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冲模维修存在的问题及其对策

2015-07-02  泰岱老生

一、当务之急:冲模维修改良

在长期连续冲压过程中,冲模的主要工作零件,包括冲裁凸、凹模、侧刃、凸凹模、废料切刀等刃口件和带不同模腔的成形凸、凹模,都会因自然磨损、意外损坏、偶发事故等,使冲模无法正常运作,不能冲制出合格冲件而中断生产,必须结合模具维修现场存在的问题对冲模进行原因分析、改善对策并适当修理。

二、模具写真:不良原因分析

    在模具维修时,应该多注意细节,在实际生产中针对具体问题具体分析,找出问题的根本原因,进行有效的维修改善,同时要注意养成好的工作习惯,提高模具的质量和寿命。

模具名称

模具写真

问题点描述

不良影响

改善对策

冲头、镶件

冲孔冲头不是线割加工的,角部4R磨得不标准与下模线割孔不配

刃口容易磨损、崩缺,产品产生毛刺,严重影响模具精度和使用寿命

1.禁止为了节省交期和成本,以粗糙简易的磨床加工代替精密的线割加工工艺

2.冲头、镶件间隙必须按相关标准取放并试配完好才能组装

连续模

下模板

最后成形工位,下模浮块不平

成形时模具不能正常压料,造成产品容易变形和平面度不良

1.成形、脱料的浮块等高螺丝必须高度统一

2.下模限位螺丝孔不能任意钻斜,必须锪平

连续模

下模板

下模成形镶件维修时磨低,模面不平,在正面烧焊垫片

1.模具表面粗糙,容易划伤产品,造成外观不良

2.模具成形尺寸改变和产品变形

镶件与模具表面需配平,使用垫片时只能垫在镶件非工作面

连续模

下模板

下模镶件压块高于模具表面

产品容易压伤、变形,模具容易爆裂,直接影响模具使用寿命

镶件压块必须与模面配平或低于模面2mm左右

连续模

下模板

1.冲中间大方孔的下模刃口镶件维修时垫片面积小于落料孔

 

造成废料容易堵塞,下模崩缺,影响模具使用寿命和模具精度

 

下模刃口镶件维修时垫片面积不允许比落料孔小

连续模

下模板

下模浮块低于拆弯成形块

浮块没有正常压料时已经开始成形,造成产品尺寸偏差和变形

浮升块必须高于拆弯成形块1mm左右,以便成形前压料

连续模

下模板

1.模具表面生锈

2.垫片变形,不平整

产品容易脏污、压印、变形,严重影响模具精度和使用寿命

1.加强模具维护、保养工作,纳入绩效考核指标

2.加强模具备品备件管理工作,及时补充易损易耗件

连续模

上夹板

公夹板冲头固定孔加工粗糙,与冲头间隙太大

冲头容易晃动,造成冲孔毛刺,影响模具精度和使用寿命

模具型孔不得任意修磨加大,配合间隙须合理

连续模

上夹板

冲头孔大,肩位太小

冲头容易松动、拉脱,甚至断裂,影响模具精度和使用寿命

冲头固定孔和沉头孔必须按图纸尺寸标准公差控制

连续模

上夹板

1.模具表面生锈

2.冲头固定螺丝过大

1.产品容易脏污、压印、变形,严重影响模具精度和使用寿命

2.冲头强度不好

1.加强模具维护、保养工作,纳入绩效考核指标

2.易损冲头结构应能满足安全使用且方便拆卸

连续模

上模

1.冲头与上模配合间隙太松,容易掉落

2.冲头固定螺丝过大

冲头容易松动、拉脱,甚至断裂,影响模具精度和使用寿命

易损冲头结构应能满足安全使用且方便拆卸

连续模

上脱板

上模切断冲头刃口任意磨斜

冲头刃口容易崩裂,材料剪不断,造成产品毛刺和变形等异常现象

模具维修时工件需按图加工,不得随意更改形状尺寸

连续模

工作现场

1.模具表面生锈

2.模板侧立摆放

3.维修工具任意摆放

1.产品容易脏污、压印、变形,严重影响模具精度和使用寿命

2.容易造成模具和作业人员安全

3.影响现场5S秩序

加强现场5S管理工作督导,纳入绩效考核指标

工作现场

维修工具、精密数显卡尺任意混放,用后没有及时归位

1.钳工工具容易脏污、丢失、变形,严重影响模具精度和使用寿命

2.影响现场5S秩序

加强现场5S管理工作督导,纳入绩效考核指标

 

