汽車覆蓋件修邊毛刺問題是所有模具企業面臨的疑難問題，國外一些先進模具企業的覆蓋件修邊毛刺一次通過率在90%左右，而國內大部分企業一次通過率僅約60%~70%，由此造成的返工返修不僅降低了模具生產效率，還提高了製造成本，降低了企業的競爭力。由於當前開發技術、加工精度及生產成本等因素，30%以上的車身鈑金件衝壓缺陷是由修邊模造成的，修邊毛刺則是缺陷中最常見的問題。
修邊毛刺產生的原因分析
在衝壓過程中，產品修邊時產生不同程度的毛刺是不可避免的。
毛刺產生的主要原因有：①模具凸、凹模之間的間隙不良；②模具凸、凹模刃口磨損或其他原因變鈍。
改善修邊毛刺的解決方案
1副模具的製造包括工藝設計、結構設計、數控加工和鉗工裝配等步驟，為改善衝壓件毛刺多、毛刺難除等問題，提高產品一次通過率，以下將從上述4個方面進行改善。
1、工藝設計的改善
01、衝壓件修邊工序的修邊線由Autoform軟件反算出來，整體修邊線在公差範圍內，但局部位置存在微觀不平的鋸齒形狀，波峰與波谷的高度差約0.2mm，加工誤差大，如圖1所示。
圖1 修邊線
圖2 修正後修邊線
鉗工在調整刃口間隙時很容易把波峰拋掉造成局部間隙過大，此外，在修邊線轉角處曲線不規則有尖角是造成後期轉角毛刺的主要原因之一。
改善方案
修邊線經CAE軟件計算完成後，結合衝壓件特徵形狀及轉角處圓角進行手工修正，以保證衝壓件圓滑過渡。將鋸齒形狀的刃口改為圓弧形狀，鉗工調整刃口間隙時順著圓弧形狀進行研修，減少因尖角研修而出現間隙過大的問題，如圖2所示。
轉角處儘量保證是圓弧曲線，圓角要在R3mm以上，改善加工性能，避免轉角處出現尖角。
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圖3 修邊示意圖
修邊衝裁角度也是影響修邊毛刺的重要因素，工藝設計時由於零件工藝性差，鈍角切邊大於30°（見圖3（a））或銳角切邊小於15°（見圖3（b））都會造成修邊毛刺。
改善方案
圖4 修邊刃口改善
鈍角修邊時，在鈍角刃口作出局部平臺，如圖4（a）所示，一般為3倍料厚，但不超過5mm，間隙趨於0；銳角刃口要考慮在銳角刃口處設置厚度為2mm的寬平臺，如圖4（b）所示，間隙取常規即可。
2、結構設計的改善
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圖5 凸、凹模韌帶過長
圖6 凸、凹刃口不垂直
模具結構設計時，如果凸、凹模韌帶過長，會給數控加工和調整刃口間隙造成困難，如圖5所示。韌帶過長，導致凸、凹模刃口垂直度誤差大，如圖6所示。模具工作時，上模刃口與下模刃口間隙會磨損較快，從而使鈑金件毛刺變大。
改善方案
（a）鑄件刀塊
（b）鍛件刀塊
圖7 修邊刀塊韌帶設計規範
凸、凹模韌帶長度按圖7所示設計，鑄件刀塊韌帶長度為25mm（見圖7（a）），鍛件刀塊韌帶長度為10~15mm（見圖7（b））。
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若衝壓件修邊時存在側向力，沒有采取合理抵消側向力的措施，也是造成鈑金件毛刺變大的重要因素。
圖8 平衡修邊側向力的凸模設計
解決方案
為平衡衝壓件修邊時的側向力，凸模設計反側向力結構，如圖8所示，凸模切邊一側切入量為7mm，反側向力一側切入量為17mm，反側向力一側提前切入10mm，起到抵消側向力的作用。
03、修邊刀塊的尺寸大小對衝壓件毛刺的產生也有較大的影響，若凸、凹模刀塊寬與高的比例太小，那麼刀塊的緊固性和穩定性都很差，修邊時刀塊刃口磨損較快，凸、凹模間隙會逐漸變大，加快毛刺的產生。
改善方案
圖9 鍛件刀塊尺寸設計
