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汽车覆盖件模具封窗状态与非封窗状态切换问题研究

汽车覆盖件模具在设计开发时,为了应对市场对各种车型状态和配置的需求,需要一套模具同时能兼容生产多种零件,这样的模具设计能提高生产效率,降低模具制造成本。

常见的有封窗状态和非封窗状态之间的切换如图1 所示。在实际生产过程中,由于受库存和生产计划的影响,一种状态的零件生产库存不能太多,而且两种状态的零件穿插生产,造成频繁的模具切换。在封窗和非封窗模具状态切换中,会出现封窗零件定位不准确、封窗零件表面质量差、操作者容易错装、漏装模具零件、模具零部件位置偏移、模具状态不清等问题。本文通过分析问题产生的原因,采取合理措施保证模具切换状态生产时的零件质量。

封窗零件定位不准确问题

车门结构的模具通常会将零件的定位器设置在窗框内,通过定位器卡住零件窗框边缘,这样能有效起到定位作用,防止在放料过程中零件偏移。非封窗模具切换到封窗状态生产时,由于零件窗口位置原来的定位要拆掉,零件在模腔中只能靠型面定位。生产中节拍较快,零件经常出现放料不到位、定位不准确的问题,轻则造成零件不合格,严重的会造成零件报废。

在封窗车门生产中怎么保证零件精确定位,决定着零件的质量好坏。下面以某车型的尾门外板为例,说明该类问题的解决方法。该零件无法通过产品的轮廓型面进行定位,因为在OP40 模具窗框的上部设置有斜楔无法安装定位器,如图2 所示。封窗零件受窗框重力影响,在自动化生产过程中经常发生整体向上部偏移问题,造成零件放料不到位,翻边卷边,零件报废。为了解决这个问题,必须控制零件的定位。通过验证采取了以下措施。

⑴通过分析,在模具上无法增加定位器,为了减少零件在放料时产生偏移,必须采取其他办法。通过测量发现该零件机械手放料点距离模具型面有40mm高度,零件在放下时由于重力作用会向前端偏移,模具前端又没有定位器,所以零件定位会不准确。通过更改自动化路径的放料点位置,从40mm 改为20mm,降低放料点位置,使零件基本贴合模具型面放下,使零件放料更稳。

⑵由于自动化生产节拍较快,每分钟有10 冲次,机械手端拾器上的吸盘如果吸不紧零件,零件在传输过程中会和吸盘产生滑移,导致放料不准确。针对这种情况,对该零件的端拾器吸盘进行更换,由双层吸盘更换为吸力更大的单层吸盘,如图3 所示。以上2个措施实施后,生产验证2000 个零件,没有出现零件放料不到位的问题,问题得以解决。

封窗零件表面质量差问题

模具从常规零件状态切换至封窗零件状态后,产品的窗框内部会出现不同程度的压伤缺陷,如图4 所示。这种压伤缺陷是压料板局部凸起造成的,压料板的局部凸起是用于常规状态修边和翻边等工序的压料。封窗零件的窗口位置属于A 区,质量要求比较高,不能有任何的压伤、凹凸等问题。因此,必须解决封窗状态零件压伤问题,这样模具才能兼顾生产封窗和常规状态零件。

解决这个问题的方法:在零件正反面用毛刷均匀涂上一层蓝油(厚度通常在0.03mm 左右),在试模压力机上按照正常生产参数进行一次试压,通过观察试压后的零件和模具的压料板上蓝油着色情况,来判断零件与模具型面是否完全相匹配。随后将零件正反两面都发白处进行适当打磨,并用油石和砂纸抛光。随后再次重复以上步骤,直至蓝油着色均匀无明显的发白即可。要保证着色表面平整,通常切边和冲孔工艺着色宽度在20mm 为宜,翻边工艺着色在30mm 为宜。整形工艺需要考虑零件的形变量、压料力以及产品表面质量等因素,通常会比切边和翻边压料面着色宽度大。均匀的蓝油着色则说明压料板与零件各处间隙均匀,才能使压料力均匀分散在整个着色面,生产封窗状态的零件就不会被压料板局部压伤,同时对常规状态零件起到良好的压料作用。

操作者容易错装和漏装模具零件

在进行封窗和常规状态切换过程中,需要对模具结构和镶块进行拆装作业,有很多模具镶块和螺钉比较相似,容易出现错装漏装等问题。模具一旦生产,如果有错装漏装则生产的零件质量就会不合格,严重的可能把模具压坏。为了保证每次模具拆装正确,采取了以下措施。

⑴最好的办法就是在模具上设置防错,可以采取在模具镶块上做标识,打编号等措施如图6 所示。人员在安装时通过观察这些标识和编号就能很好的做到对号入座回装。另外,在模具设计开发阶段,把模具镶块安装的防错落实到模具制造过程,这样就可以从早期预防这种问题,做到最优设计。

⑵对有状态切换的模具编制标准化作业文件防止错漏装,把模具状态切换的步骤和流程写清楚,把容易装错、漏装的镶块重点描述,作为工作要点讲解。标准化文件编制好后培训操作人员,让每个员工都清楚作业内容,这也是一种避免模具镶块装错的方法。

模具零部件位置偏移

在模具状态切换过程中,长期的频繁拆装模具零部件会加剧零部件的磨损。在回装零部件时位置就会发生偏移,也影响到产品质量和模具寿命。为了保证模具的稳定性,在模具镶块上要设置定位销如图7 所示,在一些较大模具镶块上,还安装有定位键或者导向装置,如图8 所示,保证模具镶块安装的精度。

每次拆模具镶块时,对拆下的螺钉、销钉要做好检查,分类存放,发现有磨损、裂纹、滑牙等问题要及时更换,保证模具安装定位的准确可靠。同时,对拆下的模具镶块做好保护,不要磕碰到模具刀口。在装模具镶块时,首先清洁上下表面,防止有灰尘和杂物粘在镶块上,以免影响安装精度。按照防错标识安装镶块,防止装错位置。然后打进销钉,最后拧紧螺钉,防止螺钉松动脱落。

模具状态不清问题

模具在生产完封窗状态后,从生产线吊运到模修区域要把拆掉的镶块安装上去,有时安装工作当班次没有做完,跨班次继续开展。如果工作交接没有做好,存在模具镶块没有全部安装上去,模具状态不清楚的问题,导致模具再次生产时还是封窗状态,给生产线造成停线风险。为了解决这个问题,车间开发了模具状态跟踪软件。每次模具拆装后,当班次在软件上记录模具的状态,软件会记录最新更新的时间,操作人是谁,操作者使用密码登录,其他人无法更改数据。这样,另外一个班次人员上班首先查看软件中模具的状态,根据软件记录就很清楚模具最新的状态,防止因模具状态不清导致的生产换模停线。

结束语

通过对汽车覆盖件模具状态切换问题的研究,分析问题产生的原因,采取了相应的措施避免问题再次发生,延长模具使用寿命,降低模具维修成本。积累模具状态切换问题解决的经验,为后续汽车覆盖件模具开发提供帮助,避免设计不当而使模具状态切换产生问题。


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