背景及意義

沖壓模具在批量化生產(chǎn)時(shí)，板料與模具上、下表面接觸不斷摩擦產(chǎn)生熱量，熱量不能夠及時(shí)排出致使模具表面溫度不斷增高，模具產(chǎn)生變形，上下模間隙變小，零件成形時(shí)材料流動(dòng)阻力變大，產(chǎn)品易發(fā)生減薄開(kāi)裂情況(圖1)。

圖1 零件開(kāi)裂文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411316.html

為此一套拉延模具冷卻裝置應(yīng)運(yùn)而生，此裝置的應(yīng)用消除了上述安全風(fēng)險(xiǎn)，能夠有效的將模具表面溫度穩(wěn)定在常溫狀態(tài)，保證模具在批量化生產(chǎn)時(shí)成形更加穩(wěn)定。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411316.html

基本信息

以某車(chē)型行李廂內(nèi)板零件為例，零件單批次生產(chǎn)數(shù)量1000 件，零件成形過(guò)程中材料流動(dòng)最大的區(qū)域集中在后保杠位置。板料與模具上模及下模壓邊圈接觸，隨著批量生產(chǎn)的進(jìn)行，模具表面溫度變化情況如圖2 所示。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411316.html

圖2 模具表面溫度變化情況文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411316.html

當(dāng)生產(chǎn)至200件左右時(shí)，后保杠區(qū)域開(kāi)始減薄(圖3)。通過(guò)增大壓邊圈與上模之間的間隙0.05mm，零件減薄缺陷消除。當(dāng)生產(chǎn)至600 件左右時(shí)，零件減薄情況重現(xiàn)，再增大壓邊圈與上模之間的間隙0.05mm，零件缺陷消除，生產(chǎn)至結(jié)束。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411316.html

圖3 零件減薄文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411316.html

問(wèn)題分析

零件成形過(guò)程中，板料與模具上表面以及下模壓邊圈接觸(圖4)，隨著摩擦熱量的不斷積累，模具變形造成模具間隙變小，材料流動(dòng)阻力加大，零件減薄。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411316.html

圖4 板料與模具接觸

解決方案

通過(guò)在模具上加裝冷卻系統(tǒng)，及時(shí)排出摩擦熱量， 控制模具間隙變化情況，保證批量化生產(chǎn)更加穩(wěn)定。

裝置原理

此裝置利用沖壓設(shè)備的氣源做動(dòng)力，通過(guò)渦流管冷卻的原理將常溫氣體轉(zhuǎn)換成冷卻氣體，增強(qiáng)模具冷卻效果，并通過(guò)一定的氣路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將氣體引導(dǎo)至模具上模及下模壓邊圈型面，從而實(shí)現(xiàn)模具冷卻。

裝置組成

本裝置共分四個(gè)部分：動(dòng)力單元、轉(zhuǎn)化單元、傳輸單元、執(zhí)行單元。

⑴動(dòng)力單元：通過(guò)氣路接頭(圖5)的連接將沖壓設(shè)備中的低壓氣體作為整個(gè)裝置的動(dòng)力來(lái)源；

圖5 氣路接頭(連接設(shè)備氣源)

⑵轉(zhuǎn)化單元：通過(guò)渦流管冷卻原理，將常溫氣體轉(zhuǎn)化成冷卻氣體(圖6)；

圖6 氣溫轉(zhuǎn)化裝置

⑶傳輸單元：通過(guò)設(shè)計(jì)特定的氣路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上下模具的全覆蓋，將冷卻氣體輸送到指定位置(圖7)；

圖7 帶自導(dǎo)向的氣路連接

⑷執(zhí)行單元：在模具中預(yù)埋冷卻管路，冷卻氣體在管路中與模具實(shí)現(xiàn)熱交換，達(dá)到降溫效果(圖8)。

圖8 預(yù)埋冷卻管路

項(xiàng)目創(chuàng)新與效益

項(xiàng)目創(chuàng)新

此項(xiàng)目裝置結(jié)合了沖壓設(shè)備、模具、流體裝置及空氣冷卻等多方面專業(yè)技術(shù)。與傳統(tǒng)模具降溫裝置相比較，有以下三方面優(yōu)點(diǎn)：

⑴應(yīng)用渦流管相關(guān)原理，實(shí)現(xiàn)常溫氣體的冷卻；

⑵采用自導(dǎo)向氣路接頭裝置，實(shí)現(xiàn)冷卻氣體的上下模全覆蓋；

⑶預(yù)埋冷卻管，冷卻氣體與目標(biāo)位置更近，冷卻效果更突出。

經(jīng)濟(jì)效益

本項(xiàng)目裝置的應(yīng)用可減少因零件開(kāi)裂而造成的模具停機(jī)、零件報(bào)廢等成本浪費(fèi)。其中，模具停機(jī)減少15 分鐘/批次，全年發(fā)生120 批次，停機(jī)費(fèi)用8000 元/小時(shí)，共計(jì)15÷60×120×8000=240000 元/年；零件報(bào)廢減少5 件/批次，全年發(fā)生120 批次，零件平均成本200 元，共計(jì)5×120×200=12000 元/年；綜上，每年可為公司節(jié)省240000+120000=360000 元/年。

結(jié)束語(yǔ)

目前新裝置已在沖壓模具中應(yīng)用，經(jīng)驗(yàn)證達(dá)到預(yù)期效果。隨著產(chǎn)品要求的不斷提高，零件造型越來(lái)越復(fù)雜，批量化生產(chǎn)穩(wěn)定性要求越來(lái)越高。期望未來(lái)有更多的技術(shù)創(chuàng)新保證沖壓批量生產(chǎn)的穩(wěn)定。