CN109248939B - 一种冲压模具合模余量的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲压模具合模余量的测量方法，包括以下步骤：检查与调整模具压边圈状态，检查与调整模具平衡状态，设置模具闭合高度，使用待测模具压制工序件，对工序件做开孔处理，所有开孔位置进行双重编号，填充物备制，填充物包含工业橡皮泥和软金属丝两种物质，将工序件放置于模具下模的上表面，在每个开孔位置，放入一组填充物，叠放顺序自上而下依次为软金属丝、工业橡皮泥、模具，将模具闭合，压制填充物，对开孔后的工序件开孔片厚度和压制后的软金属丝厚度进行测量，对于开孔位置在需要重着色和轻着色的区域，分别进行数据处理，从而得到冲压模具的合模余量。通过上述测量方法可以准确、可靠的完成对合模余量的测量。

Description

一种冲压模具合模余量的测量方法

技术领域

本发明涉及冲压模具制造技术领域，更具体地说，涉及一种冲压模具合模余量的测量方法。

背景技术

为了确保冲压件的尺寸及表面质量，冲压模具上下模表面具有非常严格的匹配要求。

传统方法中，模具调试过程中会采用压制蓝油件的方法来判断冲压模具上下模表面的匹配是否达到要求。首先在零件两侧涂刷一层薄薄的蓝油，然后将该零件放入模具中进行压合，观察压合后零件两侧的蓝油着色情况来判断模具匹配状态，若某区域零件两侧被压得发白，俗称重着色，则表明此区域模具上下模表面匹配良好。反之，则匹配欠佳。

这一传统方法具有操作简捷快速的优点，不足之处在于只能对模具匹配状态进行定性的判断，无法对模具的匹配状态进行具体的量化评价。这会引起两方面的问题，一方面若模具关键匹配区存在合模余量过大的问题，前期无法预知，无法及时启动模具降刻处理，浪费大量资源进行人工研配，严重影响模具制造进度；另一方面无法对模面设计的效果进行精确的评价和分析，阻碍模面设计技术的进步。

合模余量是模具实际闭合位置与理想闭合位置之间的差值，能客观、量化地对模具匹配状态及模具研配工作量进行预判。准确测量合模余量对模具设计及调试工作具有十分重要的意义。

中国专利CN20140726935.8公开一种汽车覆盖件模具合模间隙测量方法，该方案将样件上曲率变化大的部位镂空，然后将样件放置于模具的下模处，在镂空处铺设软金属丝，软金属丝压制后的厚度减去样件的厚度获得模具合模间隙，合模间隙相当于本发明中的合模余量。

上述合模间隙的测量方法没有考虑开孔位置(重着色或轻着色)、板材厚度、金属丝直径、合模压力等对测量结果造成的影响。同时，填充物仅为软金属丝，容易在测量过程受到滚动、滑落、错位等各类现场因素的干扰。这些问题点导致最后测量结果的准确性和可靠性很难保证。

发明内容

本发明的目的是，提供一种冲压模具合模余量的测量方法，采用间接测量法解决模具闭合状态下，测量仪器无法深入模具内部，模具合模余量无法准确测量的技术问题。

本发明所述的冲压模具合模余量的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、检查与调整模具压边圈状态；

