鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計沖裁工藝性問題分析

周旸

摘 要：在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中，沖裁工藝是最為主要的工藝之一，為更好地提高汽車鈑金結(jié)構(gòu)件的沖裁工藝水平，必須切實注重對其相關(guān)技術(shù)問題進行分析，以更好地促進汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計水平的提升。因此，本文主要對三種汽車鈑金結(jié)構(gòu)件沖裁工藝性問題進行了分析，并提出了加強汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計的優(yōu)化思路。

關(guān)鍵詞：鈑金結(jié)構(gòu)件 設(shè)計 沖裁工藝

Analysis of Design and Blanking Process Problems of Sheet Metal Structural Parts

Zhou Yang

Abstract：In the design of automobile sheet metal structural parts， the blanking process is one of the most important processes. In order to better improve the blanking process level of automotive sheet metal structural parts， it is necessary to pay attention to the analysis of its related technical issues to better promote the improvement of the design level of automotive sheet metal structural parts. Therefore， this article mainly analyzes the blanking process of three kinds of automobile sheet metal structural parts， and puts forward the optimization ideas to strengthen the design of automobile sheet metal structural parts.

Key words：sheet metal structure， design， blanking process

1 引言

汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計具有較強的專業(yè)性，對沖裁工藝方面的要求較多，為確保沖裁工藝水平的提升，必須從工藝特點和設(shè)計規(guī)范兩個方面掌握其相關(guān)工藝性問題，常見的汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中的沖裁工藝主要三種：一是激光切割技術(shù);二是數(shù)控沖裁分離技術(shù);三是冷沖壓沖孔及其落料技術(shù)。

2 鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計沖裁工藝性問題梳理

2.1 激光切割技術(shù)的工藝性問題

2.1.1 工藝特點分析

在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中，激光切割技術(shù)的特點主要有以下幾點，在實際設(shè)計中，需要結(jié)合其特點來強化對其的設(shè)計：一是激光切割技術(shù)能切割不同形狀的汽車鈑金結(jié)構(gòu)件，在沖裁時，材料形狀發(fā)生的變化較小;二是激光切割技術(shù)的切口位置十分精致，所以在切割質(zhì)量與精度上較高，在切割時產(chǎn)生的噪聲污染較小，能有效地保護刀具;三是材料硬度因素可以忽略，能更好地滿足汽車多種鈑金件切割的需要。

2.1.2 相關(guān)工藝性問題梳理

在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中，激光切割技術(shù)的應用，需要注意以下相關(guān)工藝性問題：第一，針對其他沖裁工藝難以適應磨具時，以及難以滿足汽車鈑金件形狀切割需求時，那么就可以考慮采用激光切割技術(shù);第二，在采用數(shù)控沖裁時，若由于部分因素，導致汽車鈑金結(jié)構(gòu)件的特定需求難以滿足時，比如外形需求特殊，異形孔加工等環(huán)節(jié)，都需要采用激光切割技術(shù);第三，激光切割技術(shù)的應用需要切實注意密孔變形的問題，因此一般不能采用密孔切割，加上數(shù)控沖裁容易導致產(chǎn)品表面劃傷而影響其外觀，由于很多汽車鈑金結(jié)構(gòu)件對外觀需求較高時，則需要應用激光切割技術(shù)來進行;第三，激光切割技術(shù)主要是在鈑金結(jié)構(gòu)件切割時采用，而其他切割作業(yè)則建議不用采用這一技術(shù)。

2.2 數(shù)控沖裁技術(shù)的工藝性問題

2.2.1 工藝特點梳理

在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中，通過應用這一技術(shù)，能有效地對不同類型的沖孔予以沖裁，尤其是對于材料、打包、切角以及沖斜邊和沖橋型散熱孔方面，加強對其的應用具有較強的優(yōu)越性，所以其在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中得到了廣泛地應用，不僅有著與生產(chǎn)效率的提升，而且還能確保作業(yè)精度，使得鈑金結(jié)構(gòu)件在生產(chǎn)與加工質(zhì)量上得到保障。但是其主要是適用于結(jié)構(gòu)簡單的鈑金結(jié)構(gòu)件加工中采用，若汽車鈑金結(jié)構(gòu)件較為復雜時，則不適合采用這一技術(shù)。

