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      汽車可見尾管樣件制作工藝探究

      2019-08-16 08:45:02胡安平袁潔單超
      時(shí)代汽車 2019年11期
      關(guān)鍵詞:尾管落料樣件

      胡安平 袁潔 單超

      上汽大眾汽車有限公司 上海市 201805

      隨著消費(fèi)者對汽車外觀的關(guān)注度逐漸提高,可見排氣尾管在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛,甚至很多小排量汽車上也不乏可見尾管的身影,甚至在不少汽車后保險(xiǎn)杠上經(jīng)??吹剿芰喜馁|(zhì)并不用于出氣的假“可見”尾管,由此可見消費(fèi)者對可見尾管的鐘愛。

      在車型開發(fā)初期,為了給車輛進(jìn)行各種試驗(yàn)驗(yàn)證,尾管在開發(fā)階段也經(jīng)常需要試制樣件,本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目情況,介紹了傳統(tǒng)批量零件的制作工藝流程,并探討如何在保證質(zhì)量要求的前提下,對工藝流程精簡優(yōu)化,降本增效,得出一套適用于試制樣車尾管的試制工藝流程。

      1 圓形可見排氣尾管

      圖1 雙層圓管制作工藝流程

      1.1 圓形可見尾管工藝流程

      這種可見尾管相對簡單,一般為圓形,分單層和雙層,單出和雙出,大部分情況下和后排氣管總成焊接在一起,少數(shù)車型如Polo GTI是通過內(nèi)倒鉤卡在內(nèi)管上。

      以雙層可見尾管為例,傳統(tǒng)工藝流程如圖1:

      從流程圖我們可以看出,為了保證零件質(zhì)量,工序比較完整,且大部分工序都是需要模具或者夾具的,需要夾具的工序有切斜口,沖槽,折彎搭子,需要模具的工序有彎管,卷邊,擴(kuò)口,整形,需要檢具的有內(nèi)管檢驗(yàn),外管檢驗(yàn),總成檢驗(yàn)。成本較高,且周期很長。

      1.2 改進(jìn)的樣件試制工藝

      由于樣件制作不像批量零件制作數(shù)量巨大,往往只需要幾十套用于裝車滿足實(shí)驗(yàn)需求,且對外觀要求不高,所以考慮簡化制作工藝流程。

      具體如下:切口工序我們選擇改成激光下料工藝,沖槽工序改成3D激光切割工藝,其余工序不變。激光切割單道程序成本較高,但由于數(shù)量較少,跟開模具相比,成本卻能大幅降低。需要模具的部分我們可以采用軟鋼模,取消熱處理工藝,這樣下來可以節(jié)約數(shù)個(gè)模具,且需要模具的部分成本可以降低20%左右。

      在上汽大眾某款車型試制15套雙層圓形尾管用于裝車試驗(yàn),盡管取消了熱處理,模具在該數(shù)量下完成的零件質(zhì)量完全符合要求,該工序及工藝簡化完全沒有問題,且正常需要10周完成的尾管,最終7周就可以完成,周期上可以縮短3周左右。

      2 梯形可見尾管

      2.1 梯形可見尾管工藝流程

      梯形尾管一般裝在汽車后保險(xiǎn)杠上,分兩種情況,如果尾氣并不直接從可見尾管中排出,尾管僅僅是作為外觀件,一般做成塑料件,即所謂的“假”尾管,這種尾管并不通透,且后部擋板一般噴黑色造成熏黑效果;如果尾氣需從可見尾管中排出,零件需耐溫,需做成金屬件,即所謂的“真”尾管。本文討論的為金屬材質(zhì)的“真”尾管。

      圖2 梯形尾管示意圖

      制作圖2的梯形尾管,傳統(tǒng)工藝流程中,需要模具的工序有涉及到,外膽工序:落料,3次拉深,2次切邊,沖孔,翻孔,整形;內(nèi)膽上片及下片:落料,拉深,切邊,整形,4個(gè)支撐片:落料,折彎,沖孔。需要夾具工裝的工序有:分切,內(nèi)膽上下片焊接,內(nèi)外膽焊接,擋板焊接,支撐片焊接,總成檢驗(yàn)。在這個(gè)工藝流程中,考慮到拉深變形率,為了防止撕裂風(fēng)險(xiǎn),一般采取多次拉深的方式,并加以退火熱處理。

      2.2 改進(jìn)的梯形可見尾管工藝流程

      材料方面,零件材料采用304鋼,這種材料用途廣泛,耐腐蝕性和耐熱性好,韌性好,具有良好的加工性能。模具材料采用Cr 12合金鋼,這是一種應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼,具有高強(qiáng)度,淬透性好,耐磨性好,綜合性能不錯(cuò),且價(jià)格低廉的特點(diǎn)。

      考慮到費(fèi)用及周期問題,對工藝流程進(jìn)行優(yōu)化,采取激光切割工藝替代落料模具,外膽3次拉伸變?yōu)?次拉伸,取消熱處理工序,支撐片的切邊工序,沖孔工序由模具完成替代為激光切割工藝,取消熱處理后及整形模具??紤]到尺寸外形可能會(huì)產(chǎn)生輕微變形,可以通過焊接工裝和總成檢具保證尾管安裝孔位正確,雖然可能會(huì)犧牲一些單件表面尺寸精度,但是會(huì)造成成本及周期的大幅下降。 激光切割不適用大批量生產(chǎn),卻很好地滿足小批量樣件的試制。另外,為了保證零件的表面光亮程度,本零件批量生產(chǎn)采取電鍍工藝,這里可以考慮采取拋光替代,但是精度等級需提高。拋光后的零件表面光亮度也很高,批量工藝也會(huì)采用,兩者主要的區(qū)別是時(shí)間長了以后,拋光件表面容易因空氣氧化而泛黃,不如鍍鉻工藝可以保持長久。對于樣件來說,拋光工藝完全可以滿足需求,見上表1。

      表1 梯形尾管散件

      表2 傳統(tǒng)工藝和改進(jìn)工藝流程優(yōu)缺點(diǎn)對比

      以上汽大眾某車型梯形尾管為例,采取改進(jìn)工藝后,零件質(zhì)量可以滿足樣車需求,但是周期從12周縮短到8周,費(fèi)用可降低一半左右。

      3 傳統(tǒng)可見排氣尾管工藝優(yōu)缺點(diǎn)及展望

      通過以上分析,對兩種工藝對比結(jié)論如表2:

      在實(shí)際的開發(fā)過程中,部分車型尾管模具可以借用,因此,如果可以借用模具這也是很好的一個(gè)節(jié)約費(fèi)用和周期的手段。另外,市場上某些車型的圓形尾管會(huì)采取旋壓工藝(Spinning Technology),但相對較少;在一些形狀復(fù)雜的尾管中,還涉及到水脹模具工藝(Water Expansion Technology),該工藝費(fèi)用高,周期長,這兩種工藝此文并未涉及,也有很大的改進(jìn)潛力。

      4 結(jié)語

      綜上所述,本文通過對尾管試制工藝及流程的探究及改進(jìn),結(jié)合上汽大眾兩款尾管的開發(fā)試制實(shí)例,在滿足樣件質(zhì)量要求的前提下,確實(shí)做到了大幅降低成本和縮短制作周期,在汽車開發(fā)周期越來越短,預(yù)算要求越來越嚴(yán)格的今天,類似的降本增效措施對我們樣件試制有重要的指導(dǎo)意義。

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