三、模具维修常见问题的解决方法

1.冲头使用前应注意

①、用干净抹布清洁冲头。

②、查看表面是否有刮、凹痕。如有,则用油石去除。

③、及时上油防锈。
④、安装冲头时小心不能有任何倾斜,可用尼龙锤之类的软材料工具把它轻轻敲正,只有在冲头正确定位后才能旋紧螺栓。

⑤、冲头的固定方式在保证冲压安全的同时方便模具维修时拆卸。对于微小冲头采用冲头磨键槽或台肩用螺丝和键从下往上锁紧冲头,这样拆卸冲头用不着再拆卸夹板,夹板与冲头放间隙0.005~0.01MM,松配合。多个细小冲头密集冲裁由于考虑强度问题,做成整体镶件,对应冲头用圆销穿成一组,再用键槽固定。对体积大的冲头可直接在上模座吊螺丝,冲头磨台肩固定,避免冲头脱落打爆模具,冲头与加板之间间隙0.003~0.005,基本为过度配合。
2.
冲模的安装与调试
  安装与调校冲模必须特别细心。因为冲模尤其大中型冲模,不仅造价高昂,而且重量大微量移动困难,人身的安全应始终放在首位。无限位装置的冲模在上下模之间应加一块垫木板。在冲床工作台清理干净后,将合模状态的待试模具置于台面合适位置。按工艺文件和冲模设计要求选定的压机滑块行程,在模具搬上台面前调至下死点并大于模具闭合高度1015mm的位置,调节滑块连杆,移动模具,确保模柄对准模柄孔并达到合适的装模高度。一般冲裁模先固定下模(不拧紧)后再固定上模(拧紧),压板 T型螺栓均宜使用合适扭矩扳手拧紧(下模),确保相同螺拴具有一致而理想的预加夹紧力。 可以有效防止手动拧紧螺纹出现的因体力、性别、手感误差造成的预紧力过大或过小、相同螺纹预紧力不等,从而引起冲压过程中上下模错移、间隙改变、啃剥刃口等故障发生。

 试模前对模具进行全面润滑并准备正常生产用料,在空行程启动冲模3~5次确认模具运作正常后再试冲。调整和控制凸模进入凹模深度、检查并验证冲模导向、送料、推卸、侧压与弹压等机构与装置的性能及运作灵活性,而后进行适当调节,使之达到最佳技术状态。对大中小型冲模分别试冲3510件进行停产初检,合格后再试冲101530件进行复检。经划线检测、冲切面与毛刺检验、一切尺寸与形位精度均符合图纸要求,才能交付生产。

3.冲压毛刺    

①、模具间隙过大或不均匀,重新调整模具间隙。

②、模具材质及热处理不当,产生凹模倒锥或刃口不锋利,应合理选材、模具工作部分材料用硬质合金,热处理方式合理。

③、冲压磨损,研磨冲头或镶件。

④、凸模进入凹模太深,调整凸模进入凹模深度。

⑤、导向结构不精密或操作不当,检修模具内导柱导套及冲床导向精度,规范冲床操作。

4.跳废料

模具间隙较大、凸模较短、材质的影响(硬性、脆性),冲压速度太高、冲压油过粘或油滴太快造成的附着作用,冲压振动产生料屑发散,真空吸附及模芯未充分消磁等均可造成废屑带到模面上。    

①、刃口的锋利程度。刃口的圆角越大,越容易造成废料反弹,对于材料比较薄的不锈钢等可以采用斜刃口。

②、对于比较规则的废料,可增大废料的复杂程度或在冲头上加聚胺酯顶杆来防止跳废料,在凹模刃口侧增加划痕。

③、模具的间隙是否合理。不合理的模具间隙,易造成废料反弹,对于小直径孔间隙减少10%,直径大于50.00毫米,间隙放大。

④、增加入模深度。每个工位模具冲压时,入模量的要求是一定的,入模量小,易造成废料反弹。

⑤、被加工材料的表面是否有油污。

⑥、调整冲压速度、冲压油浓度。

⑦、采用真空吸附。

⑧、对冲头、镶件、材料进行退磁处理。

5.压伤、刮伤

①、料带或模具有油污、废屑,导致压伤,需擦拭油污并安装自动风枪清除废屑。

②、模具表面不光滑,应提高模具表面光洁度。

③、零件表面硬度不够,表面需镀铬、渗碳、渗硼等处理。

④、材料应变而失稳,减少润滑,增加压应力,调节弹簧力。

⑤、对跳废料的模具进行维修。

⑥、作业时产品刮到模具定位或其它地方造成刮伤,需修改或降低模具定位,教育作业人员作业时轻拿轻放。

6.工件折弯后外表面擦伤

①、原材料表面不光滑,清洁、校平原材料。

②、成型入块有废料,清除入块间的废屑。。

③、成型块不光滑,将成型块电镀、抛光,提高凸凹模的光洁度。

④、凸模弯曲半径R太小,增大凸模弯曲半径

⑤、模具弯曲间隙太小,调整上下模弯曲配合间隙。

⑥、凹模成型块加装滚轴成形。

7.漏冲孔

出现漏冲孔的情况,一般有冲头断未发现、修模后漏装冲头、冲头下陷等因素引起,修模后要进行首件确认,与样品对比,检查是否有遗漏现象,对冲头下沉的,应改善上模垫板的硬度。

