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锻压/冲压/轧制设备 |
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采用冲压工艺生产货厢边板 |
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作者：四川德阳汽车厂 杨启源 |
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货厢是货车的主要组成部份，货厢质量的好坏直接影响到整个汽车的外观质量，而货厢的生产难度在于车厢三方瓦棱板的成形，由于筋板压形面积大，表面粗糙度要求高，线条棱角要求高，给加工带来很大的难度，致使有些汽车厂家不能生产或生产出来的产品达不到要求。现以二汽货车厢三方瓦棱板(图1)为例，将其生产过程进行分析。
图1 瓦棱板示意图
1 工艺制定
瓦棱板的生产从坯料到加工成型主要有两种工艺过程：(1)开卷-滚压-下料；(2)开卷-下料-压形。现进行分析比较。
1.1 开卷-滚压-下料
这条工艺流程的生产过程是：利用定尺卷料在开卷机上把材料开卷校平，在滚压模具上成形，最后按所需尺寸进行下料。
成型原理。板料连续不断的通过成形轮，压形得到所需的形状。每一道瓦棱需一对成形轮，封闭瓦棱即左右两边瓦棱各需4对以上成形轮。
设备及工装分析。滚压过程中，需材料连续不断地供给，所以第1步工序开卷必须用专用开卷校平机。第2步工序滚压必须投入整条装压设备线，而滚压设备包括动力部份、传动减速部份、压形部份。第3步工序下料所需设备由于产品已成型，切口位置边有成形瓦棱，所以一般剪板机不能满足其要求，需用专用剪板机。
滚压设备制作费用及生产周期。这套滚压设备，制作难度大，工作量大，初步估计，压形部份滚轮需要量为：开口瓦棱需5对滚轮，两端封闭部份由于是逐步成形，至少需8对以上滚轮，所以共需13对滚轮。制造费用需10万元左右，再加上传动减速部份及动力部份，这条生产线至少需15～20万元左右。生产周期从设计到使用需180个工时日，制作周期长。
1.2 开卷-下料-压形
此工艺的生产过程是：将定尺卷料开卷，然后下料，最后压形。
成型原理。下好的材料在成形模上分两次压制成型(如图2)，可达到压形目的。同时在压形过程中，五根瓦棱是同时成形，整块板料受力均匀相互牵制有利于每根瓦棱的成型及整个大面平面度的保证。
(a)第一次压形
(b)第二次压形
图2 瓦棱板成形示意图
1.凸模 2.凹模 3.工件 4.翻边机构 5.胎模 6.铰链
设备及工装分析。从上面的成型原理中可看出，每道工序是可分开的。所以在第1道开卷工序需用开卷校平机，若无该设备，可在地上垫胶垫，用行车辅助开卷，不需再投入开卷设备。第2道下料工序由于材料属定尺坯料，所以用通用剪板机下料即可。第3道压形工序需投入压形模，在原有压力机上压形即可。而压力机一般薄板件生产厂家都具备。
模具制作周期及费用。从成型原理上看，成型需两次压形，可共用一套模座。制作一套简易复合模，这样大大缩短了生产周期及费用。初步估算这套模具需制作费用5～6万元左右，生产周期为30个工时日。
1.3 两种工艺比较综合分析
从以上两种工艺流程分析，列出表1。
从表1可得出结论：滚压，所有设备重新投入，成本过高，而且周期长见效慢；机压，只需投入压形模一副，利用原有设备即可生产，投入少见效快，一般生产厂家都可满足。
2 模具制作
模具制作是瓦棱板压制是否成功的关键。瓦棱板具备几个特点：①压形面积大(展开尺寸为4083×900×1.2)；②瓦棱板属薄板压形，材料为冷轧钢板09MnRe，δ＝1.2；③瓦棱压形属于多槽梯形的波形加工；④瓦棱弯曲成形后要求整个表面无拉伤变薄等缺陷。
现将模具结构分析如下。
模座选用。由瓦棱弯曲时的特点：瓦棱多槽压形，瓦棱压形面积大。根据压强公式P＝F／S可知，当F、S同时增大时，压强P并不大，也就是说，对整个模具的钢性要求并不高，因此，模具的模座选用焊接结构模座(图3)即可。模座由纵筋2、横筋3、边框4组成。
图3 模座结构示意图
1.模板 2.纵筋 3.横筋 4.边框
模板选择。模板在弯曲成形中起到关键作用。由于瓦棱属多槽梯形的波形加工，这类加工在生产中会出现两个问题：①同时加工梯形山的波形时材料被拉伸，容易发生拉裂现象，使工件报废；②容易产生回弹，使工件线条不清晰、棱角不明显、产品质量不合格。因此模板形状在设计过程中应选用凸凹模成型的带校形防止回弹的结构，这样可以减少回弹，达到工作线条清晰、棱角明显的技术要求。
另外，模板与模座采取直接焊接，这样在加工过程中可节约一道工序且容易保证模具的位置精度。
第二次成形模具选用。第二次成形主要要求是瓦棱板左、右两端直线部份变形成为封闭形腔。要达到此目的，只需在一次压形过后加一套胎模，带翻边压形即可完成，如图2(b)。
3 检测结果
第一次抽取样件，在第一批300件产品中抽取，检测结果如下：(1)瓦棱板外形尺寸全部在公差范围内；(2)瓦棱板折弯处5～10mm内有轻微压印，但所有表面无拉伤、变薄、拉裂等缺陷；(3)瓦棱板棱角突出，线条清晰；(4)瓦棱板压形后，所有瓦棱面全部在同一平面；(5)第一次压形面与第二次压形面贴合紧密。
(end)
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(6/2/2004) |
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