汽车冲压件制造工艺分析
1引言
冲压工艺是一种加工金属件的工艺方法,其本质是金属的塑性变形,利用了模具和冲压设备对板料施加压力,使板料产生塑性变形或者分离,从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件,这种零件称作冲压件。冲压工艺比较适用于大批量的零件生产,因此,在汽车成产领域非常常见。冲压工艺对整个工艺流程的机械化、智能化和自动化提升明显,可以很大程度的提高生产效率,废料率较少,甚至可以重复利用废料,因此经济效益方面的提升也很可观。目前汽车市场竞争激烈,各种国际品牌和国产品牌相互竞争,及时又快速的推出质量有保障的新车型,是行业竞争力的体现,关系到整个行业的发展前进。在各个工艺缓解下创新性的运用先进技术和设备是目前研究的重点,本文以冲压件制造工艺为切入点分析当前行业内工艺的优缺点,希望从业者提供帮助。
2冲压工艺简述
冲压这种加工工艺,加工的对象是金属,本质上是利用了金属的塑性形变,也会利用模具和冲压设备对板料施加压力,使板料被分离出规定的形状或产生塑性变形,得到符合形状或尺寸要求的零件,这种工艺整个被称作冲压件;冲压适合于大批、快速的生产场合,机械化程度较高,因此生产效率和材料利用率也非常高,自动化程度高,对操作者的专业要求适中;由于是整车加工,冲压设备一般较为先进,因此冲压工件一般精度较高,可以直接投入使用,不需要进行修饰加工;互换性良好,工作稳定性优良,在同一个场合可以交互同批次产品,不会产生影响;初冲压料的表面质量好、摩擦力小,便于之后工序进行;可以利用模具低成本的制造出形状复杂的工件,且冲压件的刚度和强度都很大,质量轻;生产批量越大,数量越多成本被均摊,就会变得越低。
在汽车领域,传统的冲压成型是将毛坯按照一定的方式进行处理,使其永久形变,从而得到符合需求的冲压件。近些年随着科学技术的提高和汽车用户需求的改变,汽车覆盖件的质量要求也随之产生了较大的变化。不仅要求冲压件的质量合格,不能有凹痕、皱裂等现象,还对其尺寸的精度有了更高的要求。件料轻形繁,其成产过程十分复杂。
3模具设计遵循的原则
3.1模具类型的确定,根据冲压件的批量大小、精度要求、形状要求、制造条件等,在安全、便捷的前提下,将选择的模具种类确定,一般有简单模,简单模、连续模或复合模。同时还要注重考量其模具的寿命、强度、刚度等因素的协调。
复合模最长常见的问题是强度问题,翻边、冲孔及落料的现象往往会发生在同一复合模上。此外,复合模的凸凹模壁厚薄与翻边高度小时,强度要求就难以满足了。
3.2合理定位方式的选取,尽可能的将设计基准和定位基准重合,如因工艺原因不重合,就要以尺寸链计算理论重新分配公差,将设计尺寸转换为成工艺尺寸。但该方法对精度要求较高,操作难度大。
4冲压工序流程
冲压工业分为四个基本的工序:冲裁、成型、拉伸、整形。
4.1基本冲压工序
落料、成型、拉伸、剪裁、冲孔、翻边整形等工序在冲压工序中较为普遍。每道工序都具有其特殊性,剪切、落料、冲孔这三道工序是平板件中的使用率最高的;对于造型较简单的零件,如车身部分梁类件,主要工序有落料、成型、冲孔;结合材料本身的特性进行分析计算是加工特定零件的前提,通过计算才能将工序性质确定。以油封外夹圈内夹圈冲压件为例,两者的外径和高度不同,所以其处理工艺也不同,外夹圈冲压工序为翻边、拉深、落料、冲孔,内夹圈不需要进行拉深工序。
4.2确定冲压次数
在冲压工艺中对同一道工序的重复的次数被成为冲压次数。如拉深工序则可计算材料的物理性质,再结合其形变时的应力大小,来确定拉深次数;翻边工序则可选择对冲压件的材料进行分析,得出其扛形变的能力,再结合尺寸数据来确定工序次数。原则上是尽可能的减少工序次数,发挥材料特性,将工序在保证产品质量的基础上科学合理的结合。这样做可以很大的提升经济效益。
4.3工序组合
冲压工艺是由很多延伸工序共同组合而成的,所以在冲压工艺方案的设计中,没有固定模式的出现,往往是要结合实际情况进行调整,对于简单件,有时单个工序即可,对于复杂的工件,可以根据其图纸或建模效果对不同的工序进行组合。模具的选择对工件制造的影响较大,成型件的大小、精度都是由模具决定,模具制作时越精细,则成品质量也就越高。
5结束语
汽车行业处在高速发展的时期,渐渐的变成了人们日常生活中不可获取的一部分,其普遍性是不可忽视的。因此,对于其制造的安全性和质量需要格外的关注。作为主要的工艺,冲压制造技术目前与国外还有一定的差距。但是随着科技的发展,越来越多新的技术和器械会被发明,其水平也会有更大的提升,这也是相关从业者需要关注的方向。