修邊的案例
沖壓件廠對修邊模具缺陷的詳解
修邊模就是特殊的沖裁模，與一般沖孔、落料模的主要區別是：所要修邊的沖壓件形狀復雜，模具分離刃口所在的位置可能是任意的空間曲面；沖壓件通常存在不同程度的彈性變形；分離過程通常存在較大的側向壓力等。因此，進行模具設計時，在工藝上和模具結構上應考慮沖壓方向、制件定位、模具導正、廢料的排除、沖壓件的取出、側向力的平衡等問題。
修邊模具作用是將拉伸板件沿工藝曲線進行剪裁，得到需要的料邊尺寸，修邊模在制作過程中基準模要做到位 ，若板件未研合到位，出現板件反彈，板件變形等各種問題。
修邊模具造成的缺陷主要表現為：
1.毛刺：指板料沖裁時留在沖壓成品件斷面口上的尖角，毛刺是板料分離時必定產生的，不能消除，只能減小，故沖壓件毛刺缺陷有一定的接受原則，即：長度不超過料厚的1/3，且不影響本工序、下工序及最終使用者的安全。毛刺產生原因：修邊刀塊崩刃；凸、凹模刃口間隙大；凸、凹模刃口間隙小以及立刃修邊等。
2.修邊、沖孔變形：該缺陷表現形式為修邊、沖孔完畢后修邊翹邊、孔變形等，主要原因分析如下：壓料芯的壓料力不足；壓料芯距修邊線距離過大；刃口損傷或間隙不合理。
3.廢料不下滑：修邊模廢料的處理非常重要，往往會因為廢料無法排出和排出困難導致模具損壞、生產效率低，并存在較高的安全隱患。
而產生上述問題的原因不外乎以下幾種：廢料刀設計不合理；滑料板坡度小；廢料刀背空小；與模具其他部件干涉，比如模具安裝螺絲是否在滑料方向上。
4.料渣硌傷：硌傷問題是由于模具修邊時產生料渣隨制件帶入后序導致制件硌傷，硌傷頻次高，嚴重影響制件品質和生產效率，硌傷嚴重需要鈑金返工，引起后序顧客的極大抱怨，并增加成產成本，降低了整車的市場競爭力。
展開 如何預防精密沖壓模具修邊掉鐵屑現象
沖壓模具修邊時一般都會存在掉鐵屑現象，尤其是下模廢料刀周圍最為嚴重。掉鐵屑不僅嚴重影響了產品質量和模具外觀的清潔度，還降低了生產效率。
防止此現象的發生,我們可以采取以下預防減少鐵屑的措施:
1. 刃口間隙的合理化
板件不符形和刃口間隙不合理采取的措施是用OP10拉延板件扣研修邊模具各部位型面，同時上下刃口間隙修配及對吃入深度進行調整。
2. 修邊工藝優化
立刃修邊時，為提高斷面質量和刃口壽命，可采用以下三個措施：（1）修邊上刃口圓角應比被修邊件圓角大3mm，這樣能確保上下模完全閉合時，修邊刃口切入1-3mm，并緩慢過渡。（2）上模修邊刃口立邊與修邊件立邊呈10°夾角。（3）盡可能安裝導向塊來消除刃口所受的側向力。
3. 廢料刀布置及結構優化
（1） 在廢料輸送設備及模具結構排料允許的尺寸的前提下，可以最大化的減少廢料刀的排布，如上海大眾廢料刀標準中就明確說明廢料刀盡量避免。（2） 廢料刀結構的優化。兩相比較，其實韓國的廢料刀只是有兩點不同：一是刃口部分只留5mm左右的平面，其它全部打成斜面，這樣有鐵屑也不會堆積。二是在可能鐵屑被帶入到模腔的部位，廢料刀用的都是鍛件，而非鑄件。
4. 旋轉廢料刀
傳統的廢料刀難以實現修邊與廢料切斷相分開，特別是在廢料刀與修邊刃口交接部分，此處是最容易產生修邊鐵屑的地方。上海大眾就要求對于覆蓋件廢料刀必須用旋轉廢料刀，此種廢料刀能實現修邊與廢料切斷兩動作的分離，可以很大程度上的減少鐵屑的產生。
結構說明：（1） 螺栓中心點的位置必須高于起始點。（2） 兩個杠桿臂之比應為L1 : L2=1 : 1。（3）擺動刀片裝置應在旋轉點中心線上方離空5mm，角度X應比擺刀旋轉角度Y大2°。
5.
