汽车左右前地板多工位生产工艺研究

 

通过优化某汽车左右前地板的多工位生产工艺及模具结构设计，将左右件对接生产，即一模两件（传输方向）生产。有效降低了模具开发成本，将原来的八套模具减少至四套模具，减少了投资费用，提高了材料利用率和生产效率，降低生产成本，节省了模具存放空间。
 

目前汽车行业节奏越来越快，新车型的生准周期越来越短，多工位的高柔性和高效率备受行业青睐，而为了充分发挥多工位的高生产效率，需要在零件的生产工艺上进行充分研究。本文通过对多工位左右前地板的生产工艺进行研究，得到一模双件（传输方向）的新生产方式，希望给国内采用大型多工位生产线生产的同行提供新的思路。

传统生产工艺

图1 汽车左右前地板零件

图1为某车型左右前地板零件。左右前地板零件尺寸较大，单件尺寸（1250mm×600mm×160mm），拉延深度较深，局部起伏较大。受多工位对料片最大尺寸限制（图2），考虑拉延工艺补充部分以及模具结构布置要求，因此传统生产方式采用单件生产。

图2 多工位板料最大尺寸要求

单件生产时需要对两侧进行工艺补充，经分析可以达到成形要求。确认4工序内容为：拉延、修边（侧修边）、翻边（侧翻边、侧冲孔），如图3所示。因需要考虑四角夹件，因此需要在四角留有至少30mm×30mm的夹持平面。经分析确认，板料采用(1400mm×750mm）长方料，材料利用率=（零件净重）4.2877kg÷(板料重量 ）5.769kg =74.3%。

图3 单件工艺分布图

新型生产工艺

成形性分析

为了提升生产效率，左右前地板在多工位上采用一模两件（传输方向）的生产方式，如要采用这种形式，就必须对整体尺寸进行充分优化，首先选择在平面部分对接，中间连接最小间隙选择20mm，翻边补充部分取消，以板料法兰边和翻边平面作为压料面，充分减少工艺补充。经分析对比，板料局部起皱趋势较单件基本一致，减薄率有所增加但在可接受的范围内，成形充分，可以达到成形要求。对比分析结果如图4所示。

图4 两种工艺方式对比图

工序分布

结合零件特点和工艺分析结果，确认4工序内容为：拉延、修边冲孔、翻边整形、修边分离冲孔侧冲孔，如图5所示。经分析，板料采用（1380mm×138mm×1240mm）梯形料，材料利用率=(零件净重）4.2877kg×2÷(板料重量）9.93kg=86.3%。

图5 一模两件工艺分布图

模具结构

因模具尺寸要求限制，一模两件生产结构需要采用特殊布置。这里主要是拉延结构的选取，因板料最大尺寸为1380mm，而模具最大允许宽度为1750mm，因此单边距离剩余185mm，因此需要谨慎布置，如图6所示。采用插入式导板，压边圈局部深度较深处做镶块，上模也同样做成镶块式，布置四处托起块，每个托起块都增加磁铁，防止托起后零件不稳定，局部模拟起皱区域增加刺破，增加翻转托料定位架，保证板料不翘曲。

图6 OP10拉延模具结构示意图

夹钳传输

左右前地板因尺寸较大，板料和零件在传输过程中容易塌腰，为了提高零件传输稳定性，每序上必须对单个零件进行双夹钳夹持。最后一序分离工位，模具传感器和夹钳传感器也必须分开布置，以保证两个零件的传输，如图7所示。

图7 夹钳夹持点和最后一序分离夹件

结束语

多工位生产工艺是汽车产业为满足飞速发展产生的新工艺技术，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。本文通过对左右前地板生产工艺的研究，提供了新型一模双件（传输方向）的生产方式，左右前地板材料利用率提升了12%，生产效率提升了一倍，减少了30%的模具投资，节省了存放面积，缩短了换模时间和停机时间。