CN115213285A - 一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，步骤一、稳定冲裁状态，确定毛屑状态：冲裁完成后，冲裁废料切断过程中产生毛屑为二次剪切产生短条毛屑，在工序件符型和冲裁刃口工作状态合理的前提下，如果短毛屑数量达到预设值且堆积转移到模具A面上；步骤二、在废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面内选择合理的位置增加板材强变形造型；步骤三、高速自动化生产线进行批次生产验证，确定短条毛屑消除状态。本发明有效的消除了冲压冲裁废料切断中由于二次剪切出现的短条毛屑现象，从而消除了短条毛屑堆积转移至模具A面引起的冲压件表面压痕问题，最终消除了短条毛屑引起的冲压件表面压痕类生产停机，保证了冲压生产有效冲程。
Description
技术领域
本发明涉及车辆工程技术领域，特别是涉及一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法。
背景技术
随着汽车行业的不断发展，国内汽车企业的生产自动化程度越来越高，而冲压生产的自动化程度更是日新月异，目前已经开始使用16次/分的高速自动化冲压设备组进行冲压生产，自动化生产的高效率体现在有效冲程上，而有效冲程是依靠整线开通率保证的。在冲压生产中，冲裁是冲压件必须经历的一种工艺，这种工艺在高速生产过程中，由于模具结构精度或冲压设备精度的影响，经常出现各种各样的冲裁毛屑，这些毛屑在生产过程中不定时、不定形状、不定尺寸的出现，并随着高速生产的模具刃口堆积或转移到模具A面上，最终在冲裁件上形成不定位置且不规则的压痕缺陷，为了保证冲压件批次下件的合格率，就要在发现有压痕缺陷的冲压件时，进行整线停机，进入模具进行清理，才能继续生产出无压痕缺陷的冲压件，如果冲压件压痕缺陷频发，势必造成批次生产的停机过多，影响生产批次的整线开通率。
现有技术解决冲压冲裁毛屑问题的思路局限于冲裁刃口的锋利程度修整、冲裁间隙调整、刃口轮廓调整、刃口刃入深度调整等方向，这些工艺方向都是基于冲裁刃口进行，对冲裁模具使用的设备精度及冲裁刃口材料材质要求较高，虽然可以优化掉大部分毛屑的产生，但是无法从毛屑产生的机理上彻底抑制毛屑的产生。因此冲压冲裁毛屑问题，尤其是冲裁废料切断中二次剪切出现的短条毛屑一直没有行之有效的解决方案。
CN112317595A公开了一种防止废料切屑产生的冲压修边工艺，包括：在修边工序的前一道工序完成后，在制件上冲出工艺豁口，工艺豁口设置在修边工序时修边刃口与废料刀接触尖点位置；进行修边并进行废料剪切。工艺豁口半径为R，R＝0.5mm。本发明通过在修边工序的前一道工序完成后，在制件上设置工艺豁口，工艺豁口位于修边工序时修边刃口与废料刀接触位置，解决由于废料刀在修边过程中造成板料撕裂从而导致二次剪切产生的废料切屑的问题,从而减轻废料切屑的产生。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，有效的消除了冲压冲裁废料切断中由于二次剪切出现的短条毛屑现象，从而消除了短条毛屑堆积转移至模具A面引起的冲压件表面压痕问题，最终消除了短条毛屑引起的冲压件表面压痕类生产停机，保证了冲压生产有效冲程。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、稳定冲裁状态，确定毛屑状态：冲裁完成后，冲裁废料切断过程中产生毛屑为二次剪切产生短条毛屑，在工序件符型和冲裁刃口工作状态合理的前提下，如果短毛屑数量达到预设值且堆积转移到模具A面上，进行步骤二；
步骤二、在废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面内选择合理的位置增加板材强变形造型；
步骤三、高速自动化生产线进行批次生产验证，确定短条毛屑消除状态。
进一步地，所述步骤一包括：
S1.确定毛屑状态：
S11.判断工序件冲裁前与冲裁模具型面符型状态合理；
S12.判断冲裁刃口工作状态合理稳定；
S13.判断冲裁毛屑状态属于二次剪切出现的短条毛屑类型；