展開 車身覆蓋件修邊模正側交刀結構研究
基于大量的修邊接刀毛刺問題，詳細論述、計算、分析了覆蓋件修沖模具正側交刀結構的優缺點，提出正側交刀設計原則和正確設計交刀沖壓工藝的四要素，詳細列舉論述三類正確交刀設計案例。正確設計交刀工藝、慎重選擇正側交刀結構，從而規避毛刺及其不合理刃帶的不可再修性。精益設計、精準制造，讓模具交付更快速、使用維護更容易。
曾經一段時間，國內主流模具廠流傳，“沒有毛刺就沒有沖壓件”。從某種意義來講，修邊毛刺是沖壓生產主要缺陷之一，克服起來，比較困難。二十多年來，國內無數工程師孜孜不倦研究修邊間隙、刃口材料、數銑程序、刀塊基面、熱處理、導向精度、刃帶表面粗糙度等，使模具修邊質量有了很大的提高。但是，對于正側交刀來講，結構比較復雜，交疊不慎，修邊毛刺揮之不去。
車身覆蓋件修沖模常用正側交刀結構，實現一序修切干凈，效率較高。為了修邊線連續、光順，正側交刀必然設置重疊段。現實中，不知何時開始，絕大多數修邊重疊帶刃口棱線下虛空。刃口棱線稍有磨損，修邊間隙增大，不能持續、穩定大批量修切。修邊后工件修邊毛刺如圖1 所示。
圖1 修邊后工件修邊毛刺
如果不解決正側修邊重疊帶虛空缺陷，就不能實現正常修邊。這種修邊，不僅工件毛刺大，更重要的是刃帶強度低，難以承受量產化修沖沖擊；另外，刃帶可修復性極差，難修復、修復后不可持久。
正側交刀使用場景
近年來，為節約成本，主機廠竭力壓縮沖壓工序數，以降低設備臺時及人工費用；再者，一些沖壓生產線壓機臺數鎖定，迫使模具開發商濃縮工序，集中一序修切。就算設計階段實現了“合同”意圖，開發前期大家似乎相安無事，實則隱藏一個不可能消除的隱患——毛刺。到了交付驗收階段，修邊毛刺形影不離，以致于將就沖壓生產，質量久久不被認可。
展開 沖壓件中覆蓋件拉深、修邊和翻邊工序間的關系
沖壓件中覆蓋件成形各工序間不是相互獨立而是相互關聯的，在確定沖壓件中覆蓋件沖壓方向和加入工藝補充部分時，還要考慮修邊、翻邊時工件的定位以及各工件的其他相互關系等問題。拉深沖壓件在修邊工序中的定位有三種。
1、用拉深沖壓件的側壁形狀定位。該方法用于空間曲面變化較大的覆蓋件。由于一般凸模定位裝置高出送料線，操作不如凹模定位方便，所以盡量采用外表面側壁定位。
2、用拉深筋形狀定位。該方法用于一般空間曲面變化較小的淺拉深五金沖壓件，優點是方便、可靠和安全，缺點是由于考慮定位塊結構尺寸、修邊凹模鑲塊強度、凸模對拉深毛坯的拉深條件、定位穩定和可靠等因素而增加了工藝補充部分的材料消耗。
3、用拉深時沖或穿制的工藝孔定位。該方法用于不能用前述兩種方法定位時的定位，優點是定位準確、可靠，缺點是操作時工藝孔不易套入定位銷，且增加了拉深模的設計制造難度，應盡量少用。要使定位穩定可靠，必須用兩個工藝孔，且孔距越遠定位越可靠。工藝孔一般布置在工藝補充面上，并在后續工序中切掉。
修邊件在翻邊工序中的定位，一般用沖壓件的外形、側壁或覆蓋件本身的孔定位。此外，還要考慮工件進出料的方向和方式、修邊廢料的排除、各工件在沖模中的位置等;
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汽車沖壓件修邊和沖孔時往上帶料是怎么回事
