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汽車沖壓覆蓋件弧形材料工藝應(yīng)用探討

來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間:瀏覽:

  摘 要 在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展進(jìn)步的大背景下,人們的物質(zhì)文化需求不斷增長。以汽車制造業(yè)為例,人們對汽車制造行業(yè)提出了更高的要求。而汽車沖壓覆蓋件弧形材料工藝應(yīng)用是汽車制造階段所需的重要技術(shù)手段,本文將會(huì)從汽車沖壓覆蓋件弧形材料模具、材料利用率等方面對其進(jìn)行介紹。

  關(guān)鍵詞 汽車沖壓覆蓋件;弧形材料工藝;具體實(shí)踐應(yīng)用

材料工程師論文

  汽車制造業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展不斷進(jìn)步,也在不斷滿足消費(fèi)者提出的各種實(shí)際需求。汽車沖壓覆蓋件弧形材料工藝應(yīng)用是一項(xiàng)重要的實(shí)踐操作技術(shù),有效的應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù),有利于提高整車質(zhì)量,提高汽車的安全性能,降低整車的生產(chǎn)成本造價(jià),從而提高個(gè)別勞動(dòng)生產(chǎn)率,提高生產(chǎn)效率,促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步。

  1 汽車沖壓覆蓋件弧形材料模具

  1.1 弧形材料模具的特點(diǎn)

  汽車沖壓覆蓋件弧形材料模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)對覆蓋件弧形材料的性質(zhì)特征有著重要的影響,如何有效的發(fā)揮覆蓋件弧形材料的價(jià)值與作用是當(dāng)前存在的主要問題。為此,汽車沖壓覆蓋件弧形材料的制作模具可以分為以下幾個(gè)特點(diǎn)。第一點(diǎn),模具的尺寸面積大。因?yàn)槠嚊_壓覆蓋件材料的覆蓋面積大,需要覆蓋汽車的車身整體,所需的面積非常大。第二點(diǎn),要有一定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。為了保證汽車覆蓋件的結(jié)構(gòu)特性與性質(zhì)特征,維護(hù)產(chǎn)品的安全性與獨(dú)立性,使其具有獨(dú)立的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),需要保證其通過一定的基礎(chǔ)要件構(gòu)成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),以保證汽車外部的基礎(chǔ)性能。第三點(diǎn),對原材料的要求較低。一般來說,對覆蓋件模具材料的要求要低于其他模具材料的要求。在材料的選取上選擇鑄鐵即可,而其他模具材料則需要選擇更為優(yōu)質(zhì)的工具鋼。

  1.2 制造特點(diǎn)

  弧形材料的制造特點(diǎn)也主要是分為4個(gè)方面。第一點(diǎn)是在制造前期毛坯材料的選擇至關(guān)重要。模具的沖壓工作與毛坯的選擇工作對于生產(chǎn)準(zhǔn)備有著重要的影響。所以,要對生產(chǎn)前期毛坯材料的選取采取慎重的態(tài)度。第二點(diǎn),制造階段需要大型的鑄造設(shè)備。因?yàn)槠嚫采w件材料的面積較大,因此在制造階段需要大型的設(shè)備來進(jìn)行模具材料的制作。第三點(diǎn),將模具的零件型面加工作為整個(gè)工藝制造階段的工作重點(diǎn)。因?yàn)槠浼庸け容^煩瑣,操作難度大,對于操作的安全性與準(zhǔn)確性很難把握,不能對模具零件的精度做充分的保證。第四點(diǎn),模具材料制造設(shè)備的安裝與調(diào)試需要得到充分的重視。安裝與調(diào)試工作難度大,耗時(shí)長,需要定期的管理與維護(hù),為此需要充分的重視[1]。

  2 材料利用率

  如今,汽車市場競爭日趨白熱化,如何做到價(jià)廉物美,降低造車成本就成為弧形材料選擇和施工的重點(diǎn)。汽車零件中包含了大量的沖壓鈑金零件,其車身重量400~500 kg,但是原材料利用率僅為50% 左右。本文將會(huì)以某款車型引擎蓋外板為例來對弧形材料工藝進(jìn)行介紹。該車型引擎蓋外板選擇了OP10成型型面設(shè)計(jì)及矩形材進(jìn)行工藝排布,其中OP10成型型面設(shè)計(jì)沿產(chǎn)品輪廓設(shè)置拉延筋,OP10采單動(dòng)正向成型,但是在成品確認(rèn)后筋外留料過多,導(dǎo)致弧形材料大量浪費(fèi),此時(shí)可以在開卷落料階段以擺剪的方式來對弧形材料進(jìn)行裁剪,進(jìn)而有效提升弧形材料利用率。

