汽車行李箱地板的多工位生產范文

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摘要：多工位沖壓生產是汽車零部件批量生產的一項重要技術。本文通過對汽車行李箱地板生產的研究，提出了一種生產效率高、綜合成本低的行李箱地板的多工位生產方式。結合行李箱地板產品特點，采用淺拉延工藝，并對其整體生產工藝、模具結構和生產傳輸進行了規劃。實際應用表明，此生產模式最大程度地保證了生產穩定性，提高了材料利用率和有效沖程，為多工位沖壓工藝結構設計提供了參考。

關鍵詞：行李箱地板多工位沖壓淺拉延材料利用率

1前言

目前，國內汽車備胎尺寸趨向于半尺寸備胎，汽車行李箱地板零件的深度尺寸變小，便于多工位成型。而在平臺化趨勢下，多車型共用使地板零件生產數量達到一定的峰值，為多工位生產提供了數量的保證。多工位生產提高了生產效率和質量，減少了庫存積壓量，提高了零件物流周轉速度。本文通過對多工位行李箱地板的生產研究，提出了一種質量高、效率高、成本低的行李箱地板的多工位生產方式，為多工位汽車地板類零件生產提供參考。

2產品介紹

圖1所示為某車型行李箱地板示意圖。該零件原材料為St07Z-60/60，料厚t=0.65mm，上偏差為0.04mm，下偏差為-0.06mm，延伸率δ≥43%，材料屈服強度σa為120~180MPa，抗拉強度σb≥270MPa。零件形狀平緩，孔數較少，后圍處存在翻邊，成型深度為160mm，翻邊高度為20mm。前段部分有用于加強的凸包筋群。

3CAE成型性分析

因為行李箱地板拉延深度淺，法蘭面相對平緩，作為壓料面時不影響拉延進料，起皺程度可以接受，所以采用淺拉延工藝。兩端增加開放式拉延檻，以減少工藝補充，直接拉延出產品形狀，產品上的凸包主要靠脹型成型。淺拉延工藝具有拉延深度淺、拉延工序容易成型、調試容易、工藝補充少、材料利用率高等優點；但也因制件在整形過程中較不穩定，容易產生短邊或開裂等問題。經對工藝參數調整后，CAE分析表明可以達到成型要求，如圖2所示。

4工藝分析

4.1工序根據產品特性，沖壓工藝主要分為拉延、修邊沖孔、修邊沖孔翻邊3個工序。拉延工序：采用淺拉延，前、后兩端開放式拉延檻，左、右兩端開放式拉延臺階；修邊沖孔工序：翻邊區域全修，四周修邊間隔布置，并沖基準孔和定位孔；修邊沖孔翻邊工序：周邊全修，后圍處翻邊，沖剩余孔。圖3為工藝分布圖。

4.2材料利用率行李箱地板淺拉延工藝的材料利用率比深拉延高，因為深拉延需設置拉延筋控制起皺狀態，板料收料線需在拉延筋以外，而淺拉延的拉延深度均勻，不需布置拉延筋，所以深拉延四周方向尺寸比淺拉延大很多[1]。圖4為深拉延和淺拉延行李箱地板工序件的修邊對比。經分析，此零件料片采用尺寸為1030mm×935mm的方料，其材料利用率為：4.71kg（零件質量）/4.91kg（板料質量)×100%=96%，材料利用率在以往車型中最高，如圖5所示。

5結構分析

5.1OP10拉延工序（雙凸模）根據對產品形狀的分析，選用單動拉延方式，并采用雙凸模的結構，以法蘭邊為壓料面。傳感器布置在模具對角位置；托起塊布置在凸模上，采用3-1式布置，大凸模布置3個托起塊，小凸模布置1個托起塊，托起塊對應的上模應有彈性壓料銷；上模設排氣孔，導腿布置在上模。OP10模具結構如圖6所示。

5.2OP20空工位支架（帶夾鉗存放功能）多工位采用空工位支架的目的為：a.增加工位數，減少傳輸步距，提升節拍；b.作為一種轉角裝置，便于零件改變沖壓角度；c.用于存放該零件所用夾鉗；d.作為精確對中定位的裝置本文中的行李箱地板只提供a項和c項功能，空工位支架設計時可以只在特征支撐面處布置鑲塊，在鑲塊上焊接工序件，這樣既能保證零件符型又可減輕空工位質量，空工位結構如圖7所示。

5.3OP30修邊沖孔工序（帶零件標識壓印）多工位修邊要考慮廢料的排放和夾件，盡量分開布置。不修邊位置可銑空開，用于夾鉗夾件。零件標識壓印塊布置在下模，以便于裝卸。為防止廢料飛濺，相應修邊處增加廢料擋板，傳感器布置在規整的平面處，并且對角布置，盡量接近修邊處，以便于盡早發現堵廢料。OP30模具結構如圖8所示。5.4OP40修邊沖孔翻邊工序多工位托起方式包括無托起、氮氣缸托起和氣缸托起，此工序采用氮氣缸托起，可以在高節拍時快速反應。采用氮氣缸托起時，傳感器器必須設計到托起塊上，并且設有限位。托起高度優選50mm。為了防止翻邊后包件，設置了翻邊退料器。OP40模具結構如圖9所示。

6零件傳輸

多工位零件傳輸要求傳輸高度必須一致，各序托起高度盡量低，以保證托起穩定性。因此行李箱地板傳輸時，OP10拉延工序采用氣缸托起，托起行程為50mm（保證夾鉗進入不干涉），拉伸墊需要采用到底延遲向上方式，保證夾件后再上升；OP20空工位保證定位準確；OP30修邊沖孔工序不托起，利用未修邊處空開進行夾件；OP40修邊沖孔翻邊工序采用氮氣缸托起，托起行程為50mm，如圖10所示。

7現場調試

7.1零件質量現場調試出件后，利用網格試驗進行零件分析，結果如圖11所示。由圖11可看出，零件無破裂風險，安全裕度約為10%，最大減薄率為20%,存在左、右變形不對稱，與前期模擬分析結果基本一致。因著色率研配的差異，左右走料不一致，可以進一步研配著色，并不影響制件質量。

7.2尺寸穩定性現場調試中，隨著連續節拍的變化尺寸會發生相應的波動，此行李箱地板尺寸較為穩定，對數據進行穩定性分析后，尺寸單點數據波動小于0.5mm，尺寸穩定性高，如圖12所示。7.3連續節拍與有效沖程行李箱地板零件所用的設備為3500T多工位壓機，連續節拍范圍為4~25次，4工位模具允許的最大連續節拍為20次/min。現場自動化調試中，行李箱地板采用的連續節拍為20次/min，有效沖程平均可達到14.1次/min，如圖13所示。該零件生產停機主要為換模停機、設備停機，模具停機較少，在多工位生產中屬沖程較高零件。

8結束語

多工位生產是汽車產業飛速發展快速響應的新型工藝手段，此技術已成為車身沖壓件快速制造的保證。多工位生產可以大大提高車身工藝裝備產品的質量，縮短工期，降低成本。多工位模具以其高效節能的特點，在國內外的模具行業中被大量使用。本文通過對多工位行李箱地板生產的研究，提供了多工位地板平臺件生產的多種模式，保證了生產穩定性，提高了材料利用率和有效沖程，為多工位沖壓工藝結構設計提供了參考。

參考文獻：

[1]代曉旭.乘用車地板后縱梁的工藝研究[J].汽車工藝與材料2017,11:25-28.

作者：劉斌 張新龍 李晶影 邰偉彬 單位：中國第一汽車集團有限公司奔騰事業本部