汽車沖壓件修邊和沖孔時往上帶料的主要原因是：修邊或沖孔時模具的壓較裝置出現異常所致。其解決辦法有：
1.根據制件帶的部位找出模具的相應部分；
2.檢查模具壓卸料板是否存大異常；
3.對壓料板相應部位進行補焊；
4.結合制件將焊補部位進行修順，具體到型面與工序件配制；
5.修復完后需要再試沖；
6.如果檢查發現并非模具壓卸料板的問題，可以檢查模具的刀塊是否有拉毛現象。
2018主流沖壓分析軟件綜合評測-拉延&修邊&回彈
2012年筆者寫過一篇《三大沖壓仿真軟件AutoForm/DynaForm/PAM-STAMP綜合對比》評測文章，時間飛逝，轉眼6年時間過去，目前中國市場三分天下的沖壓分析軟件已經基本是AutoForm獨大，DynaForm緊隨其后，PAM-STAMP在中國已經基本銷聲匿跡，其他的軟件已經很難再起風云；此次測試僅針對最常用的拉延、修邊、回彈功能，其他功能暫未涉及；
目前各軟件已發布最新版本：AutoForm R7、DynaForm 5.9.4、PAM-STAMP 2017；
測試用軟件版本：AutoFormR7 、DynaForm5.9.3(LS-DYNA R9.2.0) 、PAM-STAMP 2017；
測試硬件：HP Z820 參與計算CPU數目:8
測試用算例：NUMISHEET 2015 BM1
材料參數：AL6111-T4（各軟件內置，可能部分參數不完全一致），
板材厚度：0.9mm，壓邊力：1314KN
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展開 車身覆蓋件坯料尺寸消減的實踐經驗
對于修邊模具，零件形狀截面垂直于修邊刃口的運動方向（在理想狀態下），可以顯著減少修邊毛刺。雖然由于各個模具廠家的設計標準不盡相同，但是整體上修邊角度θ 需要控制在一定的范圍內（參考θ ≤ 15°）。為了保證這一修邊角度符合設計要求，拉延工序的形狀面外需要預留修邊過渡區域。
圖4 階形修邊刃口示意圖
階形修邊刃口是在下模刃口上加工出一個很小的臺階面，如圖4 所示。這種結構的修邊角度δ 可以超出通常的模具設計標準要求( 參考θ ≤ 15° )，使通常拉延工序件的修邊預留區得以消減。對于那些需要設定修邊預留區的情況，這種修邊刃口可以在沖壓件的坯料尺寸上節省材料約4mm（由于模具設計標準不同該數據僅供參考），如圖5 所示。通過生產經驗總結，這種階形修邊刃口并沒有出現修邊毛刺多發而引起返修率增高的情況。
圖5 階形修邊刃口使坯料尺寸消減示意圖
實施對策三
提高拉延工序材料流入的穩定性并提高投料的定位精度，消減拉延筋外坯料尺寸（即圖1 所示的⑤位置處）。
由于拉延工序材料流動的不穩定性，以及坯料投入到拉延模具上時定位的不穩定性，在拉延工序件的拉延筋外通常會預留一定的余量。這個余量通常單邊為10 ～ 20mm（方形拉延筋余量會偏小，半圓形拉延筋會偏大，這里數據供參考），如果考慮到坯料寬幅和進料兩個方向四條邊的情況，筋外的余量是非常巨大的成本損失，如圖6 所示。在生產穩定的前提下盡量消減筋外的余量，對消減坯料尺寸是非常重要的。
圖6 消減拉延筋外坯料尺寸示意圖
