汽车纵梁三面冲超限孔位加工工艺浅析

汽车纵梁三面冲超限孔位加工工艺浅析作者：黄晓亮杜维维
来源：《环球市场》2018年第13期
摘要：汽车纵梁三面冲孔设备具有制孔精度好、效率高等特点。

但由于受模具限制，在加工纵梁时存在一定的死区范围，而后续工艺的安排直接影响着产品的精度及生产投入。

本文就实际生产中遇到的冲孔受限问题从工艺角及模具结构优化的角度来分析，如何在减少投入、保证精度的条件下实现死区孔位的加工。

关键词：三面冲；冲孔设备；加工工艺
近年來，随着重卡行业的高速发展，汽车纵梁加工工艺的柔性化也得到了长足的提升，纵梁辊压+三面冲冲孔的工艺模式得到了广泛的应用。

伴随市场客户需求的多元化、车企产品的多样化，系列产品不同配置、不同地区都存在不一样的装配需求，这就造成车架纵梁孔位的不断变更，部分车型孔位存在超出正常设备加工范围的情况，而这些问题的产生造成了产品孔位加工工序增加、生产周期增长，生产节拍降低，尤其造成产品精度的降低，而此类问题考虑设备自身不适合通过设备改造来解决甚至于无法解决。

本文通过对模具结构的优化解决设备受限导致纵梁孔位无法加工问题，旨在为纵梁加工冲孔问题提供参考。

一、冲孔设备简介
三面冲孔机，可加工纵梁长度为4000～12000mm，宽度为210～330mm，厚度为5～
10mm，它共包括5个主机，其中两个主机用于加工纵梁翼面孔位，其余三个主机用于加工腹面的孔位。

设备选用直线式模具，具有选模快速、换模简便的特点，模具布置为单排，加工翼面的两个主机均可安装5种规格冲头，最大直径为Φ18.5mm；加工腹面小孔的两个主机，其中一个仅做横向运动，不可纵向位移，两个主机都可安装9种规格的冲头，最大直径为
Φ23mm，另一个加工腹面大孔的主机可安装10种规格的冲头，最大直径为Φ60mm。

模座由螺栓固定在机架上，换模快捷、方便。

车架纵梁截面为U型，按纵梁腹面宽度、料厚分为不同规格，不同孔径的孔位分布在纵梁腹面及上、下两个翼面。

二、案例描述
三面冲在加工靠近纵梁上下翼面的孔位时，根据模座尺寸，存在上下翼面分别33mm的死区范围，如图1所示。

此种情况下，因设备原因无法对模具进行相应改造来减少死区范围，要实现产品的加工必须通过增加工序来完成。

三、解决措施
（一）工艺设计
根据设备及产品情况我们可采用划线补钻、制作专用制孔工装钻孔或原设备加工样冲眼，按样冲眼补钻孔位的工艺方式来进行孔位的加工。

综合分析，采用“原设备加工样冲眼，按样冲眼补钻孔位的工艺方式”可在投入最少的情况下，最大化的保持产品精度。

（二）工装模具设计
要实现上、下翼面处死区范围内眼样冲眼的加工，则必须设计限定位置（避免冲孔过程中样冲位置的偏移）的偏心（保证可加工到死区范围内，偏心范围需对产品相关数据进行统计、分析，确定满足大部分死区孔位加工的偏心尺寸）样冲头。

并对模座、衬套做相应的设计、改造。

其中，样冲长度尺寸需通过实验来确定，满足样冲眼深度2mm即可。

（见图2）
（三）程序基础信息变更
1.冲头信息设定：对两组冲头分别在编程软件库中分别以特殊孔径信息命名，实际安装过程上下翼面分别在死区范围内对称安装；
2.冲孔程序设定：死区孔位程序数据编制为X=“图纸坐标”、Y=“图纸坐标”-“样冲偏心尺寸”（靠近上翼面，以下翼面定位）、Y=“图纸坐标”+6.5（靠近下翼面，以下翼面定位）
四、效果验证
我们将纵梁中进入死区的孔位先冲一个样冲眼，如图3所示，偏移量为6.5mm，距边最小距离可以达到26.5mm（原先为33mm），钻孔过程要求钻头顶角修磨为90°±5°，加工后孔位精度在±0.5范围内。

五、结束语
因设备自身定位方式的不同、总体工艺布局的差别，具体问题的解决仍有不同的方法及思路，本文仅针对三面冲孔设备，就生产过程中的死区孔位加工问题从加工工艺选择以及相应模具改进过程进行了分析，以期对三面冲实际生产加工提供现实可靠的参考。