工艺研究黄海汽车后桥壳的冷冲压工艺及模具设计丹东汽车制造厂朱晓平【摘要】目前重型汽车后桥壳的制造工艺被剖析，冷冲压工艺的可行性被提出。工艺论证被详尽实施，模具结构设计乃至制造工艺全部获得细致说明。国内重型汽车后桥壳的制造，主要运用铸造和热压技术，像一汽、二汽、济汽这些汽车企业都是这样。不过，丹东汽车制造厂却第一个在国产重型汽车后桥——包括“黄海”系列客车和载重车——的生产过程中，应用了国际上领先的后桥壳冷冲压方法，具体情况可以参考图1。铸造组合而成的桥壳，其品质较为稳定，然而生产效能不高，经济开销较大。热压制作的车桥外壳，虽然制作技术很出色，不过工作环境不好，风险高，步骤繁琐。冷冲压的车桥外壳，表面状态优良，生产速度快、费用低廉，不过因为其形状复杂，并且受到板材厚度不均、材料性质等众多条件的制约，其回弹程度难以稳定把握，所以冲压制作过程非常精密，如果控制不力，会波及产品品质的稳定性。依据丹东汽车制连厂的具体情况，通过实施多项工艺的探讨和评估，最终决定采纳桥壳冷冲压的制作流程。二、黄海汽