基于工裝優化的縱梁前段質量提升

丁海濤

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

關鍵字：產品質量；縱梁前段；改進方案

前言

隨車汽車行業的競爭越來越激烈，各主機廠為了保持產品的市場競爭力，也越來越注重產品的質量。汽車沖壓件的質量不但影響駕駛室的裝配焊接質量，而且還影響著后序的整車裝配質量。如何能穩定生產出質量合格的沖壓件顯得尤為關鍵。本文以我公司某高頂車型的縱梁前段為例，介紹了從工裝方面進行改進優化，解決該零件壓偏、孔帶料變形等質量的方法。這種方法為解決其他縱梁類零件的類似質量問題積累了經驗。

1 現狀描述

1.1 零件介紹

縱梁前段是我公司某高頂車型駕駛室頂蓋分總成的重要零件之一。縱梁前段沖壓工藝共3序（如圖1），分別為OP10為落料沖孔，OP20為手工預彎，OP30為壓型。

圖1

1.2 存在問題

縱梁前段OP20序為手工預彎，沒有專用工裝保證預彎質量，加工人僅憑經驗進行預彎操作（如圖2）。預彎后制件型面弧度一致性較差，無法與OP30序壓型模模具型面完全貼合，導致OP30序壓型過程中上下模未接觸時（制件未成型時），上模端部首先接觸制件端頭(如圖 3)，使制件另一端翹起，制件在模腔內發生躥動，成型時無法有效定位，造成制件壓偏（如圖 4），定位孔（定位孔為 1-16×32長圓孔）帶料變形（如圖5）。

圖2

圖3

縱梁前段定位孔帶料變形，影響駕駛室焊接以及內飾件的裝配，制件帶料變形部位需要進行返修調平，目前返修率高達80%。且由于制件返修率高，小時產量僅為170件，嚴重影響了生產效率。壓偏制件無法使用，要報廢處理，報廢率高達6%。

圖4

圖5

2 確定改進方案

縱梁前段 OP20序手工預彎的一致性較差，導致 OP30序壓型時制件在模腔內躥動，無法有效定位，造成了壓型后出現定位孔帶料變形以及壓偏等質量問題。我們通過以下兩種措施來改進：

2.1 設計手工預彎工裝

針對制件OP20序手工預彎的一致性較差問題，我們對縱梁前段零件結構及生產加工過程進行詳細的分析，經過反復的設計和工藝驗證，設計了手工預彎工裝（如圖6）。

圖6

手工預彎工裝由底座、側板、調節橫桿以及定位銷組成。調節橫桿組成了制件預彎所需的弧度，其安裝位置可以根據側板上的小孔進行調節。定位銷的作用是控制制件放入預彎工裝的位置。

手工預彎工裝工作原理：將手工預彎工裝用螺栓安裝緊固在機床工作臺上，調整安裝好調節橫桿位置后，將制件放入手工預彎工裝，沿著調節橫桿組成的弧面將制件彎曲。

2.2 設計預壓料裝置

針對OP30壓型序制件在模腔內躥動，無法有效定位的問題，我們對OP30序壓型模具結構進行分析，決定在壓型模具上設計加裝預壓料裝置。方案示意圖（如圖7）。

圖7

預壓料裝置由彈簧、彈簧導向銷及壓料塊組成，安裝在模具上模模腔。

預壓料裝置工作原理：在模具上模接觸制件前，壓料塊壓緊制件，對制件施加預壓力，防止在成型過程中制件躥動，使制件能夠有效定位完成壓型。

3 方案實施驗證

3.1 制作手工預彎工裝

根據前期制定的手工預彎工裝設計方案，從加工人操作簡單、使用方便的角度出發，結合制件實際尺寸以及質量要求，確定手工預彎工裝各部件的具體尺寸。繪制手工預彎工裝的技術圖紙，并進行加工。手工預彎工裝部分部件設計圖紙（如圖8）。

圖8

3.2 壓型模加裝預壓料裝置

前期設計了在OP30序加裝預壓料裝置的方案，其中涉及了彈簧以及彈簧導向銷等兩種標準件。根據模具結構尺寸，確定彈簧以及彈簧導向銷等標準件的型號。最終，選擇高壓縮量彈簧（型號：SSWU 31-100），最大壓縮量為65mm，最大載荷為404N，能夠滿足制件預壓的要求；選取相應的彈簧導向銷（型號：B-SGC 19-40）。

對縱梁前段OP30序壓型模具加裝預壓料裝置，模具改進后（如圖9）。

圖9

3.3 效果驗證

在完成了手工預彎工裝的加工制作和OP30壓型模具預壓料裝置的加裝后，我們安排了驗證生產。驗證生產了 20件，生產制件均質量狀態完好（如圖 10），并未出現定位孔變形和壓偏等質量問題。

圖10

為了驗證改善效果的穩定性，我們訂購了縱梁前段坯料1800張，分3次進行了批量生產的驗證，每批次生產600件。3批次驗證生產共出現定位孔變形缺陷制件17件，未出現壓偏的質量問題。

縱梁前段人工調平返修率由原來的近80%降低為現在的不足 1%，且消除了由于壓偏導致的制件報廢。小時產量達到了265件，較改善前提高了55%，明顯提高了制件質量及生產效率。

3.4 效果固化

在驗證過程中，我們發現員工對手工預彎工裝的使用不是很熟悉，經過多次驗證，我們編制了《手工預彎工裝操作圖解（縱梁前段）》（如圖11），更好的指導加工人操作使用。

圖11

4 總結

產品質量是企業的命脈，優良的產品質量是企業生存發展的助推器和動力源泉。本文通過對縱梁前段質量提升全過程的介紹，對該零件質量問題的改進方法進行了探索，縱梁前段產品質量以及生產效率顯著提升。為后期解決其他骨架梁的質量問題積累了經驗。