淺談多工位工藝在汽車骨架件生產(chǎn)中的應(yīng)用

文/李儉，彭帥·東風(fēng)商用車有限公司

縱觀當(dāng)今的汽車行業(yè)質(zhì)量高、周期短、成本低、高效率是新車型、新工藝最基本的開發(fā)理念，也是各大汽車企業(yè)發(fā)展追求的永恒主題。而當(dāng)前，能源價(jià)格不斷飆升，對(duì)于能源費(fèi)用占企業(yè)生產(chǎn)總成本20%～30%的汽車企業(yè)無(wú)疑是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在當(dāng)前追求利潤(rùn)與效率的實(shí)際生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)很難適應(yīng)新的形勢(shì)，因此在工藝研發(fā)與工裝制造過程中不斷追求技術(shù)創(chuàng)新，已成為各大廠家公認(rèn)的能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的關(guān)鍵。

目前歐美或日本等地的一些技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)，其機(jī)械化程度較高，在沖壓生產(chǎn)行業(yè)中，多工位、聯(lián)合安裝模具的應(yīng)用較為多見。在我國(guó)沖壓行業(yè)汽車骨架件多工位、多流水的工藝工裝模具也日漸廣泛。本文主要介紹我公司某車型兩類比較經(jīng)典的骨架件工藝及其工裝模具案例。

單模雙流水多工位工藝工裝案例

零件介紹

圖1是汽車地板骨架零件左/右側(cè)橫梁，零件左/右形狀一致，整體結(jié)構(gòu)為典型的“幾”字形，零件兩側(cè)壁90°，深約90mm，法蘭邊寬20mm且與側(cè)壁成90°，兩端頭各有30～60mm不等的蝴蝶大翻邊且與側(cè)壁和底面成一定角度，底面有臺(tái)階形狀，側(cè)壁、底面都有功能裝配孔。總體來(lái)看，零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)工藝的復(fù)合程度要求較高。

圖1 左右側(cè)橫梁零件圖

工藝介紹

根據(jù)零件的工藝結(jié)構(gòu)特性，沖壓工藝方案設(shè)計(jì)如下：

⑴10工序：落料沖孔（圖2），該工序是左、右件單件落料沖孔。

⑵20工序：翻邊成形（圖3），該工序是左、右件各自沿周翻邊成形及零件中部型面成形。

圖2 10工序落料沖孔

圖3 20工序翻邊成形

⑶30工序：翻邊成形（圖4），該工序是左、右件各自兩側(cè)翻邊成形。

⑷40工序：斜楔整形（圖5），該工序是左、右件各自斜楔整形側(cè)壁，主要是通過整形補(bǔ)償來(lái)消除30工序后的側(cè)壁回彈。

圖4 30工序翻邊成形

圖5 40工序斜楔整形

工藝工裝介紹

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及工藝特性，常規(guī)的工藝工裝有雙槽流水、成雙流水、成雙多工位等流水工裝模式，該零件有以下工藝特點(diǎn)及成本上的考慮：

⑴零件拼接端頭底面有向下的翻邊，所以沒有采用成雙流水、成雙多工位等工裝模式。

⑵如果采用雙槽流水方式，需要占用4臺(tái)壓機(jī)資源，制造成本及投資成本偏高。

⑶結(jié)合零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工藝特點(diǎn)，最終采用了單模雙流水三工位工裝流水方式如圖6所示。

圖6 左/右側(cè)橫梁工藝工裝圖

左/右側(cè)橫梁共分兩套模具四個(gè)工位，10、20、30工位在第一套模具，單模雙流水三工位排布，左、右件各自流水生產(chǎn)，40工位排布在第二套模具。全流水生產(chǎn)只要兩臺(tái)壓機(jī)，也可以單機(jī)獨(dú)立生產(chǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中可以靈活安排，對(duì)于壓機(jī)設(shè)備非常少的沖壓工廠或者流水線本方案非常有利。

單模雙槽流水工藝工裝案例

零件介紹

圖7是汽車駕駛室縱梁左/右前內(nèi)縱梁，零件左/右形狀對(duì)稱一致，整體結(jié)構(gòu)為典型的“U”字形，有3°的拔模角，深約70mm，從橫向截面看是U形；從縱向看，零件的底面和側(cè)壁有形狀起伏，都有大量的功能裝配孔。零件的結(jié)構(gòu)型面相對(duì)少，但是由于采用高強(qiáng)度材料，且屬于安保支撐類骨架零件，對(duì)孔位、型面的精度要求特別高，屬于汽車骨架件中的重、難點(diǎn)零件。

工藝介紹

根據(jù)零件的工藝結(jié)構(gòu)特性，沖壓工藝方案設(shè)計(jì)如下：

圖7 左/右前內(nèi)縱梁

⑴10工序：落料沖孔（圖8），該工序是左、右件各自單件落料沖孔，一片坯料可以生產(chǎn)雙件，可以節(jié)約材料成本。

⑵20工序：拉延成形（圖9），該工序是左、右件各自單獨(dú)拉延成形，這樣設(shè)計(jì)工藝是便于后期模具制造、調(diào)試等相關(guān)工作，也便于后期生產(chǎn)過程中的質(zhì)量維護(hù)。

⑶30工序：沖孔及斜楔沖孔（圖10），該工序主要是側(cè)壁孔斜楔沖孔，由于部分零件孔精度、質(zhì)量要求比較高，如果先落料沖孔再成形，孔位難以保證，所以必須安排沖孔工序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

⑷40工序：沖孔及斜楔沖孔（圖11），該工序也是實(shí)現(xiàn)落料沖孔后再拉延成形，與30工序同理，需要實(shí)現(xiàn)30工序模具結(jié)構(gòu)布置不下而難以實(shí)現(xiàn)的孔。

工藝工裝介紹

根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)、工藝特性及精度要求，采用了雙槽流水的工藝工裝流水模式如圖12所示。

圖8 10序落料沖孔

圖9 20序拉延成形

圖10 30序沖孔斜楔沖孔

圖11 40序沖孔斜楔沖孔

本案例雙槽多序流水工藝工裝模式是現(xiàn)在汽車沖壓件生產(chǎn)中常見的模式，另外常見的模式是成雙多序流水工藝工裝模式，其機(jī)構(gòu)與之相類似，采取以上工藝生產(chǎn)模式多出于節(jié)約工裝、設(shè)備等方面的投資及提高生產(chǎn)效率、提高設(shè)備利用率等成本方面考慮。

結(jié)束語(yǔ)

圖12 左/右前內(nèi)縱梁雙槽4工序模具流水生產(chǎn)示意圖

節(jié)約成本，是我們汽車企業(yè)永恒的主題之一，尤其是在汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的大環(huán)境背景下，成本就是企業(yè)的生命線。節(jié)約原材料成本只是一方面，工藝工裝生產(chǎn)效率的提升、降低工裝投資成本、降低設(shè)備占用等生產(chǎn)成本也是企業(yè)節(jié)約成本的重要方面。