摘要：在汽车钣金结构件设计中,冲裁工艺是最为主要的工艺之一,为更好地提高汽车钣金结构件的冲裁工艺水平,必须切实注重对其相关技术问题进行分析,以更好地促进汽车钣金结构件设计水平的提升。因此,本文主要对三种汽车钣金结构件冲裁工艺性问题进行了分析,并提出了加强汽车钣金结构件设计的优化思路。
关键词：钣金结构件; 设计; 冲裁工艺;
Analysis of Design and Blanking Process Problems of Sheet Metal Structural Parts
Zhou Yang
Abstract：In the design of automobile sheet metal structural parts,the blanking process is one of the most important processes.In order to better improve the blanking process level of automotive sheet metal structural parts,it is necessary to pay attention to the analysis of its related technical issues to better promote the improvement of the design level of automotive sheet metal structural parts.Therefore,this article mainly analyzes the blanking process of three kinds of automobile sheet metal structural parts,and puts forward the optimization ideas to strengthen the design of automobile sheet metal structural parts.
1 引言
汽车钣金结构件设计具有较强的专业性,对冲裁工艺方面的要求较多,为确保冲裁工艺水平的提升,必须从工艺特点和设计规范两个方面掌握其相关工艺性问题,常见的汽车钣金结构件设计中的冲裁工艺主要三种:一是激光切割技术;二是数控冲裁分离技术;三是冷冲压冲孔及其落料技术。
2 钣金结构件设计冲裁工艺性问题梳理
2.1 激光切割技术的工艺性问题
2.1.1 工艺特点分析
在汽车钣金结构件设计中,激光切割技术的特点主要有以下几点,在实际设计中,需要结合其特点来强化对其的设计:一是激光切割技术能切割不同形状的汽车钣金结构件,在冲裁时,材料形状发生的变化较小;二是激光切割技术的切口位置十分精致,所以在切割质量与精度上较高,在切割时产生的噪声污染较小,能有效地保护刀具;三是材料硬度因素可以忽略,能更好地满足汽车多种钣金件切割的需要。
2.1.2 相关工艺性问题梳理
在汽车钣金结构件设计中,激光切割技术的应用,需要注意以下相关工艺性问题:第一,针对其他冲裁工艺难以适应磨具时,以及难以满足汽车钣金件形状切割需求时,那么就可以考虑采用激光切割技术;第二,在采用数控冲裁时,若由于部分因素,导致汽车钣金结构件的特定需求难以满足时,比如外形需求特殊,异形孔加工等环节,都需要采用激光切割技术;第三,激光切割技术的应用需要切实注意密孔变形的问题,因此一般不能采用密孔切割,加上数控冲裁容易导致产品表面划伤而影响其外观,由于很多汽车钣金结构件对外观需求较高时,则需要应用激光切割技术来进行;第三,激光切割技术主要是在钣金结构件切割时采用,而其他切割作业则建议不用采用这一技术。
2.2 数控冲裁技术的工艺性问题
2.2.1 工艺特点梳理
在汽车钣金结构件设计中,通过应用这一技术,能有效地对不同类型的冲孔予以冲裁,尤其是对于材料、打包、切角以及冲斜边和冲桥型散热孔方面,加强对其的应用具有较强的优越性,所以其在汽车钣金结构件设计中得到了广泛地应用,不仅有着与生产效率的提升,而且还能确保作业精度,使得钣金结构件在生产与加工质量上得到保障。但是其主要是适用于结构简单的钣金结构件加工中采用,若汽车钣金结构件较为复杂时,则不适合采用这一技术。
2.2.2 相关工艺性问题分析
在汽车钣金结构件设计中应用数控冲裁技术时,需要注意以下相关工艺性问题:第一,冲孔处理过程中主要是采用步进法,而且需要结合其作业能力范围,配备配套的冲孔磨具设施;第二,若需要将数控冲床技术与冲裁分离技术进行综合应用,那么需要确保汽车钣金结构件的表面形状尽可能地做到规整与统一,且结构简单、冲裁作业面积不大;第三,冲孔时要预防出现冲孔较为窄小的情况,切槽也不能太深,若为细长的板条且刚度不够时,在冲裁时容易发生裂纹,同时给刀具带来的磨损较为严重,所以针对此类汽车钣金结构件不能采用这一方法来加工处理;第四,在加工铜板时,若将数控冲床与冲裁分离技术进行综合应用,容易导致铜板出现变形的问题,因此在铜板加工时不能采用这一技术;第五,在对PC产品、PVC产品加工时精度不足,因此对于此类材质也不适应。
2.3 冷压冲孔及落料技术的工艺性问题
2.3.1 工艺特点探究
