的高速旋轉(zhuǎn)和車輛行駛路況的惡劣，容易對駕駛室造成強力振動和顛簸，從而造成前控制盤中儀表電路以及部分功能斷路或失靈。因此，中間護面支架必須能夠承受沖擊、彎曲疲勞載荷和扭矩等作用，故而要求其必須具有足夠的抗彎強度、抗剪強度和較好的韌性。此外，如果該制件在成形時超過許用應(yīng)力，或者微裂紋擴展到一定程度，從而造成撕裂或歪斜，這樣不僅會浪費材料，而且還會讓模具處于偏載作業(yè)，加速模具老化。

    我廠在汽車駕駛室儀表盤支架總成生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)后，其中間護面左/右支架經(jīng)常出現(xiàn)撕裂、歪斜現(xiàn)象，這些缺陷主要分布在制件孔型處、側(cè)壁拐角處和R圓弧與壁頸交界處。通過仔細分析后，我們認為其主要原因是由模具在運行過程中壓料芯成形導(dǎo)向不穩(wěn)定、凹模與壓料芯間隙長期磨損后不可調(diào)整以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)引起的。于是，可以從技術(shù)和管理兩方面提出相應(yīng)的控制措施，并為同類零件工藝、模具設(shè)計與成形加工提供參考。

    常見的撕裂、歪斜形式

    中間護面支架沖壓工藝流程為：落料沖孔－沖孔切口－翻邊成形－切口－翻邊。中間護面支架成形過程中發(fā)生撕裂、歪斜的形式多種多樣，其撕裂部位主要分布在制件孔型處，側(cè)壁拐角處R圓弧與壁頸交界處等，因沖壓成形與生產(chǎn)工藝條件的差異，各斷裂部位所占的比例不同。撕裂可以是一次性成形撕裂，也可以是由于疲勞裂紋即隱形裂紋發(fā)展引起的撕裂（圖1）。

圖1  中間護面支架

    原因分析

    根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，通過檢查制件撕裂部位、斷口形態(tài)及擠傷程度，認為引起制件撕裂、歪斜行為主要體現(xiàn)在翻邊成形工序，引起此工序現(xiàn)象發(fā)生的原因如下：

    1.翻邊成形模具設(shè)計缺陷

    該模具為一模雙腔左/右件公用，由于本工序內(nèi)容除翻邊外，還兼?zhèn)湫螤畛尚蝺?nèi)容，加之制件特殊復(fù)雜，彎曲面狹小，成形要求凹模壓料芯與成形面相符等，導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)條件成形行程大，壓料面積小。設(shè)計人員在zui初模具設(shè)計時，僅考慮到了壓料面小這一特征，卻忽視了壓料芯成形導(dǎo)滑行程（圖2）。

圖2  模具側(cè)視導(dǎo)滑局部 

    存在如下設(shè)計缺陷：

    （1）壓料芯導(dǎo)向長度設(shè)計為125mm，實際導(dǎo)向長度為115mm，雖然在設(shè)計范圍內(nèi)，但存在托起部分115mm運動超過有效導(dǎo)向長10mm，存在壓料芯托起不穩(wěn)定，制件定位不準的弊病。

    （2）長達115mm的成形高度，需設(shè)計導(dǎo)滑板，不能靠加工面與凹模側(cè)壁滑配間隙導(dǎo)向，側(cè)斜致摩擦力增大，自潤滑效果極差，強大的側(cè)向力得不到有效消除，批量生產(chǎn)后會導(dǎo)致因長期磨損而引起導(dǎo)向間隙增大，提前喪失模具正常導(dǎo)向效果，從而會產(chǎn)生惡性質(zhì)量事故。

    2.模具加工制件與圖紙設(shè)計存在誤差

    如圖3所示，該部位為圖紙中明確標出需加工出導(dǎo)向的區(qū)域。但由于壓料芯為復(fù)雜型面故采用鑄件成形后再對導(dǎo)向面進行機加工，造成加工面與凹模導(dǎo)向面滑配后存在間隙誤差，在模具正常運行過程中出現(xiàn)了壓料芯左/右擺動。

圖3  下模平面局部 

    制件成形前，定位靠壓料芯上平面的定位銷及孔進行，這樣就要求壓料芯在制件成形中必須保證穩(wěn)定、可靠和正確地導(dǎo)滑，否則制件在成形中將會失穩(wěn)，從而使壓料芯與凹模壁發(fā)生碰撞擠壓，造成制件產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)超過材料的強度極*，引起制件撕裂、歪斜不正。再加之，若模具結(jié)構(gòu)中考慮其他因素，而忽視采用導(dǎo)滑板導(dǎo)向的情況，存在兩者制件在擠壓摩擦強烈進行后，導(dǎo)向間隙瞬間被破壞而無法正確導(dǎo)向的危險。

