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技术领域

本发明涉及汽车模具技术领域，特别涉及一种汽车冲压模具的锐棱修复 方法。

背景技术

大众集团本世纪初采用独具特色的锐利设计，将展示车身特色棱线(即 特征线)的锐度半径R做到接近0值(下文中简称“车身锐棱”)，使汽车更 加硬朗、有型、时尚、动感。这种车身锐棱通过具有锐棱的冲压件模具冲压 制造而成，即先将模具的凸模棱线R挑铣为零，并用凹模配合凸模棱线R进行 强压成形，使冲压板料充分包裹棱线R成形出极锐利的造型，来实现车身零件 的锐棱效果。

车身锐棱冲压模具在实际生产时存在以下问题：1、锐棱成型区的模具棱 线太锐，在高速、高压的冲压生产条件下易磨损，磨损后的模具棱线会导致 生产状态变化和冲压件棱线效果的变差，反映到整车上会导致车身棱线变钝、 棱线锐度不均匀等质量问题。2、冲压模具锐棱在模具服役期内意外损伤是无 法避免的(例如杂物垫伤、打磨损伤等)。总之，车身锐棱冲压模具的锐棱 容易发生变形，影响车身锐棱的成形质量。

为了解决上述问题，现有的三种解决方法是将车身锐棱冲压模具复制后 重新研配；或者对模具进行整体降铣后再重新研配；或者新项目模具做两套 相同的凸模互为备用。但是前两种方式成本太高(成本在一百万元以上)， 周期长(时间10个月以上)，很难满足生产需求。因为模具生产过程中出现 意外损伤后，需要短时间内(一周之内)对车身锐棱冲压模具完成修复，否 则引起停产等重大经济损失；第三种方法经济性差，成本高。

综上所述，如何解决车身锐棱冲压模具的锐棱修复成本高、周期长的问 题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽车冲压模具锐棱修复方法，以 降低模具锐棱修复成本，缩短修复周期。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种汽车冲压模具的锐棱修复方法，包括步骤：

S01、对汽车冲压模具进行型面分析，根据分析结果确定汽车冲压模具的 修复区域和修复量；

S02、在所述修复区域开坡口，在所述坡口内进行烧焊，焊材填满所述坡 口；

S03、根据所述步骤S01中确定的所述修复量，对烧焊后的修复区域进行 机械加工，使修复区域的型面恢复到设计型面。

优选的，在上述的汽车冲压模具的锐棱修复方法中，所述步骤S03之后还 包括步骤S04：对机械加工后的修复区进行手工研修光顺处理。

优选的，在上述的汽车冲压模具的锐棱修复方法中，所述步骤S04之后还 包括步骤S05：对修复后的锐棱的型面修复结果进行检测。

优选的，在上述的汽车冲压模具的锐棱修复方法中，所述步骤S01中的所 述对汽车冲压模具进行对型面分析为通过光学扫描设备获取汽车冲压模具的 表面点云数据，将获取的表面点云数据与汽车冲压模具的理论数模或投产时 原始型面状态进行对比分析。

优选的，在上述的汽车冲压模具的锐棱修复方法中，所述步骤S02中的烧 焊采用焊丝封边、分层焊接、分组焊接和分序焊接相结合的焊接方法；所述 焊丝封边为在焊接之前先将焊丝固定于坡口的四周边缘内壁上；所述分层焊 接为沿所述坡口的深度方向由内之外分若干层先后进行焊接；所述分组焊接 为在进行分层焊接的最外一层焊接时，沿坡口的长度方向将坡口分成若干组， 沿坡口的长度方向逐组焊接；所述分序焊接为在进行分组焊接的每组焊接时， 每组焊接沿坡口的长度方向分成若干段，每段包括若干焊接顺序，按照该顺 序进行每段的焊接，且段与段、组与组之间的连接处交错焊接。

优选的，在上述的汽车冲压模具的锐棱修复方法中，所述步骤S03中的机 械加工包括以下步骤：

S031、对中：利用汽车冲压模具的定位孔进行定位找正；

S032、对刀：检查刀具轨迹及加工程序是否准确；

S033、粗加工：一次加工后余量为0.15mm～0.25mm；

S034、精加工：一次加工后余量为0.02mm-0.06mm；

S035、检查是否存在裂纹，补堵砂眼。

优选的，在上述的汽车冲压模具的锐棱修复方法中，所述步骤S032中的 对刀工序还包括利用白色显像剂来辅助调整刀具Z向加工零点。

优选的，在上述的汽车冲压模具的锐棱修复方法中，所述步骤S04中的手 工研修光顺处理在进行研修时要整体均匀降低高度，研修时在整体范围内要 交叉研修全遍，再整体轻轻光顺一遍，且两次研修区域停止位置不重合；棱 线处研修到最后要留量，用油石或合金研板光顺，防止棱线处被打低；最后 用油石包砂纸沾洗油整体抛光使整体顺接好；研修范围至修边线处。