在汽车钣金结构件设计中,为一次性地对目标形状进行高效处理,往往需要采用这一技术,所以这一技术具有作业效率高的特点,尤其是能确保冲裁产品一致,能有效地将冲裁成本降低,且冲裁磨具的应用范围较为广泛。
2.3.2 相关工艺性问题分析
在汽车钣金结构件设计中应用冷压冲孔及落料技术时,需要注意以下相关工艺性问题:第一,对于批量生产的汽车钣金结构件,且零件尺寸不是很大时,则采用这一技术较为实用;二是汽车钣金结构件要避免存在尖角,从而确保磨具实用寿命得到延长,同时也能确保钣金结构件更加完整和美观[1]。
3 钣金结构件设计冲裁工艺性问题的优化
为了更好地提升钣金结构件设计冲裁工艺水平,需要在汽车钣金结构件设计中注重对其的优化,具体而言,主要是做好以下几个方面的工作:
3.1 优化钣金材料选择
汽车钣金结构件的设计,需要切实做好钣金材料的选择,只有确保所选材料合理,这样才能将加工难度有效降低,在减少加工时间的同时节约加工成本。所以在选择汽车钣金材料时,应做好以下几点,以达到优化钣金材料的目的。
第一,紧密结合实际需要,确定原材料尺寸与外形尺寸要求,确保所选原材料要与钣金结构件的尺寸要略大一点,从而确保加工过程中有租购的加工空间,从源头上加强对较大误差的预防;第二,对于同一种汽车钣金结构,材料厚度标准需要不低于3种,从而确保材料利用率得到有效提升;第三,针对非喷涂的汽车钣金材料加工时,需要合理的选择钣金材料的装饰面,同时做好对材料纹路的选择;第四,针对不能外露的汽车钣金结构件,需要在加工时强化对其的保护,切实强化焊缝处理,从而提升材料的利用率[2]。
3.2 优化孔缺结构设计
在设计孔缺结构时,既要结合汽车钣金结构件的实际需求,又要确保加工的简便性和全面性,尤其是要保证加工连续性与产品完美性,因此需要切实注重孔缺结构的设计优化,具体而言,需要做好以下几点,以达到优化孔缺结构设计的目的。
第一,对于弯折底部位置,不能设计方孔,钣金材料在弯折后,需要强化对其的拉伸处理,避免出现方孔变形的问题;第二,螺孔加工应选取针对性的方法,以确保加工的科学性,通常是根据板材厚度、螺孔大小来选择和确定加工方式。
3.3 优化弯折结构设计
在弯折结构设计时,主要是做好以下几个方面的工作:第一,优化死边弯折,死边长度应结合材料厚度来确定,一般而言,最短死边距离需要大于材料厚度的3.5倍,以及上弯折死边上一道工序中最小内折弯半径这两者之和;第二,高度重视折弯件边孔的差距,预防边孔变形;第三,当材料厚度较大时,还要优化工艺缺口设计,这样才能预防在弯折时发生凸起的问题。
3.4 优化焊接结构设计
在做好上述设计的同时,在焊接结构设计方面也需要优化,因此,需要做好以下几个方面的工作:第一,焊缝设计优化,因为汽车钣金结构件焊接时,角焊缝是常见的焊接方法,为确保其工艺效果,需要切实优化对其的设计,在焊缝位置上,要确保其对称性,严禁存在焊缝交叉的问题,而且需要在次要表面上作为焊缝的范围。第二,焊缝结构缝隙、表面涂层优化设计也是一项十分重要的内容,在具体的优化过程中,以简化加工工艺为目标,以缩短加工时间为前提,并在此基础上彰显其美观性。第三,所采用的焊接结构要确保不同的钣金件结构的匹配性,才能更好地确保焊接结构水平得到优化,并结合冲裁结构、形状、偏差、尺寸等因素,切实强化对其的设计,以更好地满足实际冲裁的需要,最终达到提高冲裁质量的目的[3]。
4 冷冲压冲孔及其落料技术
冷冲压冲孔及其落料技术的应用,主要是就汽车钣金结构件,在目标形状的要求下实施一次性处理,不仅有着较高的作业效率,而且冲裁的汽车钣金结构件具有一致性,所以在降本增效方面有着较强的优势。在实际应用中,常见的冲裁磨具主要有冲裁、压延、弯曲类。所以我们需要在应用中注意以下几点:
第一,对于汽车钣金结构件的尺寸不是很大且需要批量生产时,为切实强化对其的冲裁质量,需要切实加强冷冲床的应用,利用冷冲床实施冷冲压冲孔及其落料技术。能有效的促进加工水平的提升。
第二,在冷冲压冲孔及其落料技术中,应尽可能地减少尖角的出现,才能更好地促进磨具使用期限的提升,同时需要保护汽车钣金结构件具有较强的完美性。
第三,在冷冲压冲孔及其落料技术应用中,需要切实加大安全的重视力度,严格按照规范和要求进行操作,并切实做好相关安全设施的预设,以确保人员和设备的安全,才能更好地确保所冲裁的钣金件在结构、性能上契合实际需要。
第四,在实际应用过程中,需要切实加强问题的分析和总结,注意技术的创新,做好攻坚克难,通过提升技术实力而实现可持续发展。
5 结语
综上所述,冲裁是钣金结构件设计中必须注意的工艺性问题,在具体的设计中,需要结合所采用的冲裁技术,切实加强对工艺性问题的总结,并在结构设计时,始终结合冲裁的需要,切实注重结构件设计的优化,最终达到提升设计质量的目的。
参考文献
[1]王鹏,唐文宇,高雪峰,李岩.汽车行李箱外板结构优化及冲压工艺改进[J].中国高新区,2018(14):154.
[2]徐生,肖国华,黄继军.汽车空调触摸面板IMR成型组合模具设计[J].塑料科技,2018,46(01):90-96.
[3]刘晓龙,罗忠涛.汽车结构件级进模冲孔切边组件模块化设计方法研究[J].模具制造,2017,17(07):22-25.