步骤二、检查与调整模具平衡状态；

步骤三、设置初始的模具闭合高度，逐步减小模具闭合高度，直至达到所要求的合模压力值，得到最终调整后的模具闭合高度；

步骤四、使用待测模具压制工序件；

步骤五、对工序件做开孔处理，开孔前，所有开孔位置的孔位内和对应的孔位外进行双重编号；

步骤六、填充物备制，采用复合填充物，填充物包含工业橡皮泥和软金属丝两种物质，将工业橡皮泥挤压成圆饼状，然后将裁剪好的软金属丝段嵌入其上表面；

步骤七、将工序件放置于模具下模的上表面，在每个开孔位置，放入一组填充物，叠放顺序自上而下依次为软金属丝、工业橡皮泥、模具，将模具闭合，压制填充物；

步骤八、对开孔后的工序件开孔片厚度和压制后的软金属丝厚度进行测量；

步骤九、对于开孔位置在需要重着色和轻着色的区域，基于紧压偏置量的差异，计算得出合模余量。

在一个实施例中，检查与调整模具压边圈状态是指，检查压边圈拉延筋内侧区域的蓝油着色率，蓝油着色率需达到60％以上，根据蓝油着色率调整模具压边圈。

在一个实施例中，检查与调整模具平衡状态是指，模具安装有平衡块，模具闭合到底时，所有平衡块同步着色，模具调整平衡后，所有平衡块底部抽取相同厚度的垫片。

在一个实施例中，合模压力值由Autoform软件模拟计算出的结果结合修正关系进行设定。

在一个实施例中，工序件的开孔位置设置在工序件需要重着色的区域。

在一个实施例中，工序件的开孔位置，在以下情况时，调整至相邻的轻着色区域，所述轻着色区域是非模具匹配关键区：

1)重着色区域宽度小于15mm；

2)重着色区域所在平面法向与冲压方向夹角大于45°；

3)重着色区域具有明显的弯曲特征，曲率半径小于20mm。

在一个实施例中，工序件开孔的最佳形状为圆形，直径范围为15～25mm。

在一个实施例中，软金属丝为软铅丝。

在一个实施例中，单个开孔位置，工业橡皮泥用量为50～150mm³，软铅丝段长度为5～15mm，软铅丝的直径根据工序件板材厚度进行匹配。

在一个实施例中，对于开孔位置在需要重着色和轻着色的区域，分别进行数据处理，从而得到冲压模具的合模余量，合模余量的计算公式分别为：

1)对于开孔位置在需要重着色区域的，合模余量为：b_i＝d_i-t_i；

2)对于开孔位置在需要轻着色区域的，合模余量为：b_i＝d_i-t_i-o_i；

其中，i为开孔位置编号，b_i为第i个开孔位置的合模余量，d_i为第i个开孔位置的压制后的软金属丝厚度，t_i为第i个开孔位置的工序件开孔片厚度，o_i为第i个开孔位置相邻的需要重着色区域的紧压偏置量。

本发明采用间接测量法解决模具闭合状态下，测量仪器无法深入模具内部，模具合模余量无法准确测量的技术问题。本发明所提出的测量方法通过对测量过程所涉及的测试步骤、技术参数、计算方法等进行严格定义和控制，大幅提高了冲压模具合模余量测量的准确性和可靠性。

采用本发明所提出的测量方法，不仅可以在模具调试初期对模具研配工作量进行预判和预警，确保模具调试周期，而且可以为模面优化设计提供准确和可靠的参考依据。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了合模压力修正值参考表。

图2揭示了工序件开孔双重编号的示意图。

图3揭示了软铅丝直径规格匹配表。

图4a和图4b揭示了模具闭合前后填充物状态的示意图。

图5揭示了工序件开孔处理的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。

本发明提供一种针对冲压模具合模余量的测量方法，包括如下的测量步骤：

第一步，模具压边圈状态检查与调整。

在一个实施例中，检查与调整模具压边圈状态是指，检查压边圈拉延筋内侧区域的蓝油着色率，根据蓝油着色率调整模具压边圈。蓝油着色率需达到60％以上。对于蓝油着色率未达到要求的情形，需要对压边圈做进一步研配调整。

对于转角易发生起皱的位置，需要对料片角部先做局部切割开槽处理。

第二步，模具平衡状态检查与调整。

在一个实施例中，检查与调整模具平衡状态是指，模具安装平衡块，平衡块刷涂蓝油，要求模具闭合到底时，所有平衡块同步着色。检查平衡块着色情况，压合后各平衡块对应上模区域着色清晰，表明模具平衡状态已调整到位。更进一步的，平衡块安装在模具的四个角部。

若发现平衡块着色不同步情况，调整平衡块底部垫片，来调整模具的平衡状态。模具调整平衡后，所有平衡块底部抽取相同厚度垫片，以避免平衡块接触力过大，损失部分的合模压力，优选地，抽取的垫片厚度为0.1～0.2mm。

第三步，模具闭合高度调整。

设置初始的模具闭合高度，逐步减小闭合高度，直至达到所要求的合模压力值。在一个实施例中，所要求的合模压力值以Autoform软件模拟计算结果为基础，参考图1中合模压力修正值参考表的修正关系进行设定。以Autoform R7为例，模具初始的闭合高度增加5～10mm作为安全余量，合模压力值的模拟计算结果可通过软件的Evaluation模块中的Forces页获取。