8.脱料不正常

①、脱料板与凸模配合过紧、脱料板倾斜、等高螺丝高度不统一或其它脱料件装置不当,应修整脱料件,脱料螺钉采用套管及内六角螺钉相结合的形式。
②、模具间隙偏小,冲头在脱离材料时需要很大的脱模力,造成冲头被材料咬住,需增加下模间隙。

③、凹模有倒锥, 修整凹模。

④、凹模落料孔与下模座漏料孔没有对正,修整漏料孔。

⑤、检查加工材料的状态。材料脏污附着到模具上,使得冲头被材料咬住而无法加工。翘曲变形的材料在冲孔后,会夹紧冲头,发现翘曲变形的材料,需弄平整后再加工。

⑥、冲头、下模的刃口钝化要及时刃磨。刃口锋利的模具能加工出漂亮的切断面,刃口钝了,则需要额外的冲压力,而且工件断面粗糙,产生很大的抵抗力,造成冲头被材料咬住。

⑦、适当采用斜刃口冲头。

⑧、尽量减少磨损,改善润滑条件,润滑板材和冲头。

⑨、弹簧或橡胶弹力不够或疲劳损耗,及时更换弹簧。

、导柱与导套间隙过大,返修或更换导柱导套。

◎、平行度误差积累,重新修磨装配。

◎、推件块上的孔不垂直,使小凸模偏位,返修或更换推件块。

◎、凸模或导柱安装不垂直,重新装配,保证垂直度。

9.折弯边不平直,尺寸不稳定

.增加压线或预折弯工艺

.材料压料力不够,增加压料力

.凸凹模圆角磨损不对称或折弯受力不均匀,调整凸凹模间隙使之均匀、抛光凸凹模圆角

④高度尺寸不能小于最小极限尺寸

10.弯曲表面挤压料变薄

.凹模圆角太小,增大凹模圆角半径

.凸凹模间隙过小,修正凸凹模间隙

11.凹形件底部不平   

.材料本身不平整,需校平材料

.顶板和材料接触面积小或顶料力不够,需调整顶料装置,增加顶料力

.凹模内无顶料装置,应增加顶料装置或校正

.加整形工序

12.不锈钢翻边变形

在制造翻边之前向材料施用优质成形润滑剂,这能令材料更好地从模具中分离出来,在成形时顺畅地在下模表面移动。如此给予材料一个更好的机会去分布被弯曲和被拉伸时产生的应力,防止在成形翻边孔边上出现的变形和翻边孔底部的磨损。

13.材料扭曲

在材料上冲切大量孔,导致材料平面度不良,成因可能是冲压应力累积。冲切一个孔时,孔周边材料被向下拉伸,令板材上表面拉应力增大,下冲运动也导致板材下表面压应力增大。对于冲少量的孔,结果不明显,但随着冲孔数目的增加,拉应力和压应力也成倍增加直到令材料变形。

  消除这种变形的方法之一是:每隔一个孔冲切,然后返回冲切剩余的孔。这虽然在板材上产生相同的应力,但瓦解了因同向连续一个紧接一个地冲切而产生拉应力/压应力积聚。如此也令第一批孔分担了第二批孔的部变形效应。

14.模具严重磨损

①、及时更换已经磨损的模具导向组件和冲头。
②、检查模具间隙是否不合理(偏小),增加下模间隙。
③、尽量减少磨损,改善润滑条件,润滑板材和冲头。油量和注油次数视加工材料的条件而定。冷轧钢板、耐蚀钢板等无锈垢的材料,要给模具注油,注油点为导套、注油口、下模等。油用轻机油。
有锈垢的材料,加工时铁锈微粉会吸入冲头和导套之间,产生污垢,使得冲头不能在导套内自由滑动,这种情况下,如果上油,会使得锈垢更容易沾上,因此冲这种材料时,相反要把油擦干净,每月分解一回,用汽()油把冲头、下模的污垢去掉,重新组装前再擦干净。这样就能保证模具有良好的润滑性能。

