前地板門檻梁零件翻邊防偏移方法探究

文／袁河清，周衛(wèi)國·東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心

魏龍·東風(fēng)模具沖壓技術(shù)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(wèi)國·東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心

魏龍·東風(fēng)模具沖壓技術(shù)有限公司

本文對(duì)前地板門檻梁零件翻邊過程中所出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行深入分析，對(duì)零件進(jìn)行工藝補(bǔ)充，防止由于單側(cè)翻邊而造成偏移，制定了相應(yīng)防止措施。

目前，很多冷沖壓產(chǎn)品由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，零件形狀存在單側(cè)翻邊成形的情況。這種結(jié)構(gòu)容易造成產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定甚至成形缺陷等問題，無法滿足產(chǎn)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(xì)闡述了其成形過程中的工藝特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)零件在成形過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題提出了改進(jìn)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(cè)圍和地板，在側(cè)碰過程中對(duì)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(nèi)側(cè)與相鄰連接件搭接處，由于有躲避形狀的需要，往往設(shè)計(jì)成帶有缺口的單側(cè)翻邊形式，如圖1所示。

前地板門檻梁的傳統(tǒng)成形工藝是直接按照零件最終形狀展開進(jìn)行落料沖孔，然后進(jìn)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(shí)，坯料的尺寸是按照零件最終形狀展開的尺寸，并結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行的，在其單側(cè)翻邊處形成了如圖2所示形狀。

質(zhì)量問題及原因分析

圖1 前地板門檻梁結(jié)構(gòu)示意圖

在傳統(tǒng)工藝的壓彎翻邊過程中，零件本體兩側(cè)材料由于成形特點(diǎn)和進(jìn)入模腔所產(chǎn)生的摩擦等緣故，受拉力作用，此時(shí)對(duì)于按照傳統(tǒng)工藝制作的前地板門檻梁零件，在圖1所示區(qū)域，其前端由于形狀的不對(duì)稱，形成了單獨(dú)側(cè)的壓彎翻邊。在這種不均衡力的作用下，零件容易向單側(cè)翻邊處產(chǎn)生偏移，會(huì)造成產(chǎn)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(chǎn)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(jìn)行調(diào)整，質(zhì)量依舊無法達(dá)到產(chǎn)品尺寸精度要求，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

圖2 零件單側(cè)翻邊的局部視圖

圖3 增加工藝補(bǔ)充面的局部視圖

圖4 沖切去除工藝補(bǔ)充面

改進(jìn)措施

通過原因分析，得知零件質(zhì)量問題是由于單側(cè)壓彎翻邊造成的，即成形過程中受力不對(duì)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(duì)稱的狀況，可以解決其單側(cè)偏移的問題。即通過在零件工藝設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)圖1所示區(qū)域在壓彎翻邊之前的形狀，進(jìn)行預(yù)定的工藝補(bǔ)充面設(shè)計(jì)，此處的工藝補(bǔ)充面，在后續(xù)的沖壓工藝過程中進(jìn)行去除，以達(dá)到零件最初產(chǎn)品設(shè)計(jì)形狀。通過工藝補(bǔ)充面的增加，使得零件，特別是圖1所示區(qū)域在壓彎翻邊過程中兩側(cè)受力保持對(duì)稱，從而達(dá)到消除缺陷的目的。

改進(jìn)后的工藝流程保持四道沖壓工序不變，工序內(nèi)容在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上有所變化。

落料沖孔

圖3所示為落料毛坯設(shè)計(jì)時(shí)，在坯料的前端單側(cè)料區(qū)域（圖1所示區(qū)域）對(duì)側(cè)進(jìn)行補(bǔ)充，預(yù)留對(duì)邊材料，即增加工藝補(bǔ)充面，以便于后序工序在此處進(jìn)行對(duì)稱翻邊。

壓彎翻邊成形

在原來單側(cè)翻邊成形處增加工藝補(bǔ)充的對(duì)稱側(cè)翻邊成形的工作內(nèi)容，使坯料前端的單側(cè)料和工藝補(bǔ)充的對(duì)邊料形成左右對(duì)稱的翻邊，即保證補(bǔ)償處左右兩側(cè)同時(shí)翻邊成形，此時(shí)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(chǔ)上，增加對(duì)前道工序工藝補(bǔ)充面處的斜楔整形內(nèi)容。

沖孔斜楔、沖孔修邊

在原有沖壓工序的基礎(chǔ)上，增加對(duì)前道工序工藝補(bǔ)充面處材料的沖切處理，如圖4所示，使得零件形成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形狀要求，并且經(jīng)過細(xì)節(jié)調(diào)整，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

結(jié)束語

通過對(duì)前地板門檻梁零件在沖壓成形過程中相關(guān)問題的分析及解決，總結(jié)了一種防治冷沖壓零件在生產(chǎn)過程中由于摩擦力不均衡導(dǎo)致尺寸偏移的沖壓工藝方法，即在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，考慮在成形工序之前，對(duì)預(yù)設(shè)處進(jìn)行工藝補(bǔ)充面的設(shè)置，在成形工序之中，增加對(duì)預(yù)設(shè)處工藝補(bǔ)充面的工序內(nèi)容，使得成形過程受力均衡，在成形工序之后，對(duì)預(yù)設(shè)處進(jìn)行工藝補(bǔ)充面的沖切去除，達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)形狀，并提升產(chǎn)品的過程穩(wěn)定性。