2.2.2 相關(guān)工藝性問題分析

在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中應用數(shù)控沖裁技術(shù)時，需要注意以下相關(guān)工藝性問題：第一，沖孔處理過程中主要是采用步進法，而且需要結(jié)合其作業(yè)能力范圍，配備配套的沖孔磨具設(shè)施;第二，若需要將數(shù)控沖床技術(shù)與沖裁分離技術(shù)進行綜合應用，那么需要確保汽車鈑金結(jié)構(gòu)件的表面形狀盡可能地做到規(guī)整與統(tǒng)一，且結(jié)構(gòu)簡單、沖裁作業(yè)面積不大;第三，沖孔時要預防出現(xiàn)沖孔較為窄小的情況，切槽也不能太深，若為細長的板條且剛度不夠時，在沖裁時容易發(fā)生裂紋，同時給刀具帶來的磨損較為嚴重，所以針對此類汽車鈑金結(jié)構(gòu)件不能采用這一方法來加工處理;第四，在加工銅板時，若將數(shù)控沖床與沖裁分離技術(shù)進行綜合應用，容易導致銅板出現(xiàn)變形的問題，因此在銅板加工時不能采用這一技術(shù);第五，在對PC產(chǎn)品、PVC產(chǎn)品加工時精度不足，因此對于此類材質(zhì)也不適應。

2.3 冷壓沖孔及落料技術(shù)的工藝性問題

2.3.1 工藝特點探究

在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中，為一次性地對目標形狀進行高效處理，往往需要采用這一技術(shù)，所以這一技術(shù)具有作業(yè)效率高的特點，尤其是能確保沖裁產(chǎn)品一致，能有效地將沖裁成本降低，且沖裁磨具的應用范圍較為廣泛。

2.3.2 相關(guān)工藝性問題分析

在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中應用冷壓沖孔及落料技術(shù)時，需要注意以下相關(guān)工藝性問題：第一，對于批量生產(chǎn)的汽車鈑金結(jié)構(gòu)件，且零件尺寸不是很大時，則采用這一技術(shù)較為實用;二是汽車鈑金結(jié)構(gòu)件要避免存在尖角，從而確保磨具實用壽命得到延長，同時也能確保鈑金結(jié)構(gòu)件更加完整和美觀[1]。

3 鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計沖裁工藝性問題的優(yōu)化

為了更好地提升鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計沖裁工藝水平，需要在汽車鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中注重對其的優(yōu)化，具體而言，主要是做好以下幾個方面的工作：

3.1 優(yōu)化鈑金材料選擇

汽車鈑金結(jié)構(gòu)件的設(shè)計，需要切實做好鈑金材料的選擇，只有確保所選材料合理，這樣才能將加工難度有效降低，在減少加工時間的同時節(jié)約加工成本。所以在選擇汽車鈑金材料時，應做好以下幾點，以達到優(yōu)化鈑金材料的目的。

第一，緊密結(jié)合實際需要，確定原材料尺寸與外形尺寸要求，確保所選原材料要與鈑金結(jié)構(gòu)件的尺寸要略大一點，從而確保加工過程中有租購的加工空間，從源頭上加強對較大誤差的預防;第二，對于同一種汽車鈑金結(jié)構(gòu)，材料厚度標準需要不低于3種，從而確保材料利用率得到有效提升;第三，針對非噴涂的汽車鈑金材料加工時，需要合理的選擇鈑金材料的裝飾面，同時做好對材料紋路的選擇;第四，針對不能外露的汽車鈑金結(jié)構(gòu)件，需要在加工時強化對其的保護，切實強化焊縫處理，從而提升材料的利用率[2]。

3.2 優(yōu)化孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計

在設(shè)計孔缺結(jié)構(gòu)時，既要結(jié)合汽車鈑金結(jié)構(gòu)件的實際需求，又要確保加工的簡便性和全面性，尤其是要保證加工連續(xù)性與產(chǎn)品完美性，因此需要切實注重孔缺結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，具體而言，需要做好以下幾點，以達到優(yōu)化孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。

第一，對于彎折底部位置，不能設(shè)計方孔，鈑金材料在彎折后，需要強化對其的拉伸處理，避免出現(xiàn)方孔變形的問題;第二，螺孔加工應選取針對性的方法，以確保加工的科學性，通常是根據(jù)板材厚度、螺孔大小來選擇和確定加工方式。

