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冲裁模调试过程中问题分析
文/李少飞
【摘要】阐述了冲裁模调试内容，对调试过程中出现的毛刺、变形、分离不彻底、带料及废料不下滑等问题进行了研究，分析问题产生原因及处理方法。
关键词：冲裁模；调试；毛刺；废料
1 引言
冲裁是利用模具在压力机上使板料分离的一种冲压工艺，包括切断、落料、冲孔、修边、切口等多种工序。一般来说冲裁模主要是指落料模和修边冲孔模，冲裁模结构如图1所示。
图1 冲裁模结构
1-压料芯；2-废料刀；3-下模；4-制件；5-上模凸模
2 冲裁模调试
2.1 模具调试目的
发现模具设计及制造中存在的问题，以便对设计、加工与装配中的工艺缺陷加以改进和修正，并排除影响生产、安全、质量和操作的各种不利因素，从而制造出合格的制件。
2.2 冲裁模调试技术要求
冲裁模调试技术要求如表1所示。
冲压件的毛刺高度允许值如表2所示。
表1 冲裁模调试技术要求
| 序号 |
项目 |
技术要求 |
1 |
模具外观 |
冲裁模调试前，应对模具外观质量及空载检验，合格后才能进行试模，其检验方法应按照冲模技术要求进行检验。 |
2 |
试模材料 |
试冲材料必须经过检验，其性能及尺寸需符合技术协议的规定要求，冲裁模允许用材料相近、厚度相同的材料代用。 |
3 |
试冲设备 |
试冲设备必须符合工艺规定，设备精度必须符合要求。 |
4 |
冲压件质量 |
冲压件断面应均匀，不允许有夹层及局部脱落和裂纹现象，冲压件毛刺不得超过规定数值（见表2）。 |
表2 冲压件的毛刺高度允许值（mm）
精度等级/
材料厚度 |
F |
M |
G |
≤0.3 |
≤0.03 |
≤0.05 |
≤0.07 |
>0.3~0.5 |
≤0.04 |
≤0.06 |
≤0.08 |
>0.5~1.0 |
≤0.05 |
≤0.08 |
≤0.12 |
>1.0~1.5 |
≤0.06 |
≤0.12 |
≤0.18 |
>1.5~2.5 |
≤0.08 |
≤0.16 |
≤0.32 |
>2.5~4.0 |
≤0.25 |
≤0.37 |
≤0.50 |
2.3 冲裁模调试要点
冲裁模调试要点如表3所示。
表3 冲裁模调试要点
| 序号 |
项目 |
调试要点 |
1 |
凹凸模刃口刃入量及间隙调整 |
（1）冲裁模的上、下模要吻合，应保证凸模与凹模刃口相互咬合，刃入量要适中，一般刃入量取2~4mm，以冲裁出合适的零件为准，依靠调节压力机连杆长度来实现。
（2）凸、凹模间隙要均匀，对于有导向的冲裁模，需保证导向件运动顺利而无发涩现象即可保证间隙值；对于无导向冲模，可以用塞尺在压机上调整，直到凸、凹模刃口间隙互相对中且间隙均匀后方可进行试冲。 |
2 |
定位装置调整 |
冲裁模定位件形状，应与前工序形状相吻合。在调整时应充分保证其定位的稳定性，检查定位销、定位块、定位杆定位时是否稳定。 |
3 |
废料滑落调整 |
卸料板形状与冲压件符型，且保证卸料板行程足够；上模顶出销设置在废料区，保证弹力足够大；凹模刃口无倒锥以便于卸件；滑料板角度满足设计要求（一级滑料板≥25°，二级滑料板≥15°）；废料滑料顺畅，保证废料一件一滑，冲孔积料不许超过3片。 |
3 冲裁模调试过程中问题分析
冲裁模调试过程中存在的问题类型如表4所示。
表4 冲裁模调试过程中问题分析
| 序号 |
问题类型 |
产生原因 |
1 |
制件毛刺 |
修边刃口崩刃、修边间隙不合适、工艺排布不合理。 |
2 |
制件变形 |
压料芯压料力不足、压料芯距修边线距离过大、修边间隙不合理。 |
3 |
分离不彻底 |
修边接刀不齐、闭合高度不够、废料刀高度不够、修边间隙不合理。 |
4 |
修边带料 |
压料芯受力不均、压料芯退料力不够、制件变形。 |
5 |
废料不下滑 |
废料刀设计不合理、废料口空间小、滑料板角度小。 |
3.1 制件毛刺
判定标准：
（1）A类缺陷为装配面上的粗毛刺（大于料厚的50%）。
（2）B类缺陷为非装配面上的粗毛刺。