优选的，在上述的汽车冲压模具的锐棱修复方法中，所述步骤S05中的对 修复后的锐棱的型面修复结果进行检测的方法为：通过光学扫描设备获取修 复后的汽车冲压模具的表面点云数据，取修复后的锐棱截面弧线与汽车冲压 模具的理论数模的锐棱截面弧线进行对比，将理论数模的锐棱截面弧线与修 复后的锐棱截面弧线截取相同弦长的弧段后同心对齐，取对齐后两个拟合圆 的弦高差值作为评价锐棱变化的一个标准检测值，标准检测值越小，则修复 程度越高。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的汽车冲压模具的锐棱修复方法先对汽车冲压模具进行型面 分析，根据分析结果确定汽车冲压模具的修复区域和修复量，之后在修复区 域开坡口，在坡口中进行烧焊，焊材填满坡口，根据修复量对烧焊后的修复 区域进行机械加工，使修复区域的型面恢复到设计型面。可见，通过对汽车 冲压模具进行型面分析，确定局部修复区域，通过局部烧焊和机械加工完成 锐棱的修复，与现有的将车身锐棱冲压模具复制后重新研配或者对模具进行 整体降铣后再重新研配相比，大大降低了成本，缩短了修复周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的锐棱修复方法的流程示 意图；

图2为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的坡口底层焊接顺序示意 图；

图3为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的坡口盖面焊接顺序示意 图；

图4为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的锐棱修复方法的锐棱修 复结果检测时锐棱偏心示意图；

图5为本发明实施例提供的一种汽车冲压模具的锐棱修复方法的锐棱修 复结果检测时等弦长锐棱同心示意图。

其中，箭头方向为焊接方向，数字表示为焊接顺序，A为实际测量的锐棱 截面弧线、B为理论数模的锐棱截面弧线。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种汽车冲压模具的锐棱修复方法，能够降低汽 车冲压模具的锐棱修复成本，缩短了修复周期。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供了一种汽车冲压模具的锐棱修复方法，以 下简称锐棱修复方法，包括以下步骤：

步骤S01、模具型面分析；对汽车冲压模具进行型面分析，根据分析结果 确定汽车冲压模具的修复区域和修复量。

步骤S02、在修复区域开坡口，坡口参数根据不同的汽车冲压模具并结合 实际经验确定；根据汽车冲压模具材质和坡口参数选择合适的焊丝，在坡口 内进行烧焊，焊接完成后，焊材填满坡口，使修复区域具有足够的机械加工 余量。焊接可采用拉延模棱线堆焊机。

步骤S03、根据步骤S01中确定的修复量，对烧焊后的修复区进行机械加 工，使修复区域的型面恢复到设计型面，即原始型面，修复汽车冲压模具的 锐棱。

上述的锐棱修复方法通过对汽车冲压模具进行型面分析，确定局部修复 区域，通过局部烧焊和机械加工完成锐棱的修复，与现有的将车身锐棱冲压 模具复制后重新研配或者对模具进行整体降铣后再重新研配相比，大大降低 了成本，缩短了修复周期。

进一步地，在本实施例中，步骤S03之后还包括步骤S04：对机械加工后 的修复区域进行手工研修光顺处理，使修复后的锐棱型面更加接近于原始型 面，并使修复区域与其它区域平顺过渡，提高修复质量。

更进一步地，在本实施例中，步骤S04之后还包括步骤S05：对修复后的 锐棱的型面修复结果进行检测，检测其是否与理论设计的锐棱型面相一致。

在本实施例中，步骤S01中的对汽车冲压模具进行对型面分析具体为：通 过光学扫描设备(可以是激光扫描或蓝光扫描)获取汽车冲压模具的表面点 云数据，将获取的表面点云数据与汽车冲压模具的理论数模或投产时原始型 面状态进行对比分析，本实施例采用的一种光学扫描设备为ATOS三维光学扫 描仪。根据对比分析的结果确定修复区域和修复量。

在本实施例中，步骤S02中的烧焊具体采用焊丝封边、分层焊接、分组焊 接和分序焊接相结合的焊接方法，避免了局部焊接缺陷的产生。其中，焊丝 封边为在焊接之前先将焊丝固定于坡口的四周边缘内壁上，可通过点焊固定， 然后焊枪由工件位置引弧至固定于坡口四周边缘内壁上的焊丝，使焊丝全熔， 避免边缘收缩咬边，从而避免焊材与坡口边缘之间存在气孔等缺陷。

分层焊接为沿坡口的深度方向由内之外分若干层先后进行焊接，具体地， 可先在坡口的边缘区域和坡口的底部区域焊接一层铺底，再依次对铺底区域 进行盖面烧焊，每层焊接均选用合适的焊丝，优选地，盖面用焊丝的硬度较 高，焊接的层数根据汽车冲压模具和坡口的深度进行确定，可以是两层、三 层。

分组焊接为在进行分层焊接的最外一层焊接时，即进行盖面焊接时，沿 坡口的长度方向将坡口分成若干组，沿坡口的长度方向逐组焊接。采用分组 焊接时为了避免热量不均导致焊接缺陷的产生。当然，对于其它层的焊接也 可以采用分组焊接。