模具凸、凹模切邊刀塊分為鍛件刀塊和鑄件刀塊2種結構。鍛件刀塊尺寸設計如圖9所示，其中：刀塊高度A：50mm≤A≤200mm；刀塊寬度B：B≥（1.2~1.5）A。
圖10 鑄件刀塊尺寸設計
圖11 鑄件刀塊加強筋設計
鑄件刀塊尺寸設計如圖10所示，其加強筋設計如圖11所示，其中：a≤200mm；40mm≤b≤60mm。刀塊刃口部分厚度T如表1所示。
3、數控加工的改善
修邊凸、凹模刃口間隙過大或過小、刃口避讓加工不良、角部清角不良，都會使衝壓件產生毛刺。數控加工時，凸、凹模刃口輪廓清角不良，加大了鉗工研配的工作量，還容易產生毛刺，如圖12（a）所示，數控加工刃口輪廓不良，凸、凹模刃口輪廓凹凸不平，如圖12（b）所示。
（a）凸、凹模刃口輪廓清角不良
（b）凸、凹模刃口輪廓凹凸不平
圖12 數控加工凸、凹模刃口缺陷
改善方案
①精加工完成後，增加檢測點數，數控編程檢測；②檢測時使用高精度百分表，保證檢測數據的精度；③刃口避讓採用專用刀具進行加工，保證滿足設計要求。
圖13 數控加工合格的修邊刀塊刃口
如圖13所示的數控加工修邊刀刃口，其加工精度和清角精度都達到了預期效果，減輕了鉗工的工作量和降低了毛刺出現的機率。
4、鉗工裝配改善
鉗工裝配過程中導致製件產生毛刺的原因主要有：
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圖14 凸、凹模刃口間隙調整不合理
修邊刀塊調整間隙時，間隙過大，刀塊刃口補焊，需重新加工和調整，如圖14所示。
改善方案
明確衝壓不同料厚的凸、凹模刃口間隙，制定明確的調整間隙作業規範和作業指導書。間隙選取原則：落料尺寸取決於凹模尺寸（基準側）；衝孔尺寸取決於凸模尺寸（基準側）。凸、凹模刃口間隙的選取如表2所示。
圖15 立切修邊
對於立切修邊如圖15所示，刀塊刃口線與斜面上的最大斜線平行，允許最小θ角可參照表3選取，衝裁間隙按常規（表2）選用；若立切角度θ不滿足表3要求，需改進凹模刃口結構，並取小間隙衝裁；對於接近90°立切，衝裁間隙趨於0。
02、刀塊刃口不垂直，反覆衝壓或更換機床後，刀塊刃口磨損過快，凸、凹模間隙變大導致衝壓件產生毛刺。
刀塊刃口不垂直的原因主要有：①數控加工刀塊刃口垂直不良；②加工前，刀塊安裝時安裝面有異物，會導致刃口加工不垂直。
圖16 刀塊刃口不垂直
圖16所示為刀塊垂直度不好，凸、凹模間隙調節過小，導致刀塊刃口間隙不均勻，通過紅丹驗證可見紅丹分佈不均。
改善方案
制定刀塊刃口垂直的技術要求和作業規範，加強鉗工的作業技能的培訓。刀塊安裝前仔細檢查是否有異物，鑲件及鑲件螺釘孔是否有毛刺並及時清理。
03、定位銷配合不良。拆裝後刀塊不能良好定位，導致刃口間隙不均，衝壓件產生毛刺，如圖17所示。
圖17 定位銷配合不良
改善方案
制定銷釘孔的技術要求和作業規範，對於鍛件刀塊需嵌銷釘軟套，以便刀塊整體淬火後加工銷釘孔。
04、刀塊刃口淬火硬度不夠，反覆衝壓導致衝壓件產生毛刺。
改善方案
對於鑄鋼刀塊一般選擇火焰淬火（只淬火刃口部分），刃口硬度為58~62HRC，鍛鋼類刀塊整體淬火，刃口硬度為58~62HRC。為保證刀塊淬火的均勻性和淬火後的硬度，鑄鋼類刀塊的長度一般不超過350mm，鍛鋼類刀塊長度一般不超過300mm
（a）合格的修邊刀塊
（b）合格的衝壓件
圖18 改良後的刀塊和成形的衝壓件
在工藝、設計、加工、鉗工裝配、熱處理等一系列改良的基礎上製造的修邊模刃口相對合理，滿足汽車覆蓋件的衝壓成形，最終得到沒有毛刺的合格衝壓件，如圖18所示。
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