第四步，工序件备制。

使用待测模具压制工序件。

对工序件起皱情况进行检查。对于局部轻微的起皱，做局部打磨处理。工序件可接受轻微开裂，可接受的开口长度小于50mm。

第五步，工序件开孔处理。

对工序件做开孔处理，开孔前，如图2所示，所有开孔位置的开孔孔位12内和对应的开孔孔位12外的零件区域11进行双重编号，例如，第1个开孔位置则编号为1。

较优地，开孔位置设置在需要工序件需要重着色的区域，即模具匹配关键区。重着色的区域包括：外板的轮廓周圈、特征线两侧、内板的匹配面、检测基准面等。

对于以下三类情况，开孔位置可调整至相邻的轻着色区域，所述轻着色区域是非模具匹配关键区：

1)由于重着色区域宽度过窄，宽度小于15mm，无足够空间开孔；

2)重着色区域所在平面法向与冲压方向夹角过大，夹角大于45°，填充物易发生滚动、滑落、错位等问题；

3)重着色区域具有明显的弯曲特征，曲率半径小于20mm，弦高干扰，易造成测量误差。

在一个实施例中，采用激光切割方式进行开孔处理。

开孔的形状及大小需要严格控制。填充物在压合后其变形方向具有一定的随机性，开孔的形状需要确保填充物在各个变形方向具有一致的安全余量。

优选地，开孔形状为圆形时，可满足测试的要求。

开孔的直径受到多方面因素的制约。工序件上的狭窄特征面、重着色区域的宽度要求等都制约开孔的最大直径。而填充物的黏着能力、体积不可压缩性、测量操作性又要求开孔直径不能过小。

优选地，开孔直径范围为15～25mm时，可满足测试的要求。

第六步，填充物备制。

采用复合填充物，填充物包含：工业橡皮泥和软金属丝。将工业橡皮泥挤压成圆饼状，然后将裁剪好的软金属丝段嵌入其上表面。反复循环如上操作，完成多组填充物的备制。

工业橡皮泥的主要作用是黏着与吸附，确保填充物定位稳定，防止填充物在测量过程中发生滚动、滑落、错位等问题。

软金属丝的主要作用是利用其塑性变形复制合模到底时模具内部的间隙情况。

工业橡皮的用量需要严格控制。用量过少无法起到有效的黏着与吸附效果，用量过多则可能在压合后溢出测量孔，对模具闭合产生干涉，影响测量结果的准确性。

优选地，单个开孔测量点，橡皮泥的用量为50～150mm³，可满足测试的要求。

软金属丝段的长度需要严格控制。若软金属丝长度过长，压合变形后，可能会溢出开孔区域，产生干涉，不仅影响测量精度，而且会在模具上留下压痕，损坏模具。若软金属丝长度过短，后续的测量操作十分困难，影响测量效率。

软金属丝直径规格需要严格控制。若软金属丝直径过小，压合后软金属丝可能未发生变形，形成“虚压”，造成无效测量。若软金属丝直径过大，压合后软铅丝会产生过强的硬化效应和溢出开孔区域等问题，不仅影响测量精度，而且会在模具上留下压痕，损坏模具。软金属丝的直径根据工序板材厚度进行匹配。

在一个实施例中，软金属丝为软铅丝，单个开孔测量点，软铅丝段长度为5～15mm时，可满足测试的要求。软铅丝的直径根据工序件板材厚度进行匹配，匹配关系如图3所示。

第七步，填充物压制。

将已备制好的开孔工序件放置于下模上表面，在每个开孔位置，放入一组填充物，其叠放顺序，自上而下依次为：软金属丝、工业橡皮泥、下模。将模具闭合，压制填充物。

在一个实施例中，软金属丝为软铅丝，将已备制好的开孔工序件放置于下模22上表面，在每个开孔位置，放入一组填充物，其叠放顺序，如图4a中的“模具闭合前”所示，自上而下依次为：软铅丝31、工业橡皮泥41、下模22。将上模21与下模22闭合，压制填充物。填充物压制后的状态，如图4b中的“模具闭合后”所示。

