以A型車為例分析角板支撐件沖壓工藝設計

摘 要：文章探討分析了A型車沖壓座椅角板支撐件的設計和施工工藝，以此為基礎研究了零件加工難度、性能、結構和制作材料，從而為產品的設計和制作奠定了技術基礎，最大限度地縮減了制造施工程序，選擇適當的角板支撐件制作材料，實現了材料節約目標，并實現了施工工藝的改進，制定出了最為合理且科學的角板支撐件施工方案。

關鍵詞：角板；支撐件；沖壓工藝

1 角板支撐件的基本特征

A型車座椅角板支撐件的制作材料是08F冷鋼板，材料厚度約為2.5mm。1000kN油壓機為主要加工設備，是該部件大批量生產的基礎。角板支撐件的孔位、孔徑、成形高度、側面性狀、頂部曲面及其凹槽曲面需滿足產品的設計規定。要求零件成型后表面無裂紋、褶皺、翹曲，光滑平整，無明顯缺陷。因為角板支撐件的自身性狀較為復雜，且為非回轉、非對稱的曲面外形零件，所以，在沖壓制作過程中，最為常見的成型問題為開裂或是起皺。同時，在成型制作角板支撐件時，不同的變形性質會同時表現在相同的方向上，主要包括拉脹成型的凸、凹形狀的埂則和窩，翻邊的內凹邊以及彎曲變形的四周部分等。導致不同部位發生開裂或起皺問題的影響因素的存在一定的差異，另一方面，因為發生變形的部分之間也會相互牽制，因而材料成型制作過程中，也會發生更加嚴重的拉裂問題。

在角板支撐件的具體生產過程中，依據部件的拉伸條件和力學機理對于失穩起皺問題的影響程度，參考部件的成型特點、制造精度和幾何形狀，由模具設計、成型工藝和基本結構幾方面出發，采取有效的防皺措施。由于該部件的厚度相對較大，因而可通過壓邊圈設備降低起皺的發生率。為了降低部件開裂的發生率，在沖壓件的設計和制作過程中可采取如下措施：實際的曲面性狀拉伸方向應設計的淺一些，并適當加大圓角半徑[1]。

2 角板支撐件的加工工藝

產品零件設計圖是角板支撐件工藝性能分析的主要依據，因此，在工藝設計之前，應對這一零件的設計精度、尺寸大小和性狀特征進行細致全面地分析，深入了解角板支撐件沖壓潛在的質量問題及其發生幾率，以及不同材料制成的角板支撐件其使用性能也存在一定的差異，尤其需要注意零件設計的特殊要求、設計基準、尺寸公差以及最小拉深圓角半徑、最小彎曲半徑、最小孔邊距和孔間距、最小窄槽寬度、最小沖孔尺寸等零件的極限尺寸等相關指標，這些指標都會對沖壓定位方式、排列順序、數量和設計制作流程的確定產生一定程度的影響，并會直接決定零件的制造精度與結構形式[2]。角板支撐件的外形結構較為復雜，材料較薄，其厚度僅為2.5mm左右，零件尺寸約為263mm×863mm，整體上呈現為變化程度較大且曲面變化較為復雜的一種外凸型覆蓋件結構，該零件的橫斷面呈現為一種半封閉式凸臺結構，具有較高的表面質量要求，正面設計有大小不等的4個孔，側面呈現為直壁形式，側面設計為盒型變化的結構形式。制作成型后，應根據設計規定將表面調整平整，保證表面無裂紋、褶皺、翹曲等明顯缺陷。為了降低拉裂和起皺等問題的發生率，增加制作材料的塑性變形率，提高材料進入的足療，應在補充工藝時，加設整圈的拉延筋[3]。

3 角板支撐件沖壓工藝的確定

因為A型汽車角板支撐件的整體結構偏于復雜，同時，因其屬于一種外飾件，所以，對于表面質量的要求也較高，所以，在沖壓工藝方案制定過程中，應對部件的制作過程中進行充分分析，通常情況下可選擇的沖壓工藝方案包括：

