汽車沖壓件制造工藝分析

湯偉平

摘 要：汽車沖壓件制造是汽車制造的重要部分，文章主要分析汽車沖壓件制造工藝。以沖壓件圖為主要出發(fā)點(diǎn)，指出其經(jīng)濟(jì)性與工藝性，以沖壓工序及工序組合強(qiáng)調(diào)工藝過程，分析工藝方案的設(shè)計及模具的設(shè)計，最后將沖壓設(shè)備的選擇與設(shè)計原則相結(jié)合。通過分析突出沖壓件制造工藝的相關(guān)重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：汽車沖壓件；制造工藝；分析

沖壓工藝的過程關(guān)系到模具的設(shè)計，而模具的良好結(jié)構(gòu)設(shè)計為沖壓件工藝提供保障。通常對沖壓工藝的改動，會引起模具的報廢或返工等不良現(xiàn)象，由于差異性的存在，零件的制作存在多樣化的方案可供選擇。汽車沖壓件的制造中，其工藝需結(jié)合相關(guān)原則，如生產(chǎn)高效、技術(shù)性、安全、經(jīng)濟(jì)等，對零件的選擇需依照相關(guān)要求完成，使?jié)M足要求的零件與良好的制作工藝相結(jié)合，從而呈現(xiàn)出更好的經(jīng)濟(jì)效果，發(fā)揮更佳的技術(shù)創(chuàng)造效果。因此，對汽車沖壓件工藝進(jìn)行分析有一定重要性。

1 分析沖壓件圖

沖壓工藝方案分析和制定的依據(jù)是產(chǎn)品零件圖，因此在分析設(shè)計沖壓工藝過程的時候需從零件圖入手，在此主要是從沖壓件圖的經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性上考慮。

1.1 經(jīng)濟(jì)性

沖壓加工的應(yīng)用頗具廣泛性，此工藝操作簡便，具有較高的生產(chǎn)率。沖壓加工中，其經(jīng)濟(jì)性因模具的高費(fèi)用對生產(chǎn)批量的影響而受到了沖擊，批量與沖壓單件的加工成本成反比，批量越小，其成本則越高，由此若零件制作在少數(shù)的情況下，通過其他方法制作比較經(jīng)濟(jì)。因此，在沖壓件制作中，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)綱領(lǐng)，使沖壓工藝的制造實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最大化。

1.2 工藝性

沖壓件制造工藝體現(xiàn)零件難易度，從工藝上，主要分析精度、材料性能、尺寸等，基本要求應(yīng)符合于沖壓工藝。另外，工藝性的良好體現(xiàn)還在于，操作簡便、工序少、質(zhì)量穩(wěn)定、材料消耗少等。一般情況，沖壓件在結(jié)構(gòu)、精度方面會影響到?jīng)_壓件工藝，若零件具有較差的工藝性，應(yīng)對零件圖進(jìn)行適當(dāng)修改并完善，以確保工藝性。

2 沖壓件工藝過程

2.1 基本沖壓工序

翻邊、落料、剪裁、沖孔等工序在沖壓工序中較為普遍。每道工序均存在各自的特性，差異具有顯著性。對于平板件中的型孔而言，主要工序有剪切、落料、沖孔，而開口筒形件應(yīng)包括拉深工序。對特定零件，則需進(jìn)行相關(guān)計算，并分析，以將工序性質(zhì)確定。如油封外夾圈以及內(nèi)夾圈沖壓件，兩者在外徑以及直邊高度方面具有差異性，計算并分析后，外夾圈沖壓工序?yàn)榉叀⒗睢⒙淞稀_孔，內(nèi)夾圈則除去拉深工序即可。

2.2 確定沖壓次數(shù)

沖壓次數(shù)主要指對同一工序的重復(fù)次數(shù)。如拉深工序，則可通過對材料的形狀、特質(zhì)等進(jìn)行計算，將拉深次數(shù)確定下來；翻邊工序，則可通過計算材料的變形程度、尺寸等以確定工序次數(shù)。為適當(dāng)減少工序次數(shù)，發(fā)揮材料塑性特征，應(yīng)在結(jié)合工序質(zhì)量的基礎(chǔ)上將工序順序進(jìn)行更為合理的安排。

2.3 工序組合

沖壓件的制造可以衍生出多道工序，因此在設(shè)定工藝方案時，應(yīng)注重工序的組合，可單個工序也可多道組合。沖壓件在精度、尺寸、生產(chǎn)批量等方面的因素，關(guān)系到模具的選擇。若生產(chǎn)具有大批量性質(zhì)，則應(yīng)將沖壓工序組合實(shí)施，選擇復(fù)合模或連續(xù)模沖壓；而小批量生產(chǎn)則應(yīng)選簡便工序模。若沖壓件出現(xiàn)尺寸過小，采用單工序會降低生產(chǎn)率，且不具方便性，所以應(yīng)選擇復(fù)合模或連續(xù)模的沖壓。

