汽车冲压件制造工艺分析

2018年12月17日 11:21来源于:科技创新与应用

汤伟平

摘 要:汽车冲压件制造是汽车制造的重要部分,文章主要分析汽车冲压件制造工艺。以冲压件图为主要出发点,指出其经济性与工艺性,以冲压工序及工序组合强调工艺过程,分析工艺方案的设计及模具的设计,最后将冲压设备的选择与设计原则相结合。通过分析突出冲压件制造工艺的相关重点。

关键词:汽车冲压件;制造工艺;分析

冲压工艺的过程关系到模具的设计,而模具的良好结构设计为冲压件工艺提供保障。通常对冲压工艺的改动,会引起模具的报废或返工等不良现象,由于差异性的存在,零件的制作存在多样化的方案可供选择。汽车冲压件的制造中,其工艺需结合相关原则,如生产高效、技术性、安全、经济等,对零件的选择需依照相关要求完成,使满足要求的零件与良好的制作工艺相结合,从而呈现出更好的经济效果,发挥更佳的技术创造效果。因此,对汽车冲压件工艺进行分析有一定重要性。

1 分析冲压件图

冲压工艺方案分析和制定的依据是产品零件图,因此在分析设计冲压工艺过程的时候需从零件图入手,在此主要是从冲压件图的经济性与技术性上考虑。

1.1 经济性

冲压加工的应用颇具广泛性,此工艺操作简便,具有较高的生产率。冲压加工中,其经济性因模具的高费用对生产批量的影响而受到了冲击,批量与冲压单件的加工成本成反比,批量越小,其成本则越高,由此若零件制作在少数的情况下,通过其他方法制作比较经济。因此,在冲压件制作中,应结合生产纲领,使冲压工艺的制造实现经济最大化。

1.2 工艺性

冲压件制造工艺体现零件难易度,从工艺上,主要分析精度、材料性能、尺寸等,基本要求应符合于冲压工艺。另外,工艺性的良好体现还在于,操作简便、工序少、质量稳定、材料消耗少等。一般情况,冲压件在结构、精度方面会影响到冲压件工艺,若零件具有较差的工艺性,应对零件图进行适当修改并完善,以确保工艺性。

2 冲压件工艺过程

2.1 基本冲压工序

翻边、落料、剪裁、冲孔等工序在冲压工序中较为普遍。每道工序均存在各自的特性,差异具有显著性。对于平板件中的型孔而言,主要工序有剪切、落料、冲孔,而开口筒形件应包括拉深工序。对特定零件,则需进行相关计算,并分析,以将工序性质确定。如油封外夹圈以及内夹圈冲压件,两者在外径以及直边高度方面具有差异性,计算并分析后,外夹圈冲压工序为翻边、拉深、落料、冲孔,内夹圈则除去拉深工序即可。

2.2 确定冲压次数

冲压次数主要指对同一工序的重复次数。如拉深工序,则可通过对材料的形状、特质等进行计算,将拉深次数确定下来;翻边工序,则可通过计算材料的变形程度、尺寸等以确定工序次数。为适当减少工序次数,发挥材料塑性特征,应在结合工序质量的基础上将工序顺序进行更为合理的安排。

2.3 工序组合

冲压件的制造可以衍生出多道工序,因此在设定工艺方案时,应注重工序的组合,可单个工序也可多道组合。冲压件在精度、尺寸、生产批量等方面的因素,关系到模具的选择。若生产具有大批量性质,则应将冲压工序组合实施,选择复合模或连续模冲压;而小批量生产则应选简便工序模。若冲压件出现尺寸过小,采用单工序会降低生产率,且不具方便性,所以应选择复合模或连续模的冲压。

3 各工序工艺方案的设计

冲压工序方面工艺方案的设计应以总体零件工艺方案为基础,确定特定工序的加工方式,工艺参数在工序中的确定,在冲压工序中,以其成形极限作为主要根据,对必要的工艺进行计算,如弯曲件的半径、翻边的高度等;确定毛坯形状、大小以及合适的下料方式,计算材料的利用率,确定工序成形力,将工序需消耗的时间、材料等确定在一定范围内,通过相关计算,绘出各道工序的工件图。

4 模具的设计

4.1 模具结构形式和类型的确定

冲压件的工艺方案确立后,以安全简便的操作为基础,确定对单一模或复合模及连续模的选择,模具的结构形式、强度、寿命要求等应协调于其类型。复合模中,强度问题的出现较为普遍,主要表现在冲孔、翻边、落料集中出现的状况,其翻边高度小则无法使强度方面的要求得到满足。

4.2 工件定位方式的可靠选择

设计基准关系到定位基准,后者应与前者相重合,不然则应重新分配公差,工艺尺寸则由设计尺寸的转换而得出。但此方式对零件加工精度方面有较高的要求。对不同的模具进行多工序的冲压来进行零件制作时,其工序基准应保证一定的统一性。定位要确保可靠,则应进行高精度选择,在冲压时,定位表面应以不发生变形以及移动为基准,零件形状的各异会引起定位表面的相应变化。平板零件与一孔及两孔定位较合适,形体定位在弯曲件上较为适用,拉深件则应选凸缘定位。

4.3 制作规范

模具工作零件在制作环节有一定的标准,在计算、定位、压料、紧固等方面都应依规范行事。若壁厚冲头较小且长、凹模偏薄,应强化校核,确定凹模的尺寸、结构,进行设计,依照周界模架的选用,以确保模具的闭合高度、大小、压力适应于相关设备,并画出模具结构的相关草图。

4.4 绘制模具总装配图

将模具结构草图作为有力基础,绘制总装配图。装配图中,零件之间关系应清晰明了,相关剖面图、投影图等应得到呈现,画出工件图,注明相关要求,填写零件明细。

4.5 绘制模具零件图

根据总装配图,拆绘模具零件图,标注材料、公差、尺寸、热处理等于零件图上。

5 合理选择冲压设备

结合冲压力需求、模具闭合高度及结构、零件特质、冲压工序特质,以现有设备的考虑为基础,将设备的选择与模具设计工作建立关系,确定设备所需数量,选择设备类型。若設备不大,冲压力的计算结果偏小,但是模具尺寸较大,则可选择偏大的设备,是模具的尺寸及结构适应于设备的闭合高度及漏料孔大小。对模具的设计则需注意几个方面,一是要使冲模平衡,则需使模柄轴线发挥作用,将冲模压力中心重合于压力机滑块中心线,防止非常规磨损;二是对拉深模具,需计算拉深功,校核电机功率;三是在弯曲以及拉深工序中,工程偏大,为了使取出工件以及防止毛坯更便捷,需校核压力机行程,保证行程在特定范围。

6 结束语

汽车在日渐发展的科技时代也逐渐深入到生活,并成为重要代步工具。其运用的普遍性是不容忽视的,虽然国内国外的技术之间存有一定差距,但是汽车制造工艺依然存在很大的提升空间。汽车冲压制造一定程度可作为汽车主要的制造构成,冲压件制造工艺关系着汽车行业的发展,因此冲压件工艺的提升是汽车制造工艺提升的重要步骤,在冲压工序、冲压件图、方案设计等方面都应进行重视,使汽车冲压件工艺得到保证。

参考文献

[1]王宝林,吕兴宇,刘宝振.汽车冲压件制造工艺[J].山东工业技术,2016,02:37.

[2]李平舟.汽车冲压模具高端技术撬动市场挺进未来[J].精密成形工程,2015(2):83-88.

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