前地板門檻梁零件翻邊防偏移方法探究

文／袁河清，周衛國·東風汽車公司技術中心

魏龍·東風模具沖壓技術有限公司

前地板門檻梁零件翻邊防偏移方法探究

文／袁河清，周衛國·東風汽車公司技術中心

魏龍·東風模具沖壓技術有限公司

本文對前地板門檻梁零件翻邊過程中所出現的質量問題進行深入分析，對零件進行工藝補充，防止由于單側翻邊而造成偏移，制定了相應防止措施。

目前，很多冷沖壓產品由于結構設計需要，零件形狀存在單側翻邊成形的情況。這種結構容易造成產品質量的不穩定甚至成形缺陷等問題，無法滿足產品所需的尺寸及公差要求。本文以轎車零件前地板門檻梁零件為例，詳細闡述了其成形過程中的工藝特點，同時對零件在成形過程中產生的質量問題提出了改進措施。

工藝解析

前地板門檻梁是白車身的重要組成部分，連接側圍和地板，在側碰過程中對降低車身變形有著重要作用，其斷面一般呈“幾”字形，并且其前端內側與相鄰連接件搭接處，由于有躲避形狀的需要，往往設計成帶有缺口的單側翻邊形式，如圖1所示。

前地板門檻梁的傳統成形工藝是直接按照零件最終形狀展開進行落料沖孔，然后進行沖壓翻邊成形，具體沖壓工藝流程為：落料沖孔→壓彎翻邊→斜楔整形→斜楔沖孔。落料沖孔時，坯料的尺寸是按照零件最終形狀展開的尺寸，并結合計算機模擬進行的，在其單側翻邊處形成了如圖2所示形狀。

質量問題及原因分析

圖1 前地板門檻梁結構示意圖

在傳統工藝的壓彎翻邊過程中，零件本體兩側材料由于成形特點和進入模腔所產生的摩擦等緣故，受拉力作用，此時對于按照傳統工藝制作的前地板門檻梁零件，在圖1所示區域，其前端由于形狀的不對稱，形成了單獨側的壓彎翻邊。在這種不均衡力的作用下，零件容易向單側翻邊處產生偏移，會造成產品該處尺寸偏移過大，使得前地板門檻梁特別是其前端處無法滿足產品形狀公差要求。后期即使通過改變氣壓、加大壓力等方法進行調整，質量依舊無法達到產品尺寸精度要求，無法保證產品質量的穩定。

圖2 零件單側翻邊的局部視圖

圖3 增加工藝補充面的局部視圖

圖4 沖切去除工藝補充面

改進措施

通過原因分析，得知零件質量問題是由于單側壓彎翻邊造成的，即成形過程中受力不對稱。那么，在不改變主體沖壓工藝過程的情況下，改善其受力不對稱的狀況，可以解決其單側偏移的問題。即通過在零件工藝設計時，對圖1所示區域在壓彎翻邊之前的形狀，進行預定的工藝補充面設計，此處的工藝補充面，在后續的沖壓工藝過程中進行去除，以達到零件最初產品設計形狀。通過工藝補充面的增加，使得零件，特別是圖1所示區域在壓彎翻邊過程中兩側受力保持對稱，從而達到消除缺陷的目的。

改進后的工藝流程保持四道沖壓工序不變，工序內容在傳統工藝的基礎上有所變化。

落料沖孔

圖3所示為落料毛坯設計時，在坯料的前端單側料區域（圖1所示區域）對側進行補充，預留對邊材料，即增加工藝補充面，以便于后序工序在此處進行對稱翻邊。

壓彎翻邊成形

在原來單側翻邊成形處增加工藝補充的對稱側翻邊成形的工作內容，使坯料前端的單側料和工藝補充的對邊料形成左右對稱的翻邊，即保證補償處左右兩側同時翻邊成形，此時成形均衡受力，抵消偏移量。

斜楔整形

在原有沖壓工序的基礎上，增加對前道工序工藝補充面處的斜楔整形內容。

沖孔斜楔、沖孔修邊

在原有沖壓工序的基礎上，增加對前道工序工藝補充面處材料的沖切處理，如圖4所示，使得零件形成產品設計的形狀要求，并且經過細節調整，產品質量達到設計要求。

結束語

通過對前地板門檻梁零件在沖壓成形過程中相關問題的分析及解決，總結了一種防治冷沖壓零件在生產過程中由于摩擦力不均衡導致尺寸偏移的沖壓工藝方法，即在工藝設計時，考慮在成形工序之前，對預設處進行工藝補充面的設置，在成形工序之中，增加對預設處工藝補充面的工序內容，使得成形過程受力均衡，在成形工序之后，對預設處進行工藝補充面的沖切去除，達到產品設計形狀，并提升產品的過程穩定性。