3 各工序工藝方案的設(shè)計

沖壓工序方面工藝方案的設(shè)計應(yīng)以總體零件工藝方案為基礎(chǔ)，確定特定工序的加工方式，工藝參數(shù)在工序中的確定，在沖壓工序中，以其成形極限作為主要根據(jù)，對必要的工藝進(jìn)行計算，如彎曲件的半徑、翻邊的高度等；確定毛坯形狀、大小以及合適的下料方式，計算材料的利用率，確定工序成形力，將工序需消耗的時間、材料等確定在一定范圍內(nèi)，通過相關(guān)計算，繪出各道工序的工件圖。

4 模具的設(shè)計

4.1 模具結(jié)構(gòu)形式和類型的確定

沖壓件的工藝方案確立后，以安全簡便的操作為基礎(chǔ)，確定對單一模或復(fù)合模及連續(xù)模的選擇，模具的結(jié)構(gòu)形式、強(qiáng)度、壽命要求等應(yīng)協(xié)調(diào)于其類型。復(fù)合模中，強(qiáng)度問題的出現(xiàn)較為普遍，主要表現(xiàn)在沖孔、翻邊、落料集中出現(xiàn)的狀況，其翻邊高度小則無法使強(qiáng)度方面的要求得到滿足。

4.2 工件定位方式的可靠選擇

設(shè)計基準(zhǔn)關(guān)系到定位基準(zhǔn)，后者應(yīng)與前者相重合，不然則應(yīng)重新分配公差，工藝尺寸則由設(shè)計尺寸的轉(zhuǎn)換而得出。但此方式對零件加工精度方面有較高的要求。對不同的模具進(jìn)行多工序的沖壓來進(jìn)行零件制作時，其工序基準(zhǔn)應(yīng)保證一定的統(tǒng)一性。定位要確保可靠，則應(yīng)進(jìn)行高精度選擇，在沖壓時，定位表面應(yīng)以不發(fā)生變形以及移動為基準(zhǔn)，零件形狀的各異會引起定位表面的相應(yīng)變化。平板零件與一孔及兩孔定位較合適，形體定位在彎曲件上較為適用，拉深件則應(yīng)選凸緣定位。

4.3 制作規(guī)范

模具工作零件在制作環(huán)節(jié)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，在計算、定位、壓料、緊固等方面都應(yīng)依規(guī)范行事。若壁厚沖頭較小且長、凹模偏薄，應(yīng)強(qiáng)化校核，確定凹模的尺寸、結(jié)構(gòu)，進(jìn)行設(shè)計，依照周界模架的選用，以確保模具的閉合高度、大小、壓力適應(yīng)于相關(guān)設(shè)備，并畫出模具結(jié)構(gòu)的相關(guān)草圖。

4.4 繪制模具總裝配圖

將模具結(jié)構(gòu)草圖作為有力基礎(chǔ)，繪制總裝配圖。裝配圖中，零件之間關(guān)系應(yīng)清晰明了，相關(guān)剖面圖、投影圖等應(yīng)得到呈現(xiàn)，畫出工件圖，注明相關(guān)要求，填寫零件明細(xì)。

4.5 繪制模具零件圖

根據(jù)總裝配圖，拆繪模具零件圖，標(biāo)注材料、公差、尺寸、熱處理等于零件圖上。

5 合理選擇沖壓設(shè)備

結(jié)合沖壓力需求、模具閉合高度及結(jié)構(gòu)、零件特質(zhì)、沖壓工序特質(zhì)，以現(xiàn)有設(shè)備的考慮為基礎(chǔ)，將設(shè)備的選擇與模具設(shè)計工作建立關(guān)系，確定設(shè)備所需數(shù)量，選擇設(shè)備類型。若設(shè)備不大，沖壓力的計算結(jié)果偏小，但是模具尺寸較大，則可選擇偏大的設(shè)備，是模具的尺寸及結(jié)構(gòu)適應(yīng)于設(shè)備的閉合高度及漏料孔大小。對模具的設(shè)計則需注意幾個方面，一是要使沖模平衡，則需使模柄軸線發(fā)揮作用，將沖模壓力中心重合于壓力機(jī)滑塊中心線，防止非常規(guī)磨損；二是對拉深模具，需計算拉深功，校核電機(jī)功率；三是在彎曲以及拉深工序中，工程偏大，為了使取出工件以及防止毛坯更便捷，需校核壓力機(jī)行程，保證行程在特定范圍。

6 結(jié)束語

汽車在日漸發(fā)展的科技時代也逐漸深入到生活，并成為重要代步工具。其運(yùn)用的普遍性是不容忽視的，雖然國內(nèi)國外的技術(shù)之間存有一定差距，但是汽車制造工藝依然存在很大的提升空間。汽車沖壓制造一定程度可作為汽車主要的制造構(gòu)成，沖壓件制造工藝關(guān)系著汽車行業(yè)的發(fā)展，因此沖壓件工藝的提升是汽車制造工藝提升的重要步驟，在沖壓工序、沖壓件圖、方案設(shè)計等方面都應(yīng)進(jìn)行重視，使汽車沖壓件工藝得到保證。

參考文獻(xiàn)

[1]王寶林，呂興宇，劉寶振.汽車沖壓件制造工藝[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，02：37.

[2]李平舟.汽車沖壓模具高端技術(shù)撬動市場挺進(jìn)未來[J].精密成形工程，2015（2）：83-88.

[3]戴明峰.論汽車沖壓外覆蓋件質(zhì)量管理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（2）：53-54.