S2.如果毛屑状态同时满足上述三个条件，根据短条毛屑产生的区域，进行短条毛屑产生数量的确认。
更进一步地，所述步骤S2包括：
S21.如果短毛屑数量为5-10个，优化刃口工作状态；
S22.如果短毛屑数量多于10个，并且堆积转移到模具A面上，进行步骤二。
进一步地，所述步骤二包括：
S3.确定废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面角度；
S4.确定废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面宽度；
S5.确定增加板材强变形造型的废料脱离侧上模废料切断刃口；
S6.确定增加板材强变形造型距离零件刃口轮廓的宽度；
S7.确定增加板材强变形造型距离废料切断刃口轮廓的宽度；
S8.确定增加板材强变形造型长度；
S9.确定增加板材强变形造型宽度；
S10.确定增加板材强变形造型高度；
S11.确定增加板材强变形造型两端球角半径。
优选的，所述步骤二中：
S8.确定增加板材强变形造型长度为80-100mm；
S9.确定增加板材强变形造型宽度为5-7mm；
S10.确定增加板材强变形造型高度为3-5mm；
S11.确定增加板材强变形造型两端球角半径R为5mm。
更进一步地，所述步骤二还包括：
S12.废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型后，使用冲裁前工序件进行干涉实验：
如果凸凹刃口接触时造型与废料不干涉，增加板材强变形造型高度；
如果凸凹刃口接触时造型与废料表面干涉量达到1-2mm，进行步骤三。
进一步地，所述步骤三包括：
S13.整线最高生产频次生产验证冲裁短条毛屑消除状态；
S14.整线最高生产频次生产验证无其它类型冲裁毛屑出现；
S15.整线最高生产频次生产验证冲裁件冲裁断面合理无毛刺。
更进一步地，所述步骤S15中，整线最高生产频次生产验证冲裁件冲裁断面合理无毛刺：
S151.无毛刺，则工作完成；
S152.出现其它类型毛屑，则修正板材强变形造型高度；
S153.出现冲裁断面毛刺，则修正板材强变形造型宽度。
优选的，所述步骤S152中：
如果不规则块状毛屑出现，则减少板材强变形造型高度；
如果薄片状毛屑出现，则增加板材强变形造型宽度。
优选的，所述步骤S153中：
如果硬毛刺出现，则减少板材强变形造型宽度；
如果软毛刺出现，则增加板材强变形造型宽度。
本发明具有以下有益效果：
为了解决冲压冲裁废料切断过程中产生的短条毛屑问题，本发明提供了一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，根本上消除了废料切断过程中的二次剪切过程，从而的消除了冲压冲裁废料切断中由于二次剪切出现的短条毛屑现象，有效消除了短条毛屑堆积转移至模具A面引起的冲压件表面压痕问题，最终消除了冲裁短条毛屑引起的冲压件表面压痕类生产停机，保证了冲压生产有效冲程。
本发明在解决冲压冲裁毛屑问题时，充分考虑冲裁毛屑产生的机理，尤其是由于冲裁废料切断中二次剪切产生的短条毛屑，从消除二次剪切的思路入手，彻底消除冲裁的二次剪切过程，保证一次冲裁过程中不再产生二次剪切的短条毛屑，属于彻底抑制冲裁二次剪切的一种工艺方法。相比现有的从冲裁刃口尺寸形状等方法入手去解决冲压冲裁毛屑问题，本发明解决冲压冲裁毛屑问题更直接，更彻底，而且从根本上消除了废料切断中二次剪切产生的短条毛屑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为冲裁废料切断二次剪切形成机理示意图；
图2为冲裁废料切断出现短条毛屑示意图；
图3为本发明实施例中废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型示意图；
图4为本发明中废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型工作原理示意图；
图中：
1-板材强变形造型；
A-废料脱离侧刺破飘移点；
C-废料支撑侧刺破飘移点；
D-废料支撑侧刺破后符型变形凸点；