④、刃磨方法不当,造成模具的退火,加剧磨损,应当使用软磨料砂轮,采用小的吃刀量,足量的冷却液并经常清理砂轮。
15.
防止冲压噪音

    冲床是板料加工工业的最关键的必备设备。冲床在工作时会产生机械传动噪声、冲压噪声和空气动力性噪声,该噪声最高值可达125dBA)大大超过国家标准规定的85dBA)及其以下的噪声指标要求,因而对操作工人及周围环境(如办公室、居民住宅区、会议室等)造成极其严重的伤害和污染。有效地治理该噪声己成为急待解决的问题。特别是我国的第一部《噪声法》的实施,环保产业化的规模日益增大,更加速了对这一噪声治理的迫切性。
    
从冲床噪声源和模具结构入手,要降低噪音得注意以下几点:
①、注重模具保养、清洁,保持刃口锋利。
②、模具刃口的形状、数量、材料和冲切线长,模具刃口与零件接触面不要太大,冲头做斜刃阶梯冲裁,使模具在不同的位置切入深度不同,整个过程实现真正的切断,而不是同步挤断。
③、模具刃口必须垂直于安装面,且凸凹模刃口配合间隙要合理,卸料困难时可增加下模间隙、增加卸料力,采用软表面的卸料板等方法。
④、各工作模板间的配合精度,加工一些排气槽。
⑤、止挡板改做小块拼件,脱料板、下模板改为镶件式,减小抨击面积。
⑥、脱料板弹顶来源改为T型顶杆,弹簧装在上模座,等高套与顶杆配用,开模状态下保证脱料板仍有一定的自由活动量。

⑦、保持润滑良好,模具无干涉,顺畅。

⑧、上下模座表面垫铝板做冲力缓冲。

⑨、模具调试好后,在冲床上加装隔声罩或海绵板隔音处理。

⑩、提高冲床精度,降低结构噪声。在工作台上安装缓冲减振降噪油缸,齿轮采用斜齿加强润滑和加装齿轮罩,气动系统中加装消声器。

四、模具维修工作的管理

1.模具维修人员技能培养

加强对维修人员进行包括理论知识、操作技能、模具维修故障分析处理等技能培训,建立一支高技能的维修队伍。

2.模具维修的动态管理

 建立完整的模具档案(原始设计资料、试模报告、存在问题、使用状况和维护保养纪录)、维修日报表汇总、调模品统计、维修效率统计分析,提供每月维修工作改善计划。

3.标准件的预制与储备
  对于冲模的标准零部件应提前预制并留有一定的储备量,以便在制造与修理冲模过程中随时选用。尤其主要工作零件,包括:常用规格圆针、易拆断冲头、易磨损工件等都应根据模具档案储备35套以上。做好模具备件库的管理,要指定专职人员制定出易损零件的明细表,动态更新库存数据,以合理安全库存应对模具维修,并且要注意备件质量,避免影响到生产进度和质量。
4.
模具的日常维护保养

  按计划对模具实施定期清洗、清洁、润滑、易损零件的检查等项目点检,保证模具的精度和有效性。

5.模具的使用寿命管理
  
在正常情况下,冲模的主要失效形式是过量磨损。从新冲模交付使用至其冲出的产品毛刺高度超标,产品尺寸与形位精度超差,冲模不能再修复而失效报废,一般要经过2次大修、3次中修、6 18次小修、2035次刃磨,其间总计冲制合格冲件的总数即冲模的使用()寿命,以冲次表示。冲模的非自然磨损失效多数可通过修理而使其完好如初,重新投入使用。最常见的情况是:细长凸模折断、冲裁刃口崩裂或啃剥、凹模板断裂、凸模镦粗缩短等。为全面掌握冲模的设计、制造质量,强化技术管理,记录冲模交付使用、修理刃磨、具体寿命数据等全过程情况,在新模具交付使用的同时,都建立起冲模技术档案。其中主要包括:模具设计全套图纸、制造工艺及检验记录、试模报告、模具刃磨及维修记录、模具生产记录、模具寿命管理卡等。

  结束语
   
模具维修是关键到冲压生产顺利和客户交期达成的重要环节。模具维修人员在工作中一定要详尽地分析模具产生故障的原因,采取合理的应对方案,切实维修模具,提高冲压生产率。模具管理人员要带头认真仔细落实模具的定期维护、保养和动态管理,使模具的维修工作变成全员TPM,做到全员参与维护保养,人人参与管理的氛围,提高模具使用寿命和生产利用率,提升加工的产品品质,使员工获得一个安全的工作环境,并提高员工的满意度。


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