拉延筋外坯料尺寸消減需要在提高拉延工序和坯料定位穩定性的前提下展開。如果用關聯圖分析，會關聯到沖壓材料、沖壓模具、沖壓機床、自動化設備等各方面的設計企劃和生產管理。從現在生產實際來看，沖壓零件的拉延筋外余量是一個漸變穩定的過程，可以在風險預知的情況下采取拉延筋外尺寸消減的對策。
展開 高端汽車沖壓、拉延件各參數確定，一文帶你全方位了解
拉延件與修邊件、翻邊件的關系
在擬定拉延件沖壓工藝時還必須考慮到拉延以后與修邊、翻邊等工序的關系。這主要表現在覆蓋件加工工藝補充部分時要考慮修邊時的修邊方向，修邊、翻邊時工序件的定位和拉延件、修邊件和翻邊件沖壓方面的相互關系上。
覆蓋件的展開：
覆蓋件在拉延模的位置確定以后，其次就是如何將覆蓋件展開，使之不但能夠便于拉延，而且拉延以后能夠便于修邊、翻邊等。
翻邊線就是主模型輪廓線，覆蓋件展開就是將翻邊開展，再加上必須的工藝補充部分構成一個拉延件。翻邊展開時必須考慮修邊方向，修邊方向有垂直、水平和傾斜修之分。
凡是能夠垂直修邊的，應盡可能垂直修邊，這樣的修邊線結構簡單，工藝補充部分少，但也應考慮到修邊以后的翻邊。
拉延件在修邊中和修邊以后的定位：
拉延件在修邊中和修邊以后的定位必須在確定拉延件時考慮。
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拉延件與修邊件、翻邊件的關系
在擬定拉延件沖壓工藝時還必須考慮到拉延以后與修邊、翻邊等工序的關系。這主要表現在覆蓋件加工工藝補充部分時要考慮修邊時的修邊方向，修邊、翻邊時工序件的定位和拉延件、修邊件和翻邊件沖壓方面的相互關系上。
覆蓋件的展開：
覆蓋件在拉延模的位置確定以后，其次就是如何將覆蓋件展開，使之不但能夠便于拉延，而且拉延以后能夠便于修邊、翻邊等。
翻邊線就是主模型輪廓線，覆蓋件展開就是將翻邊開展，再加上必須的工藝補充部分構成一個拉延件。翻邊展開時必須考慮修邊方向，修邊方向有垂直、水平和傾斜修之分。
凡是能夠垂直修邊的，應盡可能垂直修邊，這樣的修邊線結構簡單，工藝補充部分少，但也應考慮到修邊以后的翻邊。
拉延件在修邊中和修邊以后的定位：
拉延件在修邊中和修邊以后的定位必須在確定拉延件時考慮。
展開 在汽車模具設計中，關于中型沖壓件在多工位模具上的應用，你了解了多少呢？
第三，上模繼續下行，在閉合前30mm，修邊工位和沖孔工位的壓芯同時接觸下模板件，開始壓料，其中修邊工位13個彈簧，沖孔工位10個彈簧，型號均為SWM-50-125，這段行程內修邊工位受力比沖孔工位受力大30%，模具靠導板和導柱綜合導向，通過模座傳力，模具導板克服這部分偏載。
第四，上模繼續下行，在閉合前7mm，修邊工位上模刀塊與板件開始接觸，修邊開始，閉合前3mm，沖孔工位沖頭開始接觸板件，沖孔開始，其中，修邊工位修邊線總長度為2168mm，理論壓料力為30.4kN[1]，沖孔工位孔邊線總長度為1424mm，理論壓料力為19.9kN，在修邊開始的4mm內，沖孔工位沒有開始工作，為減小偏載，修邊工位的上下模刀口采取波浪刃口，以降低整體偏載力，在到底之前的3mm以內，修邊工序完成剩余修邊以及廢料切斷，同時沖孔工位完成沖孔，并在到底的最后行程內，整形工位完成制件的鐓死。
