针对汽车覆盖件修边冲孔模具生产的毛刺问题，本文分析了毛刺掉渣产生的原因，阐明了预防措施及解决对策，通过从产品、工艺设计和模具设计阶段入手，在模具制作中保证刃口间隙，从而有效减少了冲压的毛刺产生，提升了冲压件质量。

众所周知，所有汽车覆盖件的修边冲孔模在冲压生产过程中零件都有不同程度的毛刺存在，有的甚至无法消除。随着汽车的大批量生产和冲压自动化水平的提升，覆盖件的质量要求也在提高。特别如发罩、翼子板、车门和侧围等关键零件，其外观质量要求严格，不允许有毛刺、表面压痕缺陷，毛刺及掉渣问题带来的困惑越来越凸显。
目前大多数厂家为满足汽车的品质要求，基本上对外板件都在自动化冲压线上生产，线上从上料到出件可全部实现无人化生产，毛刺铁渣带到产品或者模具表面造成零件表面压伤的返修甚至报废是个突出问题。模具企业需重视解决修边冲孔模毛刺掉渣问题，以减少汽车覆盖件生产因毛刺掉渣带来的停机修模及冲压件返修问题。

原因分析
零件修边冲孔毛刺掉渣问题笼统分析表现在凸凹模间隙不合适、修边不同时切、刃口钝以及崩刃等原因，具体从开发过程研究，主要体现在以下几个方面：
1. 工艺设计不合理
（1）冲裁角度的相对法向冲裁角度偏大，覆盖件一般冲孔不大于15°，修边不大于20°。
（2）虽然是法向冲裁，但有侧面是带斜剪切面，刃口强度弱（见图1）。
（3）对废料刀和前后序的修边接刀处理不合理，特别是正切和侧切的交刀刃入量不合理。

   图1 侧面斜剪刃口

（4）外板周边采取一次修边，在废料刀处易产生毛刺掉渣。
2. 模具设计问题
（1）模具间隙设定不合理。
（2）材料选择不合适：对于立切部位和存在尖角部位选用铸造CH-1，火焰淬火难以满足要求。
（3）拼块分块不合理：模具分块不当造成拼块强度弱，易变形，刃口间隙不容易调整。
（4）模具刚性：模具刚性不足，模具有侧向力，设计没考虑反侧。
（5）废料刀与凸模无间隙，造成料渣堆积，毛刺掉渣易带到零件上压伤。
3. 机械加工和钳工装配问题
（1）机加时，刀块和模体安装面研合率低，后期再研配或者冲压时，造成刃口间隙不均。
（2）模具去除应力不充分，加工后应力释放变形，间隙不均匀。
（3）机床精度差，让刀造成模具间隙不均匀。
（4）模具加工时异物或加工找正偏差造成刃口与冲切运动方向不垂直。
（5）现场模具存在刃口调整及多次的补焊加工，特别钳工手工完成的刃口整改常有不垂直、不锋利且粗糙度不够问题，这些都是产生毛刺的主要原因。

预防措施
1.冲压工艺
冲压工艺设计时应注意以下几点：
（1）冲裁角度符合规范，相对法向冲裁角度大的进行工艺补充改造或工艺调整为侧修。
（2）修边有侧面是带斜剪切面，核实角度应控制在45°以内，刃口法向截面角度要接近90°，超出规范值的应考虑进行产品设变、工艺处理，必要时进行侧修。
（3）对废料刀和前后序的修边接刀处理应按规范标准实施，正切和侧切的交刀要设计合理的刃入量。
（4）外板考虑一次切边的，废料优先进行二次切断分离，如顶盖。
（5）车门等外板件优先考虑二序修边（见图2）。

图2 车门外板两次修边

2.模具结构设计
（1）冲裁间隙：板材厚度0.5～1.2mm，取双边间隙厚度的6%～8%，按产品修冲面的结构形状和产品用途不同略有取值不同。
（2）材料选择：对于立切部位和存在尖角部位，火焰淬火难以达到要求，应选用锻件CH-1或者Cr12MoV。
（3）拼块分块：凸凹模分块要考虑拼块强度，高宽比满足规范，必要时模具设计挡墙或直接反侧；拼块的设计要求考虑模具间隙容易调整，容易维修。
（4）模具刚性：模具刚性要满足要求，有侧向力的需要考虑反侧。
（5）废料刀与下凸模接触面间隙：废料刀内端与凸模放1～2mm间隙，防止铁渣堆积。
（6）下废料刀对应的上模拼块让空处要过渡尽量平缓，太急则容易产生毛刺掉渣。
（7）废料刀与下凸模设计吸渣管（见图3），或者在上模设计吹气管，保证产生毛刺掉渣及时排除。

图3 废料刀处设计吸渣管

3. 机械加工和钳工装配
刃口采取淬火后加工，提高机床精度，改进切削方式且优化参数，加工保证刃口间隙，减少钳工调整；在刀块和模体安装面研配良好的情况下，再进行刃口加工；模具加工前保证应力去除充分，或反复加工，以提高精度；钳工修研刃口时，保证刃口垂直，凸凹模间隙均匀合理。
4.现场问题对策
对于交付现场存在的毛掉渣刺问题，只能做针对性的处理：根据修边冲压出来的工序件检查修出的端面，来判断模具修冲间隙是否合适；按产品定位符型，刃口的锋利等问题做出标记，初步分析问题存在的可能性，对照产品标记检查模具相对应的工作刃面垂直度、间隙、符型和锋利等是否有缺陷，如果有缺陷做相对性的调修；铁渣的带入有的是有规律的，冲压现场的模具、调试板料带入的铁渣一般都是随机的，如果铁渣的带入确定有规律，必须结合上述方法综合分析原因找出对策；因结构原因解决不了时，需对结构进行改进，如对产品修边工艺面进行调整或对模具结构整改。
生产控制措施：保证模具使用前的干净，做好定期清理工作。
5.案例解析
图4所示为某一卡车前顶盖的修边侧修边冲孔模具，模具外形尺寸：3900mm×1585mm×1000mm；工序内容：前侧及两端侧修边冲孔，后侧正修边。
现场问题：模具交付到用户后，每一个小批量生产均出现毛刺掉渣问题，存在每次模具修好后，在确认模具间隙都合格的情况下，前30件零件质量良好，但是后面毛刺逐渐增多，毛刺产生位置均在后侧，掉渣造成零件表面压伤，用户反映强烈。
原因分析：根据零件端面产生的毛刺分析原因是凸凹模间隙大，但是每次返修后刚开始不明显，模具间隙静态检测基本满足要求。进一步分析，因前侧侧修边而后侧正修边，前后侧力量不平衡，模具结构上没有设计反侧，同时模具较长而刚性不足，中间切边时凸凹模间隙变大。
解决措施：在模具后侧增加反侧块（见图5）。经验证，反馈模具使用效果较好。

图4 前顶盖修边侧修边冲孔下模

图5 前顶盖增加反侧的结构
 

结语
随着覆盖件冲压自动化生产的应用，除了对冲压工工艺、模具结构、制造精度、模具材质和标准件质量提出了较高要求，对冲压过程的毛刺掉渣也有很高的要求。冲压过程的毛刺掉渣问题，需要我们考虑上述各种原因，从产品设计、工艺设计和模具设计源头进行预防，在制造过程加以精度保证，模具使用时合理保养维护，才能确保满足冲压件质量要求，达到减少模具维修和冲压件的返修次数，提高生产效率的目的。