商用车车架纵梁成形工艺浅析

商用车车架纵梁成形工艺浅析
发表时间：2020-04-10T02:02:48.098Z 来源：《科技新时代》2020年1期作者：张钧泰
[导读] 冲压工艺是纵梁生产的一种传统工艺方式，通过大吨位压力机和大型纵梁模具进行生产，冲压工艺特点是生产效率高，质量稳定，适用于单一品种的大批量生产[1]。

东风柳州汽车有限公司广西柳州 545006
摘要：近年来，根据市场与客户对商用车提出的更高要求，整车对其装配基础—车架总成主要零件纵梁的质量有了更高的要求。

本文将从纵梁成形的过程出发，通过分析纵梁成形的各个步骤，简述影响纵梁成形的影响因素，梳理并采取相应的措施对成形工艺进行优化。

关键词：成形；工艺；优化；措施
引言
冲压工艺是纵梁生产的一种传统工艺方式，通过大吨位压力机和大型纵梁模具进行生产，冲压工艺特点是生产效率高，质量稳定，适用于单一品种的大批量生产[1]。

本文将通过分析纵梁成形的各个步骤即纵梁平板料在模具中的变化过程，探究压形的影响因素及改进措施。

1、纵梁成形中板料变化的过程分析
1.1板料粗定位
操作者使用撬棍使板料工艺孔与顶出器（压料板）避让孔大致对齐的过程。

要求板料虚拟中心线与板料上工艺孔中心线的差距≤10，板料工艺孔与顶出器避开孔的中心轴线偏移≤10。

1.2上下模具定位
在板料在成形前，模具导柱有效导向部分进入导套的过程。

上模导柱的轴线与下模导套的轴线偏差值应＜0.18mm；导正销进入板料工艺孔前（或压料杆预压紧前），导柱进入导套的有效导向部位长度应＞30mm。

若导柱和导套间的间隙过大，造成凸、凹模具间隙不均匀，翼面孔及开口尺寸超差；导柱过短，没有达到有效导向长度（导柱与导套重合长度＜30mm），导向部件失效。

1.3板料精定位
模具导柱进入导套后，凸模活动至模具导正销有效部分插入板料工艺孔的过程。

上模导正销的轴线与板料工艺孔中心线偏差小于
0.15mm。

板料孔位置度超差将导致成零件抱紧导正销，出料困难。

1.4板料压紧定位
模具导正销插入板料后，压料杆压紧板料的过程。

顶出器需有足够的支撑力，压料杆应有足够的压紧力，使板料与模具间的摩擦力足以克服外力对板料的影响。

压紧力不足时，板料容易发生窜动，纵梁翼面孔精度超差，见图一。

1.5成形过程
板料在凸模、压料杆与顶出器压紧下，进入模腔的过程。

压力机液压垫提供的压力不足时，上模和顶出器不能与板料贴紧，板料可在模具中窜动，纵梁腹面平面度超差，产生龟背，见图二。

1.6模具校正弯曲、出料：
纵梁在冲压行程结束时收到模具的校正，弯曲力急剧增大，减少板料回弹的过程，称为校正弯曲。

成形后，纵梁的开口尺寸应为理论尺寸A(-1,+2)，见图三。

纵梁在足够的顶出力下顺利出料，内凹≤10mm，无因卸料困难造成的外凹现象。

图一板料窜动造成纵梁的缺陷图二纵梁的龟背图三纵梁的开口尺寸
2、提高纵梁成形质量的工艺措施
2.1克服纵梁板料偏移的措施
纵梁在成形的过程中，纵梁平板料沿着模具凸模圆角处滑移时，会受到摩擦阻力，由于平板料各边所受的阻力不等，而使其产生偏移，尤其是不等截面纵梁、两侧翼面不等高纵梁，这种现象更为突出，从而造成纵梁成型后，孔位、翼面高不符合设计要求[2]。

通过优化、梳理克服纵梁成形过程偏移的措施主要有以下两种：
（1）润滑板料
根据车间生产线的构造设计涂油工装，使板料进入模具前表面覆盖一层均匀的冲压油油膜，降低凹模圆角半径部位与板料接触面上的接触率，减少摩擦阻力。

（2）采用合理的定位方式（工艺孔定位）
商用车车架纵梁长度一般在5~12m，工艺孔间距应≤800mm，通过增加工艺孔数量，增大纵梁成形过程中局部窜动的阻力。

2.2提高成形回弹的稳定性
（1）模具校正板料减少回弹
要完全消除弯曲件的回弹是不可能的，但在生产中可以采用多种措施来减少或补偿因回弹而产生的误差[2]。

比如说合理设计产品、提高变形程度和校正作用、补偿法、拉弯法等等。

对于纵梁的成形来说，比较高效的措施是利用局部校正减少回弹。

将凸模的角部做成局部起伏，增大弯曲变形区的单位压力，增加了塑性变形的程度，从而减少回弹。

生产验证，当校正压缩量为板厚的5%~10%，起伏区域为圆角往内侧1.5~2倍的板厚，效果最佳。

（2）优化纵梁成形的工艺参数
以德国SMG公司的5000T油压机为例，机床的总压力和保压时间是保证纵梁板料是否能完成校正弯曲过程的重要参数。

不同模具需要的总压力可以通过计算出的校正弯曲力设定；出于高效及节能减排的目的，通过生产验证，保压时间设定为3~5s最佳。

经生产验证，液压垫的顶出力变化20KN，纵梁开口尺寸变化约1mm（角度变化约0.5°）。

根据不同的纵梁，通过设定合理的压力参数可提高纵梁开口尺寸（角度）的稳定性。

3、结语
本文根据纵梁成形的工艺特点，分析成形过程中纵梁板料的变化情况，在原有生产技术的基础上，通过对生产经验的验证、总结、优化，整理出部分改进措施，希望能为车架部件的生产提供一些参考。

参考文献：
[1]沈景明.机械工业技术经济学.北京：机械工业出版社，1980
[2]王孝培.冲压手册.北京：机械工业出版社，2000。