一種商用車車架用L型連接板制造工藝

曾智聰，張 佳

（東風柳州汽車有限公司商用車事業部車架技術科，廣西柳州545005）

一種商用車車架用L型連接板制造工藝

曾智聰，張 佳

（東風柳州汽車有限公司商用車事業部車架技術科，廣西柳州545005）

介紹一種新型商用車車架總成用L型連接板的制造工藝。運用創新的模具設計方案提供新的沖孔工藝，結合新的折彎定位方式，加上圓弧修邊模具通用性設計方案，在提升L型連接板的制造精度及生產效率的同時，改善連接板的外觀質量。

L型連接板；工藝；創新；質量；效率

車架總成是商用車的基礎，是汽車的脊梁。汽車上的其他大總成都裝配到車架總成上，車架總成既是承載結構同時又是傳力構件，車架總成的制造精度直接影響整車的性能。車架總成主要是由左右兩根縱梁與橫梁通過L型連接板（橫梁與L型連接板裝配成橫梁小總成）進行裝配而成，如圖1所示。

圖1 車架總成簡易圖示

按照車架總成主要控制幾何尺寸，通過尺寸鏈分解得出L型連接板的主要幾何尺寸為翼面孔邊距A，腹面孔邊距B，折彎角度θ，如圖2所示。

圖2 L型連接板簡易圖示

改進并局部創新L型連接板的制造工藝，適用于我司目前種類多但批次產量少的L型連接板的生產，在降低生產成本的同時提升制造精度及外觀質量。

1 基本設計思路

一臺車架總成平均配6個橫梁小總成，1個橫梁小總成配4個L型連接板，所以一個車架總成平均約需要24件L型連接板，其產量巨大，所以在制訂制造工藝的時候，要求考慮產品質量的同時兼顧生產成本，即要求生產效率高。本文就創新開發的一種L型連接板的制造工藝進行分析，其工藝步驟為：“下料→沖孔→修圓弧→折彎”，如圖3所示。

圖3 創新L型連接板加工工藝

2 工藝步驟及分析

2.1 工序一：下料

下料工序主要是完成L型連接板方塊料的剪切工作，從產品質量及生產效率角度考慮，采用機械剪床下料的效率較采用液壓的效率高[1]，所以可以優先考慮采用機械式剪床。剪床下料的最大偏差值為±2 mm，僅影響最終完工件的外形尺寸，不會影響上述三個主要尺寸，所以在此不進行展開敘述。

2.2 工序二：沖孔

目前L型連接板孔加工工藝主要包括模具沖孔及數控沖孔（即采用數控沖床進行孔加工），兩種制造工藝各有優劣，見表1.

表1 三種沖孔方式特點對比表

為了區分連接板的孔位特性，我司通常將連接板分為標準化與非標準化孔位，前者要求滿足翼面孔孔徑及孔組間距固定、腹面孔孔徑一致、孔間距為50的倍數及孔布置在同一直線上，不滿足這些要求的則屬于非標準化孔位。按照我司產品結構進行分析發現，采用標準化孔位的L型連接板產量占約62%，種類約30種，全部投制沖孔模成本高且存在產品尺寸變更等風險。

針對上述問題，本文介紹一種創新L型連接板通用沖孔模，創新點在于連接板的翼面孔與腹面孔分開沖，與傳統的孔位整體沖存在部分差異，即先沖制腹面孔，再以腹面孔為定位孔沖制翼面孔，模具實物圖如圖4所示。

圖4 通用沖孔模實物圖

通過表1，總結出本工藝方案與傳統兩種制造工藝的主要特點。

此方案可有效解決質量與效率無法兼顧的難題。注：通用沖孔方案僅適合標準化孔位的L型連接板。

2.3 工序三：折彎

本工序直接決定上述3個重點尺寸（圖2中所示的A、B、θ），折彎角度θ可以通過控制壓力機上滑塊的行程控制，與傳統方式一致，在此不展開敘述。

另外2個重點尺寸（圖2中所示的A、B），傳統采用工件的外形邊進行定位，通過尺寸鏈分析存在三重誤差累積：一是孔到定位邊的距離偏差，二是孔間距偏差，三是折彎過程中的定位誤差，三重誤差累積值為0.5+0.3+0.5=1.5 mm，且無法確保重點尺寸得到優先保證。本文的解決方案是采用孔定位折彎。采用孔定位折彎，只有2個誤差累積，即孔間距偏差及折彎過程中的定位精度誤差，兩重誤差累積值為0.3+0.3=0.6 mm，其中孔間距偏差為0.3 mm，與上述偏差一致，而定位精度誤差可以通過調整墊板厚度控制在0.3 mm范圍內（墊板厚度制造精度為0.1 mm），如圖5所示。

圖5 折彎定位簡易圖示

2.4 工序四：修圓弧

按照國際大廠例如VOLVO商用車所用L型連接板基本為圓弧外形，圓弧外形較直邊外形可以減少重量約8%，而且外觀質量佳。通過L型連接板的CAE受力分析發現（顏色越深代表受力越大），受力最大的位置主要集中在腹面圓孔附近，如圖6所示，連接板翼面采用圓弧外形對受力情況影響基本可以忽略，所以連接板在本工藝中要求達成圓弧外形。

圖6 橫梁小總成及L型連接板受力CAE分析三維視圖

模具修邊存在質量穩定但是尺寸固定的特點，所以必須在產品設計階段完成連接板尺寸整合，達到模具通用的要求，從而達成效率及成本的指標要求[2]。根據產品設計要求，L型連接板的翼面高尺寸必然會根據車架總成寬度及縱梁厚度的變化而變化。外形尺寸必須要有一個值隨翼面高尺寸的變化而變化，如圖2中的L尺寸。通過圖6的CAE分析圖可以看出，翼面尖角處均為受力小的位置，翼面尺寸L不鎖定的同時也滿足模具制造及生產制造的要求，最終確定圓弧外形尺寸固定，但是前提是允許D值浮動，即允許尺寸在某個范圍內變動。

3 結束語

通過對L型連接板的制造工藝的創新及改善，提升了其制造精度，重點尺寸得到保證，同時提升了生產效率及外觀質量，最終提升了產品的市場競爭力。整套工藝進入實際生產應用超過2年，有效驗證了工藝方案的可行性。

[1]王孝培.沖壓手冊[M].北京：機械工業出版社，2000.

[2]沈景明.機械工業技術經濟學[M].北京：機械工業出版社，1980.

A Kind of Commercial Vehicle Frame With L Connection Board Manufacturing Process

ZENG Zhi-cong，ZHANG Jia
（Dongfeng Liuzhou Automobile Co.，Ltd.，Commercial Vehicle Division Frame Engineering Department，Liuzhou Guangxi 545005，China）

This paper introduces a new type of commercial vehicle frame assembly with L-shaped connecting plate manufacturing process.Mold design scheme of the innovation to provide the new punching process，combined with the new way of bend positioning，combined with circular arc trimming mould design scheme of commonality in ascension L connection plate manufacturing precision and production efficiency at the same time，improve the appearance quality of connection plate.

L connecting plate；process；innovation；quality；efficiency

U466

A

1672-545X（2016）11-0150-03

2016-08-28

曾智聰（1984-），男，廣西桂林人，本科，助理工程師，主要從事商用車厚板沖壓及焊接工藝管理工作。