汽車(chē)天窗加強(qiáng)板的套件生產(chǎn)研究

文/鄭薇·安徽江淮汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心

汽車(chē)天窗加強(qiáng)板的套件生產(chǎn)研究

文/鄭薇·安徽江淮汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心

鄭薇，沖壓工藝主管，工程師，主要從事沖壓工藝方面以及整車(chē)尺寸工程技術(shù)研究方面的工作，負(fù)責(zé)整車(chē)項(xiàng)目從初期工藝規(guī)劃到模具進(jìn)廠調(diào)試等整個(gè)白車(chē)身沖壓件的開(kāi)發(fā)，獲發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利30多項(xiàng)。

隨著外資及合資品牌的汽車(chē)逐漸進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，汽車(chē)制造企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，節(jié)能、減排、降低整車(chē)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)成本已成為汽車(chē)主機(jī)廠面臨的重大問(wèn)題。汽車(chē)板材的沖壓工藝在降低整車(chē)沖壓件的開(kāi)發(fā)成本中起著非常重要的作用，合理的沖壓工藝、先進(jìn)的沖壓技術(shù)、新穎的模具結(jié)構(gòu)不僅能夠提升沖壓件質(zhì)量，還能夠起到降低沖壓件成本、降低沖次費(fèi)用、提高生產(chǎn)效率的作用。目前一輛轎車(chē)的白車(chē)身通常由300～400個(gè)沖壓件組成，所開(kāi)發(fā)的模具數(shù)量約為1000副左右，模具開(kāi)發(fā)費(fèi)用高達(dá)上億元，且不包含生產(chǎn)的沖次費(fèi)用及人工成本。因此，如何通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的沖壓技術(shù)、合理的沖壓工藝和新穎的模具結(jié)構(gòu)來(lái)減少模具數(shù)量，節(jié)約模具開(kāi)發(fā)成本，提高材料利用率，降低沖壓件生產(chǎn)成本，提高沖壓件產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)成為沖壓工藝研發(fā)領(lǐng)域的重要任務(wù)。

套件工藝的基本要求

傳統(tǒng)車(chē)型的模具開(kāi)發(fā)采用的都是單件模具或左/右件合模模具（左右對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)零件在一塊板料上成形）。而套件模具通常是將三個(gè)或四個(gè)大小不同的零件通過(guò)一塊板料來(lái)拉延成形，其中將小件整合在大件的非產(chǎn)品面部位來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此套件工藝對(duì)大件及小件均有一定的要求。為使小件順暢地與大件脫離并順利地取出，小件不能存在周圈翻邊的型面；為使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、強(qiáng)度易保證，小件的孔位數(shù)量不能較多較密，且在沖壓各工序中小件只能隨大件轉(zhuǎn)動(dòng)，故為保證沖孔質(zhì)量，各孔的型面需在5°以?xún)?nèi)；為保證成形性，由于小件是套在大件的非型面部分，故小件的型面不能存在較大的起伏，與小件搭接的大件部位也不能出現(xiàn)較大的起伏；為保證工人操作的方便性，小件在未完成成形前不能與大件脫離；大件與小件的材質(zhì)料厚需一致。這些都要在工藝規(guī)劃階段與產(chǎn)品進(jìn)行充分的對(duì)接。

零件簡(jiǎn)介

某車(chē)型的天窗加強(qiáng)板和左/右隔板如圖1所示，其材質(zhì)料厚均相同。左/右隔板孔位較分散，其各孔的型面角度為0°，且零件及零件邊緣型面較平整；天窗加強(qiáng)板天窗處的廢料較大，且廢料周圈邊緣型面平緩，從上述零件的特征可判斷其滿(mǎn)足套件所需的各方面要求。

圖1 零件特征

原零件工藝

天窗加強(qiáng)板原工藝分為五序：OP05落料→OP10拉延→OP20修邊沖孔→OP30修邊→OP40翻邊沖孔，如圖2所示。為提升材料利用率，將中間較大廢料通過(guò)落料模具沖制，將大的廢料沖下后用于小沖壓件左/右隔板的生產(chǎn)。左/右隔板原工藝為：OP10落料→OP20成形→OP30沖孔，如圖3所示。

