淺談多工位工藝在汽車骨架件生產中的應用

文/李儉，彭帥·東風商用車有限公司

縱觀當今的汽車行業質量高、周期短、成本低、高效率是新車型、新工藝最基本的開發理念，也是各大汽車企業發展追求的永恒主題。而當前，能源價格不斷飆升，對于能源費用占企業生產總成本20%～30%的汽車企業無疑是個嚴峻的挑戰。在當前追求利潤與效率的實際生產中，傳統的工藝設計很難適應新的形勢，因此在工藝研發與工裝制造過程中不斷追求技術創新，已成為各大廠家公認的能夠在市場競爭中獲勝的關鍵。

目前歐美或日本等地的一些技術先進的企業，其機械化程度較高，在沖壓生產行業中，多工位、聯合安裝模具的應用較為多見。在我國沖壓行業汽車骨架件多工位、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/右側橫梁，零件左/右形狀一致，整體結構為典型的“幾”字形，零件兩側壁90°，深約90mm，法蘭邊寬20mm且與側壁成90°，兩端頭各有30～60mm不等的蝴蝶大翻邊且與側壁和底面成一定角度，底面有臺階形狀，側壁、底面都有功能裝配孔?？傮w來看，零件的結構比較復雜，對工藝的復合程度要求較高。

圖1 左右側橫梁零件圖

工藝介紹

根據零件的工藝結構特性，沖壓工藝方案設計如下：

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壁，主要是通過整形補償來消除30工序后的側壁回彈。

圖4 30工序翻邊成形

圖5 40工序斜楔整形

工藝工裝介紹

根據零件的結構及工藝特性，常規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臺壓機資源，制造成本及投資成本偏高。

⑶結合零件結構特點及其工藝特點，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/右側橫梁工藝工裝圖

左/右側橫梁共分兩套模具四個工位，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，40工位排布在第二套模具。全流水生產只要兩臺壓機，也可以單機獨立生產，在實際生產中可以靈活安排，對于壓機設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/右前內縱梁，零件左/右形狀對稱一致，整體結構為典型的“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，零件的底面和側壁有形狀起伏，都有大量的功能裝配孔。零件的結構型面相對少，但是由于采用高強度材料，且屬于安保支撐類骨架零件，對孔位、型面的精度要求特別高，屬于汽車骨架件中的重、難點零件。

工藝介紹

根據零件的工藝結構特性，沖壓工藝方案設計如下：

圖7 左/右前內縱梁

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

⑵20工序：拉延成形（圖9），該工序是左、右件各自單獨拉延成形，這樣設計工藝是便于后期模具制造、調試等相關工作，也便于后期生產過程中的質量維護。

⑶30工序：沖孔及斜楔沖孔（圖10），該工序主要是側壁孔斜楔沖孔，由于部分零件孔精度、質量要求比較高，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實現。

⑷40工序：沖孔及斜楔沖孔（圖11），該工序也是實現落料沖孔后再拉延成形，與30工序同理，需要實現30工序模具結構布置不下而難以實現的孔。

工藝工裝介紹

根據該零件的結構、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在汽車沖壓件生產中常見的模式，另外常見的模式是成雙多序流水工藝工裝模式，其機構與之相類似，采取以上工藝生產模式多出于節約工裝、設備等方面的投資及提高生產效率、提高設備利用率等成本方面考慮。

結束語

圖12 左/右前內縱梁雙槽4工序模具流水生產示意圖

節約成本，是我們汽車企業永恒的主題之一，尤其是在汽車行業競爭日趨激烈的大環境背景下，成本就是企業的生命線。節約原材料成本只是一方面，工藝工裝生產效率的提升、降低工裝投資成本、降低設備占用等生產成本也是企業節約成本的重要方面。