E-废料脱离侧刃口尖角；
F-废料支撑侧刃口尖角；
G-短条毛屑；
L1-短条毛屑长度；
B3-短条毛屑宽度；
K-废料脱离侧上模废料切断刃口；
B-板材强变形造型宽度；
L-板材强变形造型长度；
H-板材强变形造型高；
B1-板材强变形造型距离零件刃口轮廓的宽度；
B2-板材强变形造型距离废料切断刃口轮廓的宽度；
R-板材强变形造型两端球角半径；
A1-废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型后废料脱离侧刺破飘移点；
C1-废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型后废料支撑侧刺破飘移点；
D1-冲裁凹模刃口顶面型面增加板材强变形造型后废料脱离侧刺破后延伸变形凸点。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
实施例
一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，具体步骤如下：
步骤一，稳定冲裁状态，确定毛屑状态：冲裁完成后，冲裁废料切断过程中产生毛屑为二次剪切产生短条毛屑，在工序件符型和冲裁刃口工作状态合理的前提下，根据短条毛屑产生的区域，进行短条毛屑产生数量的确认，如果短毛屑数量达到预设值且堆积转移到模具A面上，进行步骤二；
S1.确定毛屑状态：
S11.判断工序件冲裁前与冲裁模具型面符型状态合理；
S12.判断冲裁刃口工作状态合理稳定；
S13.判断冲裁毛屑状态属于二次剪切出现的短条毛屑类型；
S2.如果毛屑状态同时满足上述三个条件，根据短条毛屑产生的区域，进行短条毛屑产生数量的确认：
S21.如果短毛屑数量为5-10个，需要优化刃口工作状态；
S22.如果短毛屑数量多于10个，并且堆积转移到模具A面上，进行步骤二；
步骤二，废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面内选择合理的位置增加板材强变形造型：
S3.确定废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面角度；
S4.确定废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面宽度；
S5.确定增加板材强变形造型的废料脱离侧上模废料切断刃口；
S6.确定增加板材强变形造型距离零件刃口轮廓的宽度；
S7.确定增加板材强变形造型距离废料切断刃口轮廓的宽度；
S8.确定增加板材强变形造型长度为80-100mm；
S9.确定增加板材强变形造型宽度为5-7mm；
S10.确定增加板材强变形造型高度为3-5mm；
S11.确定增加板材强变形造型两端球角半径R5mm；
S12.废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型后，使用冲裁前工序件进行干涉实验:
如果凸凹刃口接触时造型与废料不干涉，需要适当增加板材强变形造型高度；
如果凸凹刃口接触时造型与废料表面干涉量达到1-2mm，进行步骤三；
步骤三，高速自动化生产线进行批次生产验证，确定短条毛屑消除状态，保证生产线开通率：
S13.整线最高生产频次生产验证冲裁短条毛屑消除状态；
S14.整线最高生产频次生产验证无其它类型冲裁毛屑出现；
S15.整线最高生产频次生产验证冲裁件冲裁断面合理无毛刺；
S151.是，工作完成；
S152.否，出现其它类型毛屑，修正板材强变形造型高度；不规则块状毛屑出现，减少板材强变形造型高度；薄片状毛屑出现，增加板材强变形造型宽度；
S153.否，出现冲裁断面毛刺，修正板材强变形造型宽度；硬毛刺出现，减少板材强变形造型宽度；软毛刺出现，增加板材强变形造型宽度。
以下将现有技术与本发明实施例的工作原理进行比较说明：