（3）C类缺陷为中等或小毛刺（为冲压件料厚的25%～45%）。
处理方法：
（1）修边刃口崩刃：模具热处理达不到要求及刃口间隙不合适，导致模具刃口寿命降低，出现崩刃、损伤等现象，对崩刃处进行补焊并打磨，上机研配调整间隙并保证刃口垂直度。
（2）修边间隙不合适：凹、凸模刃口间隙（见图2）过大或过小，冲压件断面质量都会变差，理论间隙合理值应为5%~8%的料厚，实际工作中，钳工一般根据经验来判断间隙的大小，修边间隙小的进行打磨，间隙大的进行补焊，然后进行研配，间隙取在凹模上。
图2 凸、凹模间隙示意图
（3）工艺排布不合理：工艺设计时要尽量避免出现立切修边的结构，如必须使用立切修边，立切角度θ可参照表5所示。
表5 θ角选取
| t/mm |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
1.8 |
2.0 |
θ°≥ |
5.7 |
8.0 |
9.2 |
10.3 |
11.5 |
13.9 |
16.2 |
18.6 |
21.1 |
23.5 |
如立切角度θ角不满足表5要求，需改造凹模刃口，此外应注意检查压件器行程是否满足最大立切工作行程的要求。
3.2 制件变形
处理方法：
（1）压料芯压料力不足：压料力根据制件料厚、形状不同而变化，一般为冲裁力5%~20%，实际生产中，根据制件料厚及形状复杂程度选取合适的压料力。
（2）压料芯距修边线距离过大：压料芯距修边线距离理论值为0.5mm，直边修边选取0.5~1.0mm，拐角处修边在2mm左右。
（3）修边间隙不合理：合理选取修边间隙。
3.3 分离不彻底
处理方法：
（1）修边接刀不齐：接刀处一般采用圆弧进行过度，因为送料误差很可能由于重切而产生毛刺，工艺缺口处建议用方形，使交接点直角交切，最不易产生毛刺。
（2）闭合高度不够：一般发生在调试阶段，由于模具状态不稳定，需要多次调试确定合适的闭合高度。
（3）废料刀高度不够：废料刀高度过低，导致修边时出现上下刀口接触不良，可补焊废料刀或者增加废料刀的安装座的高度。
（4）修边间隙不合理：合理选取修边间隙。
3.4 修边带料
处理方法：
（1）压料芯受力不均：可能是由于导向不正导致的，可调整导板与导滑面间隙使压料芯受力均匀，保证压料芯与凹模刃口间隙，一般值为0.5mm；同时为保证修边质量，要求修边刃口剪切前先对制件进行预压紧，压料芯预压紧行程≥10mm。
（2）压料芯退料力不够：可更换弹力较大的弹性元件，退料力根据制件板厚、形状的不同而变化，一般为冲裁力的4%～20%，冲裁力与修边长度、料厚和材料剪切强度成正比。
（3）制件变形：由于模具研合不到位导致制件变形，可对模具进行研合，解决制件变形问题，必要时增加弹顶销（在废料区域），将制件顶出压料芯。
3.5 废料不下滑
生产过程中，废料的处理至关重要，直接影响生产效率，也可能因废料无法排出导致模具损坏，存在较高的安全隐患。
处理方法：
（1）废料刀设计不合理：
①废料刀布置优先考虑刃口方向相同，若刃口相对，则刃口角度设计为开口形式并增加强制卸料部件（见图3）；
②考虑废料刀布置位置，废料的形状不能为U形（对于特殊形状的制件工艺设计时进行确认），废料对角线长度不大于600mm；
③废料滑道设置方向需与废料滑出方向一致，便于排料顺畅；
④修边废料一件一滑，冲孔积料不许超过3片。
图3 增加强制卸料部件
（2）废料口空间小：废料滑落过程中确保排料顺畅，在不影响模具强度的条件下，尽量增大废料口空间。
（3）滑料板角度小：滑料板角度设置，一级滑料板滑料角度不小于25°，当滑料角度小于20°时，滑料板上增加滤油网板，二级滑料板滑料角度不小于15°。
4 结论
本文分析的问题是冲压制件生产过程中常见的问题，制件毛刺和变形影响制件的品质，制件与废料分离不彻底、修边带料、废料不下滑影响制件的生产效率。通过分析和研究，在设计阶段和调试过程中针对不同的问题制定相应的对策，提高制件的品质和生产效率。
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