方案一：剪料——落料——成型——拍平——沖正孔——沖側孔 1——沖側孔2

方案二：剪料——落料——成型——沖正孔——沖側孔1——沖側孔2

方案三：剪料——落料——成型沖正孔——拍平——沖側孔 1——沖側孔2

第一套方案分開實施拍平、沖孔、沖壓成型過程，其主要不足在于應多做一套模具，因而會加大工作量，但是，各個模具均為單工序模，因而增加一套模具也有助于沖壓件尺寸精度的提高，能夠提高流水線生產效率。

第二套方案將沖孔和成型工序分開，其主要不足在于缺少拍平環節，因而具體生產過程中，所產生的沖孔精度會較低，但這一制作方案能夠大大降低制作成本，減少額外模具制造所產生的費用，縮短制作流程。

第三套方案能夠合成沖孔與成型工序，盡管其與方案一相比，制作程序更少，但同時實施沖孔與成型工作，受產生的干擾因素也較多，因而實施的難度較大。

由于角板支撐件屬于一種十分重要的汽車支撐件，需要進行大批量生產，由模具的設計難度、經濟性、生產批量以及零件精度等幾方面進行綜合考慮、全面分析，可以得出，方案一為最佳的角板支撐件沖壓工藝方案，因而在實際制作過程中應執行方案一的相關規定，也就是剪料——落料——成型——拍平——沖正孔——沖側孔 1——沖側孔2。

4 沖壓工藝過程卡片制作

汽車角板支撐件的主要沖壓制作過程包括7個基本環節，為了進一步深化對于各個沖壓制作程序的認識，有必要首先設計沖壓工藝卡片。沖壓工藝卡片應對每個環節的生產設備型號、設備和車間，以及產品的工藝線路、工序材料的牌號、零件的圖號和型號等指標進行詳細記錄。詳細記錄各個環節所涉及的零件名稱、零件型號、產品名稱和產品型號，同時應標明相關的生產設備和制作材料[4]。

對于各個不同的制作環節，均應通過目視或檢具等方法對支撐件沖壓產品的質量進行仔細檢查，從而保證由源頭上實現產品質量的提高。

5 結束語

綜上所述，汽車角板支撐件沖壓工藝的基本特征對其制作成型的困難程度產生了直接的影響，在設計制作前能否對沖壓件的基本特征進行全面準確的分析，并制定出系統科學的角板支撐件沖壓設計制作方案，會對沖壓件的生產質量產生直接的影響。汽車角板支撐件沖壓設計方案質量的高低，直接影響了沖壓件的生產成本、沖壓件的生產質量及其使用效果[5]。若角板支撐件沖壓工藝設計方案不合理，則會造成較為嚴重的經濟損失。汽車角板支撐件沖壓工藝方案應實現最優化設計，以最大限度地減少資源浪費現象，節約經濟成本，從而提高其社會和經濟效益[6]。

參考文獻

[1]邰茜，張曉宇.試論CBR在沖壓工藝設計系統中應用問題[J].煤炭技術，2012，31（9）：215-216.

[2]孫永泰.論沖壓工藝在沖壓生產中的保證作用[J].工程技術研究與應用，211，2（3）：70-72.

[3]任小鴻.汽車同步器齒環精密鍛造模具的改進與應用[J].鍛壓技術，2011，36（2）：87-88.

[4]王曉紅.基于沖壓工藝的汽車沖壓件成本控制分析[J].鍛壓技術，2012.37（6）：138-139.

[5]張成，王義林，龍會才.基于知識的精沖模沖壓工藝設計方法的研究[J].模具技術，2010，1（11）：38-39.

[6]王哲英，馬明旭，楊遠龍.基于Pro/E的液晶顯示器支架的沖壓工藝與模具設計[J].機械設計與制造，2009，1（2）：104-106.