第八步，数据测量。

对开孔后的工序件开孔片厚度和压制后的软金属丝厚度进行测量。

在一个实施例中，如图4b中的“模具闭合后”所示，t为该开孔位置的工序件51开孔片厚度，d为该开孔位置的压制后的软铅丝31厚度。

在一个实施例中，采用球头测厚规或声波测厚仪对工序件开孔片厚度进行测量，测量仪器的测量精度小于0.01mm。

在一个实施例中，采用游标卡尺或球头测厚规对压制后的软金属丝厚度进行测量，测量仪器的测量精度小于0.02mm。

为避免测量误差，可对数据进行多次测量和复测校验，在一个实施例中，所有数据测量三次，取三次数据中的中位数作为测量结果。所有开孔位置完成一轮测量后，对数值最大的10个数据点进行复测校验。

第九步，数据处理。

对于开孔位置在需要重着色和轻着色的区域，基于紧压偏置量的差异，计算得出合模余量。

在一个实施例中，对于开孔位置在重着色和轻着色的区域，分别进行数据处理，从而得到冲压模具的合模余量。根据以下公式，依次计算各开孔位置的合模余量：

1)对于开孔位置在重着色区域的，合模余量为：b_i＝d_i-t_i；

2)对于开孔位置在轻着色区域的，合模余量为：b_i＝d_i-t_i-o_i；

其中，i为开孔位置编号，b_i为第i个开孔位置的合模余量，d_i为第i个开孔位置的压制后的软金属丝厚度，t_i为第i个开孔位置的工序件开孔片厚度，o_i为第i个开孔位置相邻的重着色区域的紧压偏置量，该量值由前期模面设计确定，无需另行测量。

需要说明的是以上测量步骤的顺序只为示例性顺序，在不影响最终结果的情形下，测试步骤可依据不同的，本领域技术人员可以理解的顺序执行，如第六步填充物的备制，可以提前在第六步之前进行，这并不会影响本发明目的的实现。

以下结合某车型前盖模具，提供另一个实施例对本发明的合模余量测量方法进行说明解释。

第一步，模具压边圈状态检查与调整。检查压边圈拉延筋内侧管理面区域蓝油着色情况，经检查，拉延筋以内管理面区域压合后整体均匀发白，蓝油着色率达到80％以上，满足60％的要求。

第二步，模具平衡状态检查与调整。在模具四个角部安装平衡块，并刷涂蓝油，模具闭合到底时，检查平衡块着色情况。经检查，压合后各平衡块对应上模区域着色清晰，表明平衡块已调整到位。在此基础上，各平衡块底部抽取0.1mm垫片。

第三步，模具闭合高度调整。该车型前盖模具根据Autoform软件理论计算，所要求的合模压力值为10000kN，根据图1的合模压力修正值参考表进行参数修正，确定所需的实际合模压力值为12000kN。初始的模具闭合高度为1385mm，逐步降低闭合高度，直至合模压力达到12000kN。最终调整后的模具闭合高度为1378.5mm。

第四步，工序件备制。使用待测模具压制工序件。对工序件起皱情况进行检查。经检查，工序件成形性较好，无开裂，无起皱严重区域，无需做局部打磨及切割处理。

第五步，工序件开孔处理。在工序件需要重着色区域进行开孔处理。开孔所涉及区域包括：外板的轮廓周圈、特征线两侧、内板的匹配面、检测基准面等，具体位置如图5所示。开孔前，所有开孔位置进行双重编号，开孔形状为圆形，开孔直径为20mm，采用激光切割方式进行开孔处理。

第六步，填充物备制。单个开孔测量点，工业橡皮泥用量为100mm³、软铅丝段长度10mm，内板料厚0.55mm，外板厚度0.7mm，根据如图3所示匹配关系，选用1.5mm直径规格的软铅丝。将工业橡皮泥挤压成圆饼状，然后将裁剪好的软铅丝段嵌入其上表面。反复循环如上操作，完成100组填充物的备制，部分为备用。

第七步，填充物压制。将已备制好的前盖外板和前盖内板开孔工序件分别放置于各自模具下模的上表面。在每个开孔位置，放入对应一组填充物。其叠放顺序自上而下依次为：软铅丝、工业橡皮泥、下模，如图4a中的“模具闭合前”所示。设定闭合高度为1378.5mm，冲次为10次/分钟，将模具闭合，压制填充物。打开模具，对上模进行检查。取下黏着在上模的填充物，放至对应下模开孔位置。