第五，在到底前的最后7mm以內，模具行程設計盡量降低工作力的不均衡，依靠模具四角的沖裁緩沖塊（部件12）降低沖擊力，同時依靠模具導板克服剩余的少量偏載，并依靠導柱精確導向保證沖壓精度，這種沖孔排在沖裁后段的行程分布，理論上使沖裁最后的行程內偏載消除，有利于提高模具沖頭壽命和使用壓力機的壽命[2]。
第六，在模具到底之后，一個沖次的沖壓內容全部完成，接下來，隨著上模的向上運動，修邊工位壓芯和沖孔工位壓芯分別依靠各自彈簧卸料，完成卸料后，模具反向向上運動到壓力機上死點停止，操作人員將工序件分別移位到下一工位之后，重復進行下一沖次操作。
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第四，上模繼續下行，在閉合前7mm，修邊工位上模刀塊與板件開始接觸，修邊開始，閉合前3mm，沖孔工位沖頭開始接觸板件，沖孔開始，其中，修邊工位修邊線總長度為2168mm，理論壓料力為30.4kN[1]，沖孔工位孔邊線總長度為1424mm，理論壓料力為19.9kN，在修邊開始的4mm內，沖孔工位沒有開始工作，為減小偏載，修邊工位的上下模刀口采取波浪刃口，以降低整體偏載力，在到底之前的3mm以內，修邊工序完成剩余修邊以及廢料切斷，同時沖孔工位完成沖孔，并在到底的最后行程內，整形工位完成制件的鐓死。
第五，在到底前的最后7mm以內，模具行程設計盡量降低工作力的不均衡，依靠模具四角的沖裁緩沖塊（部件12）降低沖擊力，同時依靠模具導板克服剩余的少量偏載，并依靠導柱精確導向保證沖壓精度，這種沖孔排在沖裁后段的行程分布，理論上使沖裁最后的行程內偏載消除，有利于提高模具沖頭壽命和使用壓力機的壽命[2]。
第六，在模具到底之后，一個沖次的沖壓內容全部完成，接下來，隨著上模的向上運動，修邊工位壓芯和沖孔工位壓芯分別依靠各自彈簧卸料，完成卸料后，模具反向向上運動到壓力機上死點停止，操作人員將工序件分別移位到下一工位之后，重復進行下一沖次操作。
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基于Adams的汽車發動機蓋外板二次切斷廢料滑落研究
自動化生產對修邊沖孔類模具的要求：①所有沖裁廢料必須滑出沖壓機床臺面并滑到廢料收集系統內，這就要求模具沖裁的廢料滑出要順暢可靠，一旦廢料堆積必須停止生產，如果沒有及時發現廢料堆積可能會損壞模具；②無鐵屑產生，否則造成外板質量缺陷必須停止生產，進行修模及模具的清潔，降低了生產效率。現介紹一種自動化生產的汽車發動機蓋外板修邊工序的工藝及廢料滑落模擬的應用。
1
工藝方案設計
01
原工藝方案設計
（a）工序①
（b）工序②
（c）工序③
（d）工序④
圖1 原工藝方案
圖1所示為某轎車發動機蓋外板，材料DC53D+ZF45/45-FD，料厚0.7mm，外形尺寸1630mm×820mm×80mm，屬于大型車身外覆蓋件，自動化生產，廢料對角線長度要求小于450mm。沖壓工序依次為：①拉深；②修邊、側修邊、沖孔；③側翻邊；④切角、翻邊、側翻邊。
02
原工藝修邊方案分析
