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【启飞汽车知识系统分享-冲压09】汽车行李箱外板结构优化及冲压工艺改进

2018-07-1553作者:启飞汽车设计

摘要

    随着我国科学技术的蓬勃发展, 制造业的制造工艺也在不断的优化和改进中, 本文主要针对汽车行李箱外板制造工艺进行探究和分析, 提出相关优化方案, 在保证产品质量的前提下, 将五道制造工序缩短为四道工序, 并且通过生产实践证明, 该方案具有较强的操作性和可行性, 能够有效降低制造成本、提升生产效率, 零件质量也符合相关要求, 希望给予我国汽车产业以参考和借鉴。

一、汽车行李箱外板冲压工艺

    汽车行李箱外板的角度和孔数较多, 在汽车制造中, 其属于难以成型的冲压件, 需要经过五道工序才能制作成型。同时, 行李箱外板在利用冲压工艺生产过程中, 也存在报废率较高、质量不稳定等问题, 所需要的冲压模具较多, 制造成本较高。因此, 为了有效节约生产资源、降低制造成本, 通过工艺优化将五道生产工序缩短为四道工序, 在保证零件质量稳定性的同时, 还可以缩短生产周期、提升生产效率, 对促进汽车企业的稳定发展具有积极意义。

二、零件成型工艺

    在汽车覆盖性零件成型过程中, 拉深工序是其首要以及关键工序, 其主要是将板料毛坯通过一定措施制作成基本形状, 同时, 拉深工序也是确保行李箱外板成型的最主要工序。利用CAE对拉深成型开展模拟分析可以获得重要数据, 并且结合数据分析结果调整相关工艺参数, 进而及时发现组合灯区域、照灯区域可能出现的开裂问题。同时, 通过对行李箱外板进行结构分析可知, 冲孔、翻边、修边以及拉深是其制作过程中的关键工艺, 修边能够一次性完成, 而想要保证内板与外板的包边质量, 需要经过两次翻边作业, 整边和整形工序可以合并为统一工序, 因此, 使用同一模具就能够完成生产任务。
    如果不考虑各个冲孔, 行李箱外板成型容易可以预定为:第一, 拉深工序、第二, 修边工序;第二, 翻边以及整形工序;第四, 斜楔翻边工序, 在刨除冲孔工序之后, 外板的制作工序为四道。
    行李箱外板拥有很多小孔, 其数量基本为20个左右, 通过对外板小孔进行分析, 其结果显示, 所有小孔的分布方向主要为七个具体如下图所示, 因此, 在改进冲压工艺的过程中, 需要将冲孔工序整合到各个工序中。在斜楔翻边工序中, 可以将两个方向分布的冲孔工序进行复合, 而想要实现对所有小孔的冲压, 需要四道工序才可能完成, 但是在预定的工序中, 翻边整形以及拉深工序无法进行冲孔, 只能依靠斜楔翻边和修边工序整合冲孔, 如果将冲孔工序加入到外板的制造工序中, 其工序数量也将增加。行李箱外板所分布的小孔, 其方向存在差异性的主要原因为冲压工序增加, 因此, 对现行的成型工艺和外板结构进行适当的调整, 可以切实优化和改善冲孔结构, 保证小孔方向向同一方向分布。
 


三、优化步骤

1.对外板开裂处进行结构优化

    行李箱外板的组合灯区域以及照灯区域在冲压成型过程中, 十分容易出现开裂的情况, 针对这一情况提出优化方案, 可以有效防治开裂问题。降低尾灯反凹深度以及牌照区域, 加大外板侧壁斜度, 对主要零件结构进行有效分析, 可以有效改变这一情况。同时, 针对开裂问题还要增加牌照转角圆半径, 根据冲压工艺对零件结构进行进一步优化, 在保证零件尺寸范围内, 对组合灯尖角区域进行科学处理。

2.对零件冲孔角度进行优化

    在行李箱外板结构设计过程中, 设计人员需要综合考虑多方面因素, 保证冲孔角度, 进而保证零件质量的稳定性。优化零件冲孔角度在设计行李箱外板结构时考虑了众多因素, 有些冲孔角度是需要保证的。在具体优化过程中, 想要保证各个冲孔的角度合理, 具有较大的难度, 并且操作稳定性也难以保证, 会提升生产废品率。因此, 唯一能够调整角度的方式就是优化牌照安装面与标徽安装面的夹角, 将夹角调整工序与其他工序整合, 保证冲孔角度在规范范围内。通过相关分析结果所得, 调整牌照安装面与标徽安装面的夹角, 可以保证孔径方向, 同时还可以促使修边方向和组孔夹角保证在5°之内, 通过修边工序实现孔径成型。

四、实施结果分析

    通过对行李箱外板零件结构的优化以及冲压工艺的改造, 将优化零件进行CAE测试, 其结果显示组合灯区域与牌照等区域成型效果良好, 没有出现开裂的情况。同时, 通过对零件结构的优化, 行李箱外板制造工序可以缩减到四道, 其生产零件质量比较稳定, 在缩短生产时间、降低制造成本的同时, 还显著提升了生产效率, 对企业发展起到积极作用。

五、结语

    总而言之, 随着我国经济与社会的发展与进步, 汽车已经成为日常出行的重要用具, 汽车制造行业也获得快速发展, 各种汽车品牌层出不穷, 市场竞争日趋激烈, 汽车制造企业想要在激烈的市场竞争环境下实现更好的发展与生存, 需要不断降低制造成本、提升生产效率, 通过对行李箱外板结构的改进以及冲压工艺的优化, 能够有效缩短工艺流程, 提升企业的市场竞争力。



作者:王鹏  唐文宇  高雪峰  李岩  来源:中国高新区

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