影响汽车覆盖件的模具研配因素

liuxianglong

　　本文对汽车覆盖件模具的模具研配相关因素进行了系统的分析。基于加工与受力变形和受力对象（模具、机床），分析了料厚间隙误差的可能来源，找出模具制造和使用前后存在的一致性相关问题和独立性问题，并针对问题采取解决措施，最终总结出了一套提高模具型面研配效率和减少研配工作量的系统方法。
　　模具上下型面的加工数模通常是按等料厚进行考虑处理。在合模之后，凹模和凸模的型面由于种种误差会存在料厚间隙误差。在去除凸凹模明显小于料厚的间隙后，取得合格到底的拉延件及后工序件进行对模具的研配工作。在拉延模的研配过程中，以凸模为基准件，进行凹模型面研配，压料面以凹模压料面为基准，研配压扁圈压料面。在后序的研配过程中重点进行基准件型面的协调和上模型面的研配。在研配过程中，判断的依据是着色率。
　　研配过程影响因素分析
　　模具在制造过程中存在两种状态：一是主机厂对模具的安装使用状态，二是模具制造厂家的制造安装状态。主机厂对模具的安装使用状态包含：模具的安装状态、冲压过程的力量匹配、机床的运行精度和安装精度保证。模具制造厂家的制造安装状态包括：制造过程状态、模具调试状态、调试机床的运行精度和安装精度保证。为达到主机厂冲压过程中制件的合格，同时减少在主机厂调试时的重复工作量，模具制造厂家努力使制造安装状态和主机厂对模具的安装使用状态达到一致。
　　1.对模具安装在冲压机床上的使用状态进行分析
　　（1）模具夹持位置（压板槽位置）和夹持力大小。
　　（2）机床台面平行度状态及台面的平面度状态；机床闭合运动方向精度。
　　（3）机床台面受力后其扰度程度。
　　（4）机床顶杆高度的一致性公差控制与拉延模具的压扁圈强度。
　　（5）模具铸件成形时的受力微变形，受力部位支撑、减轻孔大小对受力扰度所致微变形的影响（在这一点上，模具制造厂经常增加成形力或减小闭合高度来增加着色率）。
　　