如图1、图2所示，现有技术废料脱离侧上模废料切断刃口K顶面型面未增加板材强变形造型1。冲压冲裁中，在废料切断过程中，由于废料切断刃口的设计，上模废料切断刃口有废料脱离侧的冲裁刃口和废料支撑侧的冲裁刃口，废料脱离侧的上模切断刃口工作时尖角区域属于悬空冲裁。冲裁时首先是废料脱离侧刃口尖角E的尖角进行刺破，尖角冲裁刃口接触废料表面时由于没有下支撑刃口的支撑作用，冲裁时的静水压力会变大，尖角接触的废料表面会有拉长变形的过程。然后是静水压力达到足以撕开废料表面，这时废料表面出现撕断开口，随着冲裁尖角刃口不断的刺入，废料表面的撕断开口不断变大，在撕断开口变大的过程中，废料脱离侧的废料受到废料脱离侧的冲裁刃口的拉扯，出现废料脱离侧废料断面向废料脱离侧飘移的现象，形成废料脱离侧刺破飘移点A。随着零件轮廓冲裁的进行，废料支撑侧刃口尖角F工作，零件轮廓冲裁结束后，出现废料支撑侧刺破点飘移现象，形成废料支撑侧刺破飘移点C。废料支撑侧的废料由于下模废料切断刃口的支撑作用出现抵抗废料撕断的力量，导致废料支撑侧的废料断面同样向废料脱离侧飘移，形成废料支撑侧刺破后符型变形凸点D。废料刺破撕断过程结束后，废料切断刃口开始正常冲裁前废料支撑侧向废料脱离侧飘移的废料断面已经越过下模废料切断刃口，冲裁中将越过下模废料切断刃口的废料支撑侧废料断面进行了单边冲裁，废料支撑侧废料断面出现二次剪切，冲裁到底后单边冲裁的毛刺残留在废料断面下部存在于冲裁间隙面之中，这就形成到了二次剪切的短条毛屑G，短条毛屑长度L1，短条毛屑宽度B3。随着冲裁刃口的脱离，由于废料切断后长度方向变长的影响，上模废料切断刃口间隙面脱离废料断面时摩擦力较大，单边冲裁的毛刺也就是二次剪切的短条毛屑粘附在上模废料切断刃口的冲裁间隙面上，最终随着上模废料切断刃口脱离下模刃口，随着冲裁次数的增加，单边冲裁的毛刺也就是二次剪切的短条毛屑不断的堆积成团，当达到一定的重量时，会由于重力原因，自行从上模废料切断刃口的冲裁间隙面上脱落，掉落点正对着下模冲裁凸模轮廓区域，掉落时很大几率的落在下模冲裁凸模型面A面上，最终在冲裁件上形成不定位置且不规则的压痕缺陷，无法保证冲压件批次下件的合格率，并且冲压件压痕缺陷频发，造成的批次生产的停机过多，影响生产批次的整线开通率。
如图3、图4所示，本发明实施例通过在废料脱离侧上模废料切断刃口K顶面型面增加板材强变形造型1，板材强变形造型宽度B，板材强变形造型长度L，板材强变形造型高H，板材强变形造型距离零件刃口轮廓的宽度B1，板材强变形造型距离废料切断刃口轮廓的宽度B2，板材强变形造型两端球角半径R防止破坏废料表面。冲压冲裁中，废料脱离侧上模废料切断刃口尖角刺破前，废料脱离侧上模废料切断刃口顶面增加的板材强变形造型首先与废料表面接触，并对废料进行必要的变形，这个变形将原有的悬空冲裁距离大幅度减少，尖角冲裁刃口接触废料表面冲裁时的静水压力就不会过大，尖角接触的废料表面就不会有过多的拉长变形。当静水压力达到足以撕开废料表面后，形成废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型后废料脱离侧刺破飘移点A1，刺破过程结束，随着零件轮廓冲裁的进行，形成废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型后废料支撑侧刺破飘移点C1。正常冲裁开始时，废料表面刚刚出现撕断开口，马上又进入到正常的冲裁阶段。废料切断，形成冲裁凹模刃口顶面型面增加板材强变形造型后废料脱离侧刺破后延伸变形凸点D1，不再有废料支撑侧的废料断面向废料脱离侧飘移的现象出现，废料支撑侧的废料断面不再越过下模废料切断刃口，冲裁中不再有单边冲裁，废料支撑侧废料断面不再出现二次剪切，冲裁到底后不再有单边冲裁的毛刺残留在废料断面下部存在于冲裁间隙面之中，这就根本上消除了二次剪切的短条毛屑。同时生产中不再有短条毛屑从上模废料切断刃口的冲裁间隙面上脱落，不再有短条毛屑落在下模冲裁凸模型面A面上，冲裁件上不再有不定位置且不规则的压痕缺陷，彻底保证了冲压件批次下件的合格率，彻底消除了批次生产的停机过多问题，有效保证了生产批次的整线开通率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、稳定冲裁状态，确定毛屑状态：冲裁完成后，冲裁废料切断过程中产生毛屑为二次剪切产生短条毛屑，在工序件符型和冲裁刃口工作状态合理的前提下，如果短毛屑数量达到预设值且堆积转移到模具A面上，进行步骤二；
