卡車中地板工藝優化及降低成本的方法

0 引言

近年來隨著商用車市場競爭的日趨激烈，如何改進整車質量與降低生產成本是所有汽車生產企業考慮較多的問題之一。汽車企業通過控制設計、制造、使用、維護、回收等各個環節的成本以及改進設計方案和優化加工工藝，達到降低制造成本的目的。現以某卡車內構件中的中地板為研究對象，優化其工藝方案并加以實施，以達到降低板材及模具制造成本的目的。

從圖3中總結出，當權重系數α為0.3、β為0.7時，識別率最大（在本文算法中，定為最佳權重系數）。從實驗中可以看出，人耳這一生物特征對最終識別結果的影響更大，原因是，本實驗用的人臉數據庫表情、姿態、光照的變換更豐富，而自攝的人耳庫相較于人臉庫來說變化比較不明顯。

1 原工藝方案的拉深方式

原工藝方案拉深模如圖1所示，即封閉式拉深，模具結構較為簡單，下模主體為凸模、封閉壓邊圈，上模是整體式凹模。與其他拉深模不同的是：由于圖1所示模具左側兩角位置較高，拉深時有開裂風險，因拐角位置材料流動少，在左側位置設置了2把修邊刀塊，用于在壓邊圈閉合時修剪2個角位置的板料。該設計使模具結構復雜，且2個端頭的工藝補充區域所占空間較大，增大了模具外形尺寸。

1.1 開裂情況

由于零件高度較高，工藝補充面造型較為急劇，即使采用了伸展性較好的DC06材料，在最高側壁處也出現了開裂。CAE分析的開裂風險位置與實際生產時出現不穩定的位置一致，特別是隨著生產數量增加，模具發熱后開裂問題更嚴重。CAE分析情況與現場實際零件對比如圖2所示。

1.2 起皺情況

在模具閉合過程中，由于零件高度落差較大，現場調試過程中解決開裂問題需要降低最高處附近的拉深筋高度，讓局部多進料，在成形過程中零件多處出現起皺趨勢，甚至有疊料風險。實際零件也存在疊料而使上、下模無法閉合的情況，如圖3 所示。

2 工藝優化

篩選15名對于“水光感”有需求的消費者代表分組進行小組訪談，收集關于“水光感”的訴求，訴求包括：皮膚有光澤；皮膚通透；膚色白皙；皮膚水潤；皮膚細膩；斑點或瑕疵不明顯；皺紋或細紋不明顯；皮膚飽滿緊實。

4.水質管理 進入6月后，逐漸將水位提高至1m。定期使用二氧化氯對水體進行消毒，兩天后使用解毒活水寶改良水質。隔一天后使用生物肥，用量為4kg/畝，至體長5cm以后停止使用。每10～15天用生石灰化漿潑灑一次，提高水體鈣含量，促進蛻殼，用量為每畝每米水深5kg。養殖期間適時開啟增氧機，保證水體溶氧豐富。每15～20天左右使用微生物制劑一次。整個養殖期間保持水質清新，透明度保持在40～50cm。

2.1 兩側端頭更改為開放拉深方式

CAE分析結果如圖9和圖10所示，模具拉深到底前15 mm零件兩側端頭沒有起皺趨勢，拉深到底后沒有開裂趨勢，零件內部的起皺趨勢雖然減小，對比原方案的拉深CAE開裂及起皺結果，已經得到了較大改善，但是仍然存在缺陷，這時需要更改零件造型進一步優化。

通過以上分析可知，起皺與開裂主要位置位于端頭拐角較高的位置（見圖4），故嘗試取消這些端頭處的拐角位置，采用開口拉深方式。

零件內部起皺位置如圖11所示，針對這類起皺只需要設計支撐造型即可，故增加2條凸筋造型，在起皺出現時凸筋及時將其撐開。在上述方案的基礎上，更改零件造型。

2.2 兩側端頭增加壓料板

兩側端頭更改為開放拉深方式后，需要在其位置增加壓料板以促進進料，控制兩側的進料速度。更改后的工具體如圖8所示，前后增加1個臺階式的壓料板配合拉深。

嘗試兩端位置進行開放拉深，避免存在兩端急劇的造型，其板料尺寸按圖5所示左右側內收。

（3）查看空氣儲罐使用單位相應的安全管理人員和操作人員是否持有特種設備作業人員證，壓力容器作業人員是否定期接受安全教育和專業培訓。

2.3 零件內部起皺位置的優化方法

模具拉深到底前15 mm如圖6所示，相對圖3（a），兩端頭開放位置沒有起皺。拉深到底后零件側壁開裂趨勢也有所改善，如圖7所示，但零件內部的起皺趨勢沒有改善，原因是兩端頭板料是自由狀態，沒有進料趨勢，導致零件中部位置進料多而產生起皺趨勢。

凸筋造型如圖12所示，在不干涉搭接件的情況下，2條凸筋在拉深過程中起吸皺作用?，F場零件改善情況如圖13所示，沒有設置凸筋時，零件出現疊料而起皺的情況；設置上凸筋后，零件起皺問題得到解決。

2.4 實際生產情況

按以上優化方案制造模具后，進行了試制驗證，生產的零件如圖14所示，與CAE分析結果一致，開裂及側壁起皺的問題得到解決。

3 模具設計優化

將模具兩端封閉的方式更改開口加壓料板的方式后，工藝補充面區域減小，分模線內收，使模具外形尺寸縮小，降低了制造成本。模具優化前后外形尺寸對比如表1所示，尺寸均明顯減小，原來4副模具總質量為48 480 kg，優化后減至40 960 kg。

4 材料利用率的優化

由于采用了兩端開放的拉深方式，不需要額外的板料，整體板料尺寸縮小。原方案的板料尺寸為1 650 mm×1 580 mm，新方案的板料尺寸為1 440 mm×1 460 mm，材料利用率從原來的60.47%提高到73.07%。

5 結束語

對于某些側壁高度較高、側壁拔摸角度較小的零件，不一定要采用全封閉式的拉深方式來增加其延展性，可采用開放拉深方式，在開口側增加壓料板控制進料速度，既能簡化拉深造型，又能降低開裂及起皺風險，增加零件生產時的穩定性。同時零件內部起皺疊料區域需要及時與主機廠溝通，進行零件造型變更，降低自動沖壓生產線快速生產時對模具零件的損傷。

[1]瞿二虎,許海媚,張學文.提升白車身材料利用率方法的研究[J].模具工業,2015,41(12):29-32.

[2]涂小文.AutoForm原理技巧與戰例實用手冊[M].武漢:湖北科學技術出版社,2013:405-430.

[3]趙建會.淺談沖壓材料利用率[J].鍛壓技術,2011,36(1):164-167.

[4]曹 潔,陳鈺龍.提高汽車沖壓板材料利用率的方法[J].科技創新與應用,2012(15):87-88.