　　2.对模具的制造状态进行分析
　　（1）模具铸件时效变形以及存放状态，此问题存在于铸件铸造直到模具一定批量生产后才减弱稳定。
　　（2）模具铸件加工误差，即加工工艺系统误差：装夹误差由夹紧和支撑位置确定，夹紧力作用在模具上，模具产生一定量的微变形，从而产生的加工误差、基准找正误差、刀具磨损误差以及数控机床精度误差X/Y/Z三向误差。
　　（3）精加工前的铸件存放变形对正反面加工的影响：加工过程中切削余量的控制，铸件刚性较差而支撑或夹紧点较少的情况下会产生扰度或跳动误差，决定在实际加工中是否采用垫块支撑。
　　（4）装配误差：单独精加工完成后直接进行装配会存在装配误差，型面在装配完后的整体加工可有效地避免此装配误差缺陷；装配面的精度误差导致的型面误差。
　　（5）热处理变形带来的误差：热处理方式和热处理过程中的应力释放将会给铸件和镶块带来变形。
　　3.模具结构设计的受力状态分析，内容包括：夹紧位置强度和刚性设计；成形时主要和次要受力部位力的传递设计；模座筋的布置和压板槽位置的错开设计，减轻孔大小设计。
　　4.调试拉延制件状态分析，内容包括：拉延制件变薄状态；拉延制件的起皱与开裂等影响制件变薄的缺陷状态。
　　增加研配量存在的问题
　　通过以上各种状态分析，增加研配量的问题存在于以下几方面：
　　1．一致性相关问题
　　（1）加工时的夹持位置与压板槽位置不一致，加工时夹持力与在机床上的夹持力不一致，加工时支撑面和机床上支撑面不一致（模具的平面度将产生影响）。
　　（2）模具整体装配后上下台面平行度与机床上下台面平行度不一致（有时体现在导向精度上）。
　　（3）机床闭合运动方向与模具上下闭合导向方向不一致，可能会使导向擦黑或导向件受损（导向精度误差是基于工艺系统误差和使用状态与加工状态不一致所产生的）。
　　（4）机床上台面模具受力后其扰度（这时其扰度与机床扰度具有一致性）与加工时受力产生的扰度不一致。
　　（5）机床气垫顶杆端面和压扁圈顶杆端面的平行度不一致，气垫运动方向和压扁圈导向方向不一致（这将产生压扁圈受力偏载）。
　　2．可归为独立性的问题
　　（1）压机四角产生的压力不一致，原因：一是与机械式机床的平行度与平面度有关，二是与机床结构有关。
　　（2）铸件时效变形和热处理变形带来的误差。
　　（3）铸件加工的工艺性系统误差，影响铸件加工精度的控制误差（平面度、垂直度和平行度等形位公差）。
　　（4）结构设计对铸件受力的影响，铸件受力后的微变形影响，受力部位支撑、减轻孔大小对受力扰度所致微变形的影响。
　　（5）制件冲压成形工艺性设计对变薄率的影响。
　　解决拉延研配问题需进行的工作
　　通过以上工作的进行与状态分析可以看出，导致问题的因素具有系统性，针对原因的可解决环节（现场冲压环节、装配环节、数控加工环节和技术环节）寻找解决料厚间隙误差的解决办法。其中，技术环节的补偿是消除其他环节中不能解决因素的方法，这个因素因不同制造厂家而不同；对于主机厂状态而言具有共同点，装夹和机床扰度、冲压缺陷及变薄状态（合格状态的拉延件）是恒定因素，解决即可解决大量的研配工作，这一点同样可对应于制造厂家的模具调试冲压状态。
　　在对一致性相关问题和独立问题的分析中，为找到解决问题的方法，需要做以下基础性工作：冲压机床台面平行度、平面度精度调查；冲压机床滑轨运动精度调查；冲压机床上滑块力量分布调查；冲压机床气垫滑轨运动精度调查、力量分布调查及顶杆高度精度调查；数控机床精度加工精度调查，包括X/Y/Z方向精度和旋转角度精度、机床台面精度调查；数控机床刀具磨损量补偿统计。
　　可改善的基础培训工作内容包括：数控加工装夹与冲压机床装夹一致性的保证；数控加工装夹与找正精度的保证；数控机床操作规程、维护保养；数控加工刀具使用规定培训、刀具补偿和精度补偿基本培训；装配精度保证；冲压机床操作规程、维护保养。
　　需要做的研究性工作包括：冲压机床台面受力与扰度变化量分析统计工作；结构设计受力部位支撑、减轻孔大小对受力扰度所致微变形的影响；冲压成形中不均匀变薄率的模拟计算与实际情况的符合性统计工作。
　　解决拉延研配问题的基本方案设计
　　通过前面的分析可知，解决拉延研配问题的解决方案也是系统的，具体包括如下几方面：
　　（1）合理的冲压工艺和成形设计，避免冲压缺陷，确保合格制件；详细产品分析，确定产品关键面的工艺设计保证；确保研配面补偿设计是在回弹扭曲补偿设计之后进行；模具刚度对机床台面受力扰度的补偿设计。
　　（2）恰当的结构设计，确保受力的传递、减轻孔大小和筋的分布设计，装夹位置的设计和其强度和刚度设计；模具整体的刚性（即模具整体刚度）设计，主要是确保上下模的基本高度从而确保模具受力的基本刚度和强度。
　　（3）工艺系统加工误差补偿设计。
　　（4）加工设备和刀具、冲压机床的日常精度维护检查和保养工作。
　　在进行以上处理的同时，并不能排除模具供应商和主机厂冲压设备的不一致性，即在模具交付时，导致在主机厂需要进行模具重新研配。在进行冲压设备的对比误差分析的同时，我们还可以找到交付时减少研配工作量和保证制件品质的前期协商措施。另外，在同样的冲压力和闭合高度的情况下，模具制造厂的模具着色率达到85%以上时，在主机厂研配的工作量通常会降低很多。
　　结语
　　减少模具研配工作量本身是一个系统工作，通过系统整合，最终它能体现模具生产企业的加工精度保障能力、提高效率最终达到趋向自动化生产效率的能力。本文对模具从无到有过程中的重点环节进行了全面的分析，从而寻找影响研配因素，并针对问题采取相应的解决措施，最终总结出了一套提高模具型面研配效率和减少研配工作量的系统方法。
　　

malu

压机和铸件的刚度是关键！

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楼主非常用心