    由于此種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向間隙為調(diào)試滑配間隙，一旦損壞將沒有更有效地調(diào)整手段，會長期影響制件的成形質(zhì)量，并帶來安全隱患。而且，在導(dǎo)向部位未采用導(dǎo)滑板，反而采用了加工型面相互導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，存在間隙過大后，無法調(diào)整的缺陷，導(dǎo)致了制件出現(xiàn)了撕裂、歪斜不正行為。

    3.成形工藝參數(shù)執(zhí)行不到位

    在制件成形過程中，工藝要求凹模、壓料芯以及兩者的制件必須緊密貼合在一起，在機床滑塊下滑時壓迫板料塑性變形而實現(xiàn)成形。但現(xiàn)在由于壓制出的制件存在質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點，就說明機床壓力在生產(chǎn)過程中處于壓力跳動不均衡狀態(tài)。究其原因，主要是加工技術(shù)人員未按工藝要求在這一階段及時對機床壓力進行調(diào)整，或者是在每個班次的交接時，沒有相互溝通機床壓力穩(wěn)定性信息，而導(dǎo)致制件質(zhì)量不穩(wěn)定。

    控制措施

    由于沖壓成形過程中撕裂、歪斜原因很多，而且很多原因相互。因此，單從技術(shù)公關(guān)或者管理方面是無法*解決這些問題的，必須從模具工藝和管理方面加以考慮，解決好生產(chǎn)中的每一個環(huán)節(jié)才能取得好的成效。

    1.確保模具結(jié)構(gòu)合理性

    （1）圖4和圖5分別為下模安裝導(dǎo)滑板前/后結(jié)構(gòu)對比。通過對比分析，可以看出：將原來凹模刃口的機加成形導(dǎo)向結(jié)構(gòu)完善成自潤滑導(dǎo)板結(jié)構(gòu)后，能有效抵御側(cè)向力，克服制件成形過程中的不穩(wěn)定性，并能在生產(chǎn)過程中自由調(diào)整其合理間隙，從而使壓料芯和凹模導(dǎo)板導(dǎo)向運行中的間隙保持長期均勻合理狀態(tài)。這不但能使模具運行更加穩(wěn)定，而且還可以大大提高模具的使用壽命。

圖4  下模安裝導(dǎo)滑板前結(jié)構(gòu)

圖5  下模安裝導(dǎo)滑板后結(jié)構(gòu)

    （2）如圖6所示，增加模具閉合高度70mm。在模具在成形過程中，當(dāng)壓料芯被托起后，將下方有效導(dǎo)向部位從10mm增加至80mm，這樣可以增加壓料芯導(dǎo)滑板與凹模側(cè)壁導(dǎo)板之間的接觸面積，從而使模具壓料芯在運行中不會受到成形力的影響，同時也能準確、穩(wěn)定地導(dǎo)入凹模腔，保證制件定位可靠，確保翻邊間隙均勻化。

圖6  模具局部主視圖

    2.推行標準化作業(yè)，提高工藝控制能力

   從管理角度上，要嚴格規(guī)范工藝制度，控制工藝參數(shù)的一致性和準確性，使生產(chǎn)中機床參數(shù)始終符合工藝中各項參數(shù)的要求，同時，也應(yīng)保證機床壓力在生產(chǎn)過程中長期保持穩(wěn)定可靠，*消除壓差，防止壓力過小引起質(zhì)量事故。

    操作人員應(yīng)精心操作，避免定位不準確、氣頂桿安裝存在高度差以及模具保養(yǎng)不到位等不良現(xiàn)象出現(xiàn)，以免造成成形件材料彎曲疲勞載荷增加，使制件在成形瞬間處于疲勞極限狀態(tài)，導(dǎo)致問題發(fā)生。

    結(jié)語

    重型汽車駕駛室總成零件中間護面左/右支架，在生產(chǎn)中出現(xiàn)撕裂、歪斜行為是由多種因素相互作用引起的，其損壞形式也多種多樣。只有針對其翻邊成形工序系統(tǒng)以及損壞形式采取相應(yīng)措施，才能有效控制其多個部位的撕裂、隱裂和歪斜等不良狀況，從而提高模具的正常作業(yè)率，以及零件的合格率和使用壽命。