圖2 天窗加強(qiáng)板原工藝

圖3 左/右隔板原工藝

此工藝為了使天窗加強(qiáng)板的廢料能夠應(yīng)用到左/右隔板件上，需增開(kāi)一套落料模，且應(yīng)用此廢料進(jìn)行左/右隔板件的生產(chǎn)也需要增加鋼板的落料模具，其大大增加了模具的開(kāi)發(fā)成本及白車(chē)身的沖次和人工成本。通過(guò)落料模沖制的大塊廢料質(zhì)量很難保證，易出現(xiàn)劃傷、磕傷等質(zhì)量缺陷，對(duì)利用此塊廢料沖制的沖壓件質(zhì)量產(chǎn)生影響，且在廢料的保存使用過(guò)程中也存在大量繁瑣的各部門(mén)間的手續(xù)。

圖4 天窗加強(qiáng)板與左/右隔板的套件工藝

套件工藝及模具結(jié)構(gòu)

套件工藝

套件工藝是將左/右隔板放置在天窗加強(qiáng)板的廢料區(qū)域一起進(jìn)行拉延模面的補(bǔ)充，工序分配為：OP10拉延→OP20修邊沖孔→OP30修邊分離→OP40翻邊沖孔，來(lái)完成天窗加強(qiáng)板和左/右隔板的生產(chǎn)，如圖4所示。OP10通過(guò)拉延將天窗加強(qiáng)板及左/右隔板的型面拉伸到位，OP20將天窗加強(qiáng)板及左/右隔板的局部廢料修掉，OP30完成天窗加強(qiáng)板的修邊和部分沖孔，及左/右隔板的修邊與沖孔，同時(shí)將兩件左/右隔板取出，OP40完成天窗加強(qiáng)板的翻邊及剩余部分沖孔。

模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

OP10拉延模由下模座、凸模、壓邊圈、凹模組成，凸模、壓邊圈安裝在下模座上，下模與凹模在一個(gè)沖次內(nèi)完成拉延成形工序。OP20修邊沖孔模由修邊沖孔鑲塊、下模座、沖孔凸模、修邊鑲塊、壓料板、上模座組成，修邊沖孔鑲塊安裝于下模座上，沖孔凸模、修邊鑲塊、壓料板安裝于上模座上，在一個(gè)沖次內(nèi)完成修邊沖孔工序。OP30修邊分離模由下模鑲塊、下模座、上模修邊鑲塊、分離鑲塊、壓料板、上模座組成，下模鑲塊安裝于下模座上，上模修邊鑲塊、分離鑲塊及壓料板安裝于上模座上，在一個(gè)沖次內(nèi)完成修邊分離工序，將左/右隔板與天窗加強(qiáng)板分離。OP40翻邊沖孔由下模鑲塊、下模座、上模翻邊鑲塊、沖孔凸模、壓料板、上模座組成，下模鑲塊安裝于下模座上，上模翻邊鑲塊、沖孔凸模及壓料板安裝于上模座上，在一個(gè)沖次內(nèi)完成天窗加強(qiáng)板的翻邊及剩余孔的沖制并最終完成3個(gè)件的沖制，如圖5所示。

圖5 大件與小件的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了一種大件與小件套件生產(chǎn)的模具工藝及結(jié)構(gòu)，通過(guò)將某車(chē)型的天窗加強(qiáng)板及左/右隔板進(jìn)行套件生產(chǎn)，完成拉延成形及修沖分離等工序，減少了汽車(chē)白車(chē)身的沖壓模具數(shù)量，降低了模具的總體開(kāi)發(fā)成本、零件的沖次費(fèi)用和人工成本，同時(shí)3個(gè)零件同時(shí)拉延成形避免了小件坯料的磕傷等缺陷。此套件工藝也可應(yīng)用到其他類(lèi)似的大件與小件的零件的沖壓生產(chǎn)上，進(jìn)而大大降低整個(gè)白車(chē)身的開(kāi)發(fā)成本。