前言
汽車行業的飛速發展，帶動了汽車外覆蓋件模具行業的興起。福田模具有限責任公司成立于1996年8月，是福田汽車集團下屬模具工藝裝備事業部. 2012年由濰坊市坊子區搬遷至濰坊高新技術產業區，廠房建筑面積5萬余平方米，現有員工400余名，模具制造能力達80萬工時，具備整車車身模具開發制造能力，可每年完成兩個車型主要覆蓋件模具、檢具的開發。先后為福田汽車集團和國內二十幾個廠家開發了中、輕、重和轎卡的汽車覆蓋件模具、檢具及完善的技術服務。
在汽車外覆蓋件模具行業中，修沖類模具的廢料下滑問題，一直是行業中的重點、難點，特別是車門外板窗框處的廢料滑出問題尤為突出。模具公司自成立至今，已承接了多個車型“五門一蓋”模具的開發，對修沖類模具，特別是門板類模具的廢料滑出問題積累了豐富的經驗。現以某車門外板修沖工序為例（圖1），來闡述：如何通過模具結構優化，讓車門外板窗框廢料下滑更順暢。
圖1 某車門外板修沖工序內容(紅色部分為窗框處修邊)
車門外板窗框處修邊的特點是：周圈封閉式修邊，修邊線曲折，廢料料片大，廢料切斷后有輕微外展的趨勢，容易使廢料卡在刃口處，難以下滑。
根據多年的模具結構設計和現場調試經驗，通過如下幾個方法對模具結構的優化實現廢料的順利下滑來進行闡述：
修邊刃口設置二級背空
下模鑲塊修邊刃口的刃帶寬度通常設置為20～25mm，而上模鑲塊的入模量（刃口切入制件的深度）通常為7mm。如廢料切斷后有回彈，就會導致廢料容易卡在刃口上。如圖2設置二級背空，刃口高度減小至5mm，廢料切斷后就會落到一級背空下，這樣增大了落料空間，大大改善了因廢料回彈卡在刃口的情況的發生。
圖2 二級背空、斜面及階梯式背空設置圖例
切斷廢料刀設置
廢料刀傳統設置為鑄件，特點：鑄件成本低，但寬度較大（通常80～100mm），此形式廢料刀置于窗框處會阻礙廢料的順利下滑。廢料刀設置為鍛件（材料一般為鍛件7CrSiMnMoV），寬度40～50mm（以布置開螺、銷釘為限）。廢料刀上刃口符型面寬度減小至10mm（通常鑄件為15～20mm），同時，滑料一側導大角度斜面，這樣就加大了滑料的空間，方便了廢料下滑。（圖3）
圖3 鑄、鍛件廢料刀寬度及滑料斜面實體舉例
窗框內廢料刀與下模鑲塊貼合部位設置
窗框內廢料刀與下模鑲塊貼合部位的設置，舊方法：廢料刀拼縫與下模鑲塊刃口貼合（零間隙）。這樣的設置，廢料在切斷后容易卡在此貼合面（刃口）上；新方法：將廢料刀拼縫降至以及一級背空下部，使得廢料切斷后與下模鑲塊刃口有一定的間隙，預留出廢料回彈的空間，保證廢料下滑順暢。（圖4）
圖4 廢料刀與下模鑲塊搭接部位新舊方法對比
下模鑲塊刃口下部的背空設置
1.根據車門產品的需求，車門窗框處通常會設置許多“小舌頭”，此類刃口也是造成卡料的重要原因。解決方法：“小舌頭”刃口下部背空加大（10mm左右），并做成直線（不做沿型背空），目的是增大滑料空間，保證廢料下滑順暢。（圖5）
圖5 “小舌頭”下部背空設計舉例
2.下模鑲塊刃口下面的二級背空在廢料滑出一側設置斜度(以5°為基準，根據高度可合理調整)，做成喇叭口形狀。目的是增大廢料下滑空間，方便廢料下落。（圖6）
圖6 “喇叭口”形斜背空設計舉例
3.從刃口開始，下模鑲塊、模座，逐級設置背空(鑄件原則上設置10mm,至少5mm)，逐級擴大，堅決避免出現0碰0的情況。（圖2）此設置目的是考慮鑄件在鑄造過程中可能發生鑄造變形，模座安裝面會凸出鑲塊底面，形成臺階，造成廢料擔在臺階上，阻礙廢料下滑。
入模量設置
中間切斷廢料刀處，上模入模量加大至7mm（一般為2mm），下模廢料刀與下模刃口交接處讓空加大到10mm（一般為5mm），非廢料刀部位入模量按正常（一般為7mm）設置。此設置的目的在于，廢料切斷后，利用上模鑲塊型面將廢料壓入刃口一級背空下部，以避免廢料回彈卡在刃口處。（圖7）
圖7 下模廢料刀與下模刃口交接處讓空舉例
外力因素設置
上模鑲塊增加大行程重型彈頂銷。布置位置：廢料滑出一側，角部易卡料區域布置一個或者多個。此設置的目的在于，廢料下滑困難時，輔以外力，對廢料強行下壓，使其滑入廢料滑道。（圖8）
圖8 彈頂銷設置舉例
小結
車門外板窗框處廢料下滑困難，一直是困擾行業的一個難題。以上所述的幾個結構優化方法，是針對多年設計和調試所出現的問題，經過思索、驗證并實施的成功更改，經模具公司多次實際應用、改進，效果顯著。這些結構優化的核心在與：加大廢料的滑出空間并輔以外力。幾種方法配合使用，基本上可以解決車門外板窗框處廢料下滑困難的難題。
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本文標題：2014產品創新數字化征文：通過模具結構優化讓車門外板窗框廢料下滑更順暢
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