第八步，数据测量。分别测量各孔位的软铅丝厚度d_i和激光切割后小圆片厚度t_i，并记录测量数据。以27和28号开孔点为例，测得的数据为，d₂₇＝0.54，d₂₈＝0.54，t₂₇＝0.54，t₂₈＝0.52。

第九步，数据处理。根据开孔位置使用对应条件下的合模余量计算公式，依次计算各开孔位置的合模余量。以27和28号开孔点为例，27和28号开孔点位于需要重着色区域，其合模余量为：

b₂₇＝d₂₇-t₂₇＝0.54-0.54＝0.00mm；

b₂₈＝d₂₈-t₂₈＝0.54-0.52＝0.02mm。

本发明采用间接测量法解决模具闭合状态下，测量仪器无法深入模具内部，模具合模余量无法准确测量的技术问题。本发明所提出的测量方法通过对测量过程所涉及的测试步骤、技术参数、计算方法等进行严格定义和控制，大幅提高了冲压模具合模余量测量的准确性和可靠性。

采用本发明所提出的测量方法，不仅可以在模具调试初期对模具研配工作量进行预判和预警，确保模具调试周期，而且可以为模面优化设计提供准确和可靠的参考依据。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一、检查与调整模具压边圈状态；

步骤二、检查与调整模具平衡状态；

步骤三、设置初始的模具闭合高度，逐步减小模具闭合高度，直至达到所要求的合模压力值，得到最终调整后的模具闭合高度；

步骤四、使用模具压制工序件；

步骤五、对工序件做开孔处理，开孔前，所有开孔位置的孔位内和对应的孔位外进行双重编号；

步骤六、填充物备制，采用复合填充物，填充物包含工业橡皮泥和软金属丝两种物质，将工业橡皮泥挤压成圆饼状，然后将裁剪好的软金属丝段嵌入其上表面；

步骤七、将工序件放置于模具下模的上表面，在每个开孔位置，放入一组填充物，叠放顺序自上而下依次为软金属丝、工业橡皮泥、模具，将模具闭合，压制填充物；

步骤八、对开孔后的工序件开孔片厚度和压制后的软金属丝厚度进行测量；

步骤九、对于开孔位置在需要重着色和轻着色的区域，基于紧压偏置量的差异，计算得出合模余量。

2.根据权利要求1所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于，所述的检查与调整模具压边圈状态是指，检查压边圈拉延筋内侧区域的蓝油着色率，蓝油着色率需达到60％以上，根据蓝油着色率调整模具压边圈。

3.根据权利要求1所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于，所述的检查与调整模具平衡状态是指，模具安装有平衡块，模具闭合到底时，所有平衡块同步着色，模具调整平衡后，所有平衡块底部抽取相同厚度的垫片。

4.根据权利要求1所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于，所要求的合模压力值由Autoform软件模拟计算出的结果结合修正关系进行设定。

5.根据权利要求1所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于，工序件的开孔位置设置在工序件需要重着色的区域。

6.根据权利要求1所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于，工序件的开孔位置，在以下情况时,调整至相邻的轻着色区域，所述轻着色区域是非模具匹配关键区：

1)重着色区域宽度小于15mm；

2)重着色区域所在平面法向与冲压方向夹角大于45°；

3)重着色区域具有明显的弯曲特征，曲率半径小于20mm。

7.根据权利要求1所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于，工序件开孔的最佳形状为圆形，直径范围为15～25mm。

8.根据权利要求1所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于，所述软金属丝为软铅丝。

9.根据权利要求8所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于单个开孔位置，工业橡皮泥用量为50～150mm³，软铅丝段长度为5～15mm，软铅丝的直径根据工序件板材厚度进行匹配。

10.根据权利要求1所述的冲压模具合模余量的测量方法，其特征在于，对于开孔位置在需要重着色和轻着色的区域，分别进行数据处理，从而得到冲压模具的合模余量，合模余量的计算公式分别为：

1)对于开孔位置在需要重着色区域的，合模余量为：b_i＝d_i-t_i；

2)对于开孔位置在需要轻着色区域的，合模余量为：b_i＝d_i-t_i-o_i；

其中，i为开孔位置编号，b_i为第i个开孔位置的合模余量，d_i为第i个开孔位置的压制后的软金属丝厚度，t_i为第i个开孔位置的工序件开孔片厚度，o_i为第i个开孔位置相邻的需要重着色区域的紧压偏置量。

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