3.3 優(yōu)化彎折結(jié)構(gòu)設(shè)計

在彎折結(jié)構(gòu)設(shè)計時，主要是做好以下幾個方面的工作：第一，優(yōu)化死邊彎折，死邊長度應結(jié)合材料厚度來確定，一般而言，最短死邊距離需要大于材料厚度的3.5倍，以及上彎折死邊上一道工序中最小內(nèi)折彎半徑這兩者之和;第二，高度重視折彎件邊孔的差距，預防邊孔變形;第三，當材料厚度較大時，還要優(yōu)化工藝缺口設(shè)計，這樣才能預防在彎折時發(fā)生凸起的問題。

3.4 優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計

在做好上述設(shè)計的同時，在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計方面也需要優(yōu)化，因此，需要做好以下幾個方面的工作：第一，焊縫設(shè)計優(yōu)化，因為汽車鈑金結(jié)構(gòu)件焊接時，角焊縫是常見的焊接方法，為確保其工藝效果，需要切實優(yōu)化對其的設(shè)計，在焊縫位置上，要確保其對稱性，嚴禁存在焊縫交叉的問題，而且需要在次要表面上作為焊縫的范圍。第二，焊縫結(jié)構(gòu)縫隙、表面涂層優(yōu)化設(shè)計也是一項十分重要的內(nèi)容，在具體的優(yōu)化過程中，以簡化加工工藝為目標，以縮短加工時間為前提，并在此基礎(chǔ)上彰顯其美觀性。第三，所采用的焊接結(jié)構(gòu)要確保不同的鈑金件結(jié)構(gòu)的匹配性，才能更好地確保焊接結(jié)構(gòu)水平得到優(yōu)化，并結(jié)合沖裁結(jié)構(gòu)、形狀、偏差、尺寸等因素，切實強化對其的設(shè)計，以更好地滿足實際沖裁的需要，最終達到提高沖裁質(zhì)量的目的[3]。

4 冷沖壓沖孔及其落料技術(shù)

冷沖壓沖孔及其落料技術(shù)的應用，主要是就汽車鈑金結(jié)構(gòu)件，在目標形狀的要求下實施一次性處理，不僅有著較高的作業(yè)效率，而且沖裁的汽車鈑金結(jié)構(gòu)件具有一致性，所以在降本增效方面有著較強的優(yōu)勢。在實際應用中，常見的沖裁磨具主要有沖裁、壓延、彎曲類。所以我們需要在應用中注意以下幾點：

第一，對于汽車鈑金結(jié)構(gòu)件的尺寸不是很大且需要批量生產(chǎn)時，為切實強化對其的沖裁質(zhì)量，需要切實加強冷沖床的應用，利用冷沖床實施冷沖壓沖孔及其落料技術(shù)。能有效的促進加工水平的提升。

第二，在冷沖壓沖孔及其落料技術(shù)中，應盡可能地減少尖角的出現(xiàn)，才能更好地促進磨具使用期限的提升，同時需要保護汽車鈑金結(jié)構(gòu)件具有較強的完美性。

第三，在冷沖壓沖孔及其落料技術(shù)應用中，需要切實加大安全的重視力度，嚴格按照規(guī)范和要求進行操作，并切實做好相關(guān)安全設(shè)施的預設(shè)，以確保人員和設(shè)備的安全，才能更好地確保所沖裁的鈑金件在結(jié)構(gòu)、性能上契合實際需要。

第四，在實際應用過程中，需要切實加強問題的分析和總結(jié)，注意技術(shù)的創(chuàng)新，做好攻堅克難，通過提升技術(shù)實力而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，沖裁是鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計中必須注意的工藝性問題，在具體的設(shè)計中，需要結(jié)合所采用的沖裁技術(shù)，切實加強對工藝性問題的總結(jié)，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，始終結(jié)合沖裁的需要，切實注重結(jié)構(gòu)件設(shè)計的優(yōu)化，最終達到提升設(shè)計質(zhì)量的目的。

參考文獻：

[1]王鵬，唐文宇，高雪峰，李巖.汽車行李箱外板結(jié)構(gòu)優(yōu)化及沖壓工藝改進[J].中國高新區(qū)，2018（14）：154.

[2]徐生，肖國華，黃繼軍.汽車空調(diào)觸摸面板IMR成型組合模具設(shè)計[J].塑料科技，2018，46（01）：90-96.

[3]劉曉龍，羅忠濤.汽車結(jié)構(gòu)件級進模沖孔切邊組件模塊化設(shè)計方法研究[J].模具制造，2017，17（07）：22-25.