汽車覆蓋件沖壓模具降低噪聲措施研究

文／趙子海，凌世權(quán)，李興勝·吉利汽車集團有限公司ME 中心

王鵬，海斯坦普汽車組件(北京)有限公司

本文主要闡述汽車覆蓋件沖壓模具的壓料芯、斜楔、修邊鑲塊等制造噪聲的部位，采用合理的模具結(jié)構(gòu)和預(yù)防措施可有效降低沖壓生產(chǎn)時產(chǎn)生的噪聲，對沖壓生產(chǎn)車間的噪聲污染有較大改善作用。

汽車覆蓋件沖壓模具產(chǎn)生噪聲的幾大因素及原因分析

汽車覆蓋件沖壓模具產(chǎn)生噪聲的幾大因素

沖裁或成形做功過程產(chǎn)生的噪聲：

⑴壓料芯做功時與下模初始接觸時產(chǎn)生的噪聲，壓料芯回程結(jié)束時與壓料芯限位接觸產(chǎn)生的噪聲。

⑵斜楔做功時斜楔滑塊與驅(qū)動塊初始接觸產(chǎn)生的噪聲，斜楔回程時斜楔滑塊與滑塊限位塊接觸產(chǎn)生的噪聲。

汽車覆蓋件沖壓模具產(chǎn)生噪聲的原因分析

⑴沖裁力或者成形力較大是產(chǎn)生沖壓噪聲的主要原因；其中沖裁過程由于沖裁行程較小，瞬間沖裁力很大，產(chǎn)生的噪聲更大。

⑵壓料芯與下凸模接觸時，瞬間沖擊產(chǎn)生噪聲是沖壓噪聲的關(guān)鍵原因之一；由于覆蓋件模具壓邊力較大，使用壓料芯氮氣缸較多，壓料芯接觸下模時產(chǎn)生的沖擊是壓料芯產(chǎn)生噪聲的主要原因。

⑶壓料芯回程結(jié)束時與壓料芯限位接觸，由于沖壓生產(chǎn)節(jié)拍較快，上模上升時壓料芯限位與靜止的壓料芯接觸瞬間，沖擊載荷較大，產(chǎn)生的噪聲是沖壓噪聲的關(guān)鍵原因之二。

⑷斜楔做功時斜楔滑塊與驅(qū)動塊初始接觸時，由于壓機滑塊下行速度較快，剛性接觸瞬間產(chǎn)生沖擊是沖壓噪聲的關(guān)鍵原因之三。

⑸斜楔回程時斜楔滑塊與滑塊回程限位塊接觸時，當斜楔滑塊重量大且滑塊回程速度較快時，接觸瞬間產(chǎn)生沖擊是沖壓噪聲的關(guān)鍵原因之四。

覆蓋件沖壓模具預(yù)防噪聲的措施

⑴成形力較大產(chǎn)生的沖壓噪聲，只能通過加大產(chǎn)品R 角、減少產(chǎn)品小造型特征等方式來減小沖壓成形力，從而降低沖壓噪聲。

⑵沖裁力較大產(chǎn)生的沖壓噪聲，目前對汽車覆蓋件鋼板零件來說主要采用上模波浪刃口方式降低沖裁力，從而降低沖壓噪聲；鋁板零件因為波浪刃口會產(chǎn)生鋁屑問題，所以鋁板件不適用波浪刃口。

上模修刀塊波浪刃口形式見圖1，波浪(波峰到波谷)距離300mm 左右，或者為修邊單個鑲塊全長，波浪刃口高低差2t，最小2mm。

圖1 修邊波浪刃口形式

⑶壓料芯與下凸模接觸時，瞬間沖擊產(chǎn)生噪聲，可通過壓料芯氮氣缸安裝采用高低交錯布置方式，減小瞬間接觸的沖擊力，從而降低沖壓噪聲；一般壓料芯壓邊力超過20 噸時，氮氣缸安裝面，按2mm 高度差做高低交錯布置，具體示例見圖2。

圖2 壓料芯氮氣缸高低交錯布置形式

⑷壓料芯回程結(jié)束時與壓料芯限位接觸產(chǎn)生的噪聲，可通過壓料芯限位處增加彈性元件接觸進行緩沖，從而減小噪聲。

歐洲一些標準里壓料芯對應(yīng)限位側(cè)銷處加圓柱形聚氨酯進行緩沖，但由于聚氨酯與側(cè)銷為線性接觸，聚氨酯受力較大，使用壽命小，需經(jīng)常更換。

后來采用卸料螺釘加聚氨酯進行限位緩沖的方式，側(cè)銷僅起安全作用，由于壓料芯與聚氨酯接觸為大面接觸，既解決了聚氨酯緩沖壽命問題，又可以降低噪聲，同時還可以保證卸料螺釘受力均衡不易斷裂。

卸料螺釘加聚氨酯的方式見圖3，緩沖聚氨酯需采用高負載用聚氨酯，肖氏硬度90A。

圖3 卸料螺釘加聚氨酯的兩種形式

⑸斜楔做功時斜楔滑塊與驅(qū)動塊初始接觸時，瞬間沖擊產(chǎn)生噪聲，非標大型斜楔可通過增加預(yù)加速，改變滑塊與驅(qū)動塊初始接觸角度來減小初始接觸受力，從而降低噪聲。

一般當非標上置斜楔滑塊重量超過200kg，且斜楔工作角度不大于30°時，為減小噪聲和沖擊力，在滑塊和驅(qū)動器之間加兩組或兩組以上預(yù)加速驅(qū)動導(dǎo)板，預(yù)加速驅(qū)動導(dǎo)板工作角度為60°；非標斜楔預(yù)加速設(shè)計見圖4，增加預(yù)加速后的斜楔行程圖見圖5。

圖4 非標斜楔預(yù)加速設(shè)計

圖5 非標斜楔增加預(yù)加速后的行程圖

⑹斜楔回程時斜楔滑塊與滑塊回程限位塊接觸時產(chǎn)生的噪聲，可通過加大斜楔滑塊和回程處限位塊緩沖距離及增加緩沖限位塊數(shù)量來降低噪聲。

國內(nèi)標準通常定義斜楔滑塊回程理論狀態(tài)距離緩沖限位塊2mm，后來我們通過把此距離加大到5mm，如圖6 所示，發(fā)現(xiàn)降低噪聲效果很好。

圖6 斜楔滑塊回程緩沖限位處距離要求

滑塊回程緩沖限位塊數(shù)量要求如圖7 所示。

圖7 斜楔滑塊回程緩沖限位塊數(shù)量要求

結(jié)束語

本文主要針對汽車覆蓋件沖壓模具的噪聲產(chǎn)生原因進行分析，并在模具結(jié)構(gòu)上采用預(yù)防措施，通過改進模具結(jié)構(gòu)，降低了汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)中的模具噪聲，可推廣用于今后模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計中。