步骤二、在废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面内选择合理的位置增加板材强变形造型；
步骤三、高速自动化生产线进行批次生产验证，确定短条毛屑消除状态。
2.如权利要求1所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤一包括：
S1.确定毛屑状态：
S11.判断工序件冲裁前与冲裁模具型面符型状态合理；
S12.判断冲裁刃口工作状态合理稳定；
S13.判断冲裁毛屑状态属于二次剪切出现的短条毛屑类型；
S2.如果毛屑状态同时满足上述三个条件，根据短条毛屑产生的区域，进行短条毛屑产生数量的确认。
3.如权利要求2所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21.如果短毛屑数量为5-10个，优化刃口工作状态；
S22.如果短毛屑数量多于10个，并且堆积转移到模具A面上，进行步骤二。
4.如权利要求1所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤二包括：
S3.确定废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面角度；
S4.确定废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面宽度；
S5.确定增加板材强变形造型的废料脱离侧上模废料切断刃口；
S6.确定增加板材强变形造型距离零件刃口轮廓的宽度；
S7.确定增加板材强变形造型距离废料切断刃口轮廓的宽度；
S8.确定增加板材强变形造型长度；
S9.确定增加板材强变形造型宽度；
S10.确定增加板材强变形造型高度；
S11.确定增加板材强变形造型两端球角半径。
5.如权利要求4所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤二中：
S8.确定增加板材强变形造型长度为80-100mm；
S9.确定增加板材强变形造型宽度为5-7mm；
S10.确定增加板材强变形造型高度为3-5mm；
S11.确定增加板材强变形造型两端球角半径R为5mm。
6.如权利要求4所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤二还包括：
S12.废料脱离侧上模废料切断刃口顶面型面增加板材强变形造型后，使用冲裁前工序件进行干涉实验：
如果凸凹刃口接触时造型与废料不干涉，增加板材强变形造型高度；
如果凸凹刃口接触时造型与废料表面干涉量达到1-2mm，进行步骤三。
7.如权利要求1所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤三包括：
S13.整线最高生产频次生产验证冲裁短条毛屑消除状态；
S14.整线最高生产频次生产验证无其它类型冲裁毛屑出现；
S15.整线最高生产频次生产验证冲裁件冲裁断面合理无毛刺。
8.如权利要求7所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤S15中，整线最高生产频次生产验证冲裁件冲裁断面合理无毛刺：
S151.无毛刺，则工作完成；
S152.出现其它类型毛屑，则修正板材强变形造型高度；
S153.出现冲裁断面毛刺，则修正板材强变形造型宽度。
9.如权利要求7所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤S152中：
如果不规则块状毛屑出现，则减少板材强变形造型高度；
如果薄片状毛屑出现，则增加板材强变形造型宽度。
10.如权利要求7所述的一种消除冲压冲裁中短条毛屑的方法，其特征在于，所述步骤S153中：
如果硬毛刺出现，则减少板材强变形造型宽度；
如果软毛刺出现，则增加板材强变形造型宽度。
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