分序焊接为在焊接全过程中按照一定顺序进行焊接，具体为在进行分组 焊接的每组焊接时，每组沿坡口长度方向分成若干段，每段内包括若干焊接 顺序，按照该顺序进行每段、每组的焊接，且段与段之间的连接处交错焊接， 且及时对量不够的地方进行补焊。图2给出了一种汽车冲压模具的坡口底层的 焊接顺序，图2中的数字表示焊接的顺序号，图3给出了坡口盖面的焊接顺序， 包括沿坡口长度方向依次为第一组、第二组等，第一组内沿坡口方向分成三 段，其它组与第一组的顺序类似。分序焊接是为了进一步地避免热量不均导 致焊接缺陷的产生。

通过上述的焊接方法，能够实现对汽车冲压模具的局部焊接修复，且不 会产生边缘咬边、变形、裂纹、气孔等焊接缺陷，保证了修复后的锐棱的使 用稳定性。

在本实施例中，步骤S03中的机械加工具体包括以下步骤：

步骤S031、对中：利用汽车冲压模具的定位孔进行定位找正。

步骤S032、对刀：检查刀具轨迹及加工程序是否准确。

步骤S033、粗加工：根据不同情况，选取合适加工参数进行粗加工，一 次加工后余量为0.15mm～0.25mm。更具体地，例如可选用φ30mm刀具，确定 步距为1.0mm，一次加工后留加工余量0.2mm，一个区域加工运行时间18-22 分钟。

步骤S034、精加工：选取合适加工参数进行精加工，刀具轨迹可根据实 际需要进行调整，重点在于控制进给量和走刀方向，一次加工后余量为 0.02mm-0.06mm。具体地，例如可选用φ30mm刀具，确定步距为0.4mm，一 次加工后留加工余量0.02mm，一个区域加工运行时间54-66分钟。

步骤S035、检查是否存在裂纹，补堵砂眼。

进一步地，对步骤S032中的对刀操作进行优化，对刀时还可利用白色显 像剂来辅助调整刀具Z向加工零点。使对刀更加精确。

在本实施例中，步骤S04中的手工研修光顺处理具体为：在机械加工完成 后，采用砂轮机、油石、合金研板和不同型号砂纸，对加工区域进行手工研 修光顺处理。研修时的要领为在进行研修时要整体均匀降低高度，研修时在 整体范围内要交叉研修全遍，再整体轻轻光顺一遍，且两次研修区域停止位 置不重合；棱线处研修到最后要留量，用油石或合金研板光顺，防止棱线处 被打低；最后用油石包砂纸沾洗油整体抛光使整体顺接好；研修范围至修边 线处。

手工研修后的汽车冲压模具的锐棱状态需要进行定量的测量和分析，但 锐棱尖锐的造型导致三坐标测量设备无法对其进行测量。因此需要一种新的 方式来测量和判定汽车冲压模具的锐棱修复状态的好坏。通过研究，发现锐 棱磨损的根本原因是棱线截面圆弧变钝，如图5所示，磨损后，汽车冲压模具 的理论数模的锐棱截面弧线B变大为实际测量的锐棱截面弧线A(即修复后的 锐棱截面弧线A)。因此，理论数模的锐棱截面弧线B与实际测量的锐棱截面 弧线A同心布置后的弧顶高度差值L理论上可以作为衡量锐棱变化的尺度。但 是，实际的生产过程中，制件锐棱往往不能与理论数模完全成形一致，再加 上测量和装夹的误差，实际测量的锐棱截面弧线A与理论数模的锐棱截面弧线 B并不同心，如图4所示。这种情况下继续用弧顶高度差值L作为评价指标会导 致结果误差。为解决这个问题，在本实施例中，步骤S05中的对修复后的锐棱 的型面修复结果进行检测的方法为：通过光学扫描设备获取修复后的汽车冲 压模具的表面点云数据，取修复后的锐棱截面弧线A与汽车冲压模具的理论数 模的锐棱截面弧线B进行对比，在理论数模的锐棱截面弧线B上截取一定弦长 的弧段，并在修复后的锐棱截面弧线A上截取相同弦长的弧段，将两段弦长相 同的弧段的两端对齐，即可完成同心对齐，取对齐后的两个拟合圆的弦高差 值L作为评价锐棱变化的一个标准检测值，标准检测值越小，则修复程度越高， 弦高差值L为负，则表示变钝，弦高差值L为正值，则表示变锐。在进行步骤 S01中的模具型面分析时也采用与步骤S05中类似的方法确定修复区域和修复 量。

汽车冲压模具的锐棱修复方法可以是针对凸模进行锐棱修复，也可以针 对凹模进行锐棱修复。尤其地，当修复凸模后，通过上述S05方法检测修复效 果不明显时，可以对凹模相应位置进行优化处理(刷镀或烧焊研修)，加大 成形的强压来保证修复效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。