汽车行李箱地板的多工位生产范文

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摘要：多工位冲压生产是汽车零部件批量生产的一项重要技术。本文通过对汽车行李箱地板生产的研究，提出了一种生产效率高、综合成本低的行李箱地板的多工位生产方式。结合行李箱地板产品特点，采用浅拉延工艺，并对其整体生产工艺、模具结构和生产传输进行了规划。实际应用表明，此生产模式最大程度地保证了生产稳定性，提高了材料利用率和有效冲程，为多工位冲压工艺结构设计提供了参考。

关键词：行李箱地板多工位冲压浅拉延材料利用率

1前言

目前，国内汽车备胎尺寸趋向于半尺寸备胎，汽车行李箱地板零件的深度尺寸变小，便于多工位成型。而在平台化趋势下，多车型共用使地板零件生产数量达到一定的峰值，为多工位生产提供了数量的保证。多工位生产提高了生产效率和质量，减少了库存积压量，提高了零件物流周转速度。本文通过对多工位行李箱地板的生产研究，提出了一种质量高、效率高、成本低的行李箱地板的多工位生产方式，为多工位汽车地板类零件生产提供参考。

2产品介绍

图1所示为某车型行李箱地板示意图。该零件原材料为St07Z-60/60，料厚t=0.65mm，上偏差为0.04mm，下偏差为-0.06mm，延伸率δ≥43%，材料屈服强度σa为120~180MPa，抗拉强度σb≥270MPa。零件形状平缓，孔数较少，后围处存在翻边，成型深度为160mm，翻边高度为20mm。前段部分有用于加强的凸包筋群。

3CAE成型性分析

因为行李箱地板拉延深度浅，法兰面相对平缓，作为压料面时不影响拉延进料，起皱程度可以接受，所以采用浅拉延工艺。两端增加开放式拉延槛，以减少工艺补充，直接拉延出产品形状，产品上的凸包主要靠胀型成型。浅拉延工艺具有拉延深度浅、拉延工序容易成型、调试容易、工艺补充少、材料利用率高等优点；但也因制件在整形过程中较不稳定，容易产生短边或开裂等问题。经对工艺参数调整后，CAE分析表明可以达到成型要求，如图2所示。

4工艺分析

4.1工序根据产品特性，冲压工艺主要分为拉延、修边冲孔、修边冲孔翻边3个工序。拉延工序：采用浅拉延，前、后两端开放式拉延槛，左、右两端开放式拉延台阶；修边冲孔工序：翻边区域全修，四周修边间隔布置，并冲基准孔和定位孔；修边冲孔翻边工序：周边全修，后围处翻边，冲剩余孔。图3为工艺分布图。

4.2材料利用率行李箱地板浅拉延工艺的材料利用率比深拉延高，因为深拉延需设置拉延筋控制起皱状态，板料收料线需在拉延筋以外，而浅拉延的拉延深度均匀，不需布置拉延筋，所以深拉延四周方向尺寸比浅拉延大很多[1]。图4为深拉延和浅拉延行李箱地板工序件的修边对比。经分析，此零件料片采用尺寸为1030mm×935mm的方料，其材料利用率为：4.71kg（零件质量）/4.91kg（板料质量)×100%=96%，材料利用率在以往车型中最高，如图5所示。

5结构分析

5.1OP10拉延工序（双凸模）根据对产品形状的分析，选用单动拉延方式，并采用双凸模的结构，以法兰边为压料面。传感器布置在模具对角位置；托起块布置在凸模上，采用3-1式布置，大凸模布置3个托起块，小凸模布置1个托起块，托起块对应的上模应有弹性压料销；上模设排气孔，导腿布置在上模。OP10模具结构如图6所示。

5.2OP20空工位支架（带夹钳存放功能）多工位采用空工位支架的目的为：a.增加工位数，减少传输步距，提升节拍；b.作为一种转角装置，便于零件改变冲压角度；c.用于存放该零件所用夹钳；d.作为精确对中定位的装置本文中的行李箱地板只提供a项和c项功能，空工位支架设计时可以只在特征支撑面处布置镶块，在镶块上焊接工序件，这样既能保证零件符型又可减轻空工位质量，空工位结构如图7所示。

5.3OP30修边冲孔工序（带零件标识压印）多工位修边要考虑废料的排放和夹件，尽量分开布置。不修边位置可铣空开，用于夹钳夹件。零件标识压印块布置在下模，以便于装卸。为防止废料飞溅，相应修边处增加废料挡板，传感器布置在规整的平面处，并且对角布置，尽量接近修边处，以便于尽早发现堵废料。OP30模具结构如图8所示。5.4OP40修边冲孔翻边工序多工位托起方式包括无托起、氮气缸托起和气缸托起，此工序采用氮气缸托起，可以在高节拍时快速反应。采用氮气缸托起时，传感器器必须设计到托起块上，并且设有限位。托起高度优选50mm。为了防止翻边后包件，设置了翻边退料器。OP40模具结构如图9所示。

6零件传输

多工位零件传输要求传输高度必须一致，各序托起高度尽量低，以保证托起稳定性。因此行李箱地板传输时，OP10拉延工序采用气缸托起，托起行程为50mm（保证夹钳进入不干涉），拉伸垫需要采用到底延迟向上方式，保证夹件后再上升；OP20空工位保证定位准确；OP30修边冲孔工序不托起，利用未修边处空开进行夹件；OP40修边冲孔翻边工序采用氮气缸托起，托起行程为50mm，如图10所示。

7现场调试

7.1零件质量现场调试出件后，利用网格试验进行零件分析，结果如图11所示。由图11可看出，零件无破裂风险，安全裕度约为10%，最大减薄率为20%,存在左、右变形不对称，与前期模拟分析结果基本一致。因着色率研配的差异，左右走料不一致，可以进一步研配着色，并不影响制件质量。

7.2尺寸稳定性现场调试中，随着连续节拍的变化尺寸会发生相应的波动，此行李箱地板尺寸较为稳定，对数据进行稳定性分析后，尺寸单点数据波动小于0.5mm，尺寸稳定性高，如图12所示。7.3连续节拍与有效冲程行李箱地板零件所用的设备为3500T多工位压机，连续节拍范围为4~25次，4工位模具允许的最大连续节拍为20次/min。现场自动化调试中，行李箱地板采用的连续节拍为20次/min，有效冲程平均可达到14.1次/min，如图13所示。该零件生产停机主要为换模停机、设备停机，模具停机较少，在多工位生产中属冲程较高零件。

8结束语

多工位生产是汽车产业飞速发展快速响应的新型工艺手段，此技术已成为车身冲压件快速制造的保证。多工位生产可以大大提高车身工艺装备产品的质量，缩短工期，降低成本。多工位模具以其高效节能的特点，在国内外的模具行业中被大量使用。本文通过对多工位行李箱地板生产的研究，提供了多工位地板平台件生产的多种模式，保证了生产稳定性，提高了材料利用率和有效冲程，为多工位冲压工艺结构设计提供了参考。

参考文献：

[1]代晓旭.乘用车地板后纵梁的工艺研究[J].汽车工艺与材料2017,11:25-28.

作者：刘斌 张新龙 李晶影 邰伟彬 单位：中国第一汽车集团有限公司奔腾事业本部