  2.1 確認(rèn)產(chǎn)品

  對于汽車沖壓覆蓋件而言,其引擎蓋前后端產(chǎn)品弧度均需要控制在R2000以內(nèi),其中要求后端產(chǎn)品弧度約R1739,前端產(chǎn)品弧度約R1111。通過CAE分析與確認(rèn)后,根據(jù)鋼材廠弧形刀的特點(diǎn),考慮其安全性后明確提出弧形材料弧度不可急劇變化,如果弧度太小,將有可能導(dǎo)致素材后端過于尖銳,而危及相關(guān)人員的身體健康和生命安全。綜合上述因素,并經(jīng)過CAE一些的分析和嘗試后,最終發(fā)現(xiàn)用于汽車沖壓引擎蓋內(nèi)外板成型的R2000弧形材料最為合適。為了提高素材流料穩(wěn)定性,需要保證OP10型面的弧度大于R2000設(shè)計(jì)。

  2.2 確認(rèn)成型性

  汽車引擎蓋前后端產(chǎn)品選擇的材質(zhì)為DC04(或DC04+Z),厚度控制在0.7mm左右,通過CAE進(jìn)行分析可以得出其理論素材規(guī)格為:成型力:500t,壓邊力:125t;弧形材,1830mm×1219mm(R2 000);筋類型、分布:單筋環(huán)繞、實(shí)體筋[2]。

  2.3 材料利用率

  (1)材料對比

  以汽車沖壓覆蓋件弧形材料為分析對象,分別選擇了矩形材與弧形材,通過對其素材形態(tài)差異進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)矩形材相較弧形材長了127mm。

  (2)材料利用率對比

  本次研究過程中,所選擇的同一零件其零件重量為8.12kg,其中矩形材,實(shí)際尺寸:1830mm×1345mm,理論規(guī)格尺寸:1830mm×1346mm;采用弧形材,實(shí)際尺寸:1830mm×1220mm,理論規(guī)格尺寸:1830mm×1219mm。

  材料重量計(jì)算公式:長(mm)×寬(mm)×板厚(mm)×密度(0.00000785)=重量(kg)

  矩形材=1830×1345×0.7×0.00000785≈13.53 kg,材料利用率:8.12÷13.53≈60.01%;

  弧形材=1830×1220×0.7×0.00000785≈12.27 kg,材料利用率:8.12÷12.27≈66.18%。

  通過對上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn),選擇弧形材成型,其所需要的材料重量降低了13.53-12.27=1.26 kg,然而材料利用率卻從最初的60.01%提高至66.18%,按裸板6800元/t(6.8元/kg)進(jìn)行計(jì)算可以發(fā)現(xiàn),材料成本節(jié)省約1.26×6.8=8.57元/臺(tái)。

  上述計(jì)算結(jié)果僅為引擎蓋外板,因此,在汽車沖壓覆蓋件加工過程中,如果考慮引擎蓋內(nèi)板,則每臺(tái)車的效益大概為17元,如果按照每年30萬產(chǎn)能進(jìn)行計(jì)算,可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用弧形材料每年能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省超過500萬元的生產(chǎn)成本[3]。

  3 結(jié)束語

  本文針對當(dāng)前汽車沖壓覆蓋件材料工藝應(yīng)用現(xiàn)狀,從實(shí)際情況出發(fā),對汽車沖壓覆蓋件弧形材料模具(設(shè)計(jì)制作階段)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與制造特點(diǎn)以及覆蓋件的材料選取方面進(jìn)行了細(xì)致的分析與研究。并在最后多汽車的安全性能做了系統(tǒng)的展望,提出了具有針對性的意見與建議,有利于促進(jìn)汽車制造業(yè)的良性發(fā)展。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 林海鋒.汽車沖壓覆蓋件弧形材料工藝應(yīng)用[J].機(jī)電信息,2018, (33):100-101,103.

  [2] 劉獻(xiàn)禮,姜彥翠,吳石,等.汽車覆蓋件用淬硬鋼模具銑削加工的研究進(jìn)展[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2016,52(17):35-49,57.

  [3] 龔志輝,楊繼濤,汪日超,等.基于沖壓效應(yīng)的汽車覆蓋件材料利用率計(jì)算[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2013,49(14):114-118.

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