原工藝修邊方案見圖1（b），采用全周修邊，送料方向前后側共6把廢料刀，原工藝修邊方案雖然具有修邊模具結構簡單、外形尺寸小等優點，但送料方向前后側廢料刀周圍會出現掉鐵屑的情況，影響成形零件的質量和模具外觀的清潔度，同時降低了生產效率，并且廢料切刀處廢料為撕裂狀態易產生毛刺，操作時存在刮傷板件外表面的隱患。為改變原工藝方案存在的不足，決定采用廢料二次切斷的新工藝，如圖2所示。
展開 【精沖技術專輯】薄壁厚板零件精沖工藝與模具設計
修邊模結構設計
為了保證復合精沖模具結構強度及壽命，零件局部增加了5mm的壁厚，一次修邊沒有辦法得到比較好的沖裁剪切面，我們需要進行兩次修邊，一次修邊后留下余量0.15mm，進行二次修邊得到成品。一、二次修邊模具結構簡圖如圖7所示。
該模具在60t沖床上使用，其工作過程如下：
⑴將前工序沖孔后工件放在凹模上，由凹模上口進行初定位。
圖7 修邊模具結構簡圖
1-模柄 2-上模座 3-導套 4-上模墊板 5-凸模固定板6-方孔定位銷7-凸模 8-限位擋塊 9-凹模10-下模墊板 11-下模座 12-導柱
⑵啟動沖床使其滑塊下行，方孔定位銷向下行走，穿入零件方孔，防止方孔變形，滑塊繼續下行，通過凸模與凹模對零件進行修邊。
⑶沖床滑塊上行后，工件在方孔與方孔定位銷的摩擦力小于工件與凹模的型腔摩擦力，工件留在凹模內，廢料用氣槍從凹模刃口吹出。
⑷通過往復工作，上次修邊制品從凹模型腔依次頂出到沖床工作臺板。
修邊模設計要點：
⑴必須設計限位擋塊及方孔定位銷，防止在修邊過程中方孔產生變形，造成產品不合格。
⑵凸、凹模裝配單面間隙為0.05mm。
⑶方孔定位銷的長度高出凸模t+3mm(t為零件厚度)，前端3～4mm做出一定錐度，便于導入方孔。
結束語
經生產實踐驗證，通過復合精沖與兩次修邊，所得互鎖板能滿足產品使用性能要求及生產數量需求。對于類似的薄壁厚板精沖件的生產具有一定的參考價值。
作者簡介 肖振沿，技術部部長，助理工程師，主要從事精沖模具設計與精沖件生產工藝方案實施，參與申請專利2項，其中一項發明專利，一項實用新型專利，實用新型專利已授權，參與修訂一項行業標準。
《薄壁厚板零件精沖工藝與模具設計》摘自《鍛造與沖壓》雜志第20期
展開 基于光電傳感器的模具廢料監測系統設計 附基于ADMAS 動力總成28工況計算下載
因為廢料滑落需要時間，上模完成修邊上升一段距離后，廢料才會掉入廢料坑，所以光電傳感器需設置延時功能，即上模完成修邊上升3~5 s以后，光電傳感器才將廢料狀態信號傳給設備。
4 結束語
采用光電傳感器建立的廢料狀態監測系統可監測到沖模廢料狀態，解決了目前難以提前發現的模具中廢料堵塞問題，減少了模具因為堵料造成刀口崩刃的維修成本，避免在線維修模具導致的停機，目前該監測系統已在多副模具上實施。
下載地址：基于ADMAS 動力總成28工況計算
壓鑄模具DWG圖
壓鑄模具DWG圖
拉伸修邊翻邊模[1].part01.rar
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拉伸修邊翻邊模[1].part03.rar
拉伸修邊翻邊模[1].part04.rar
拉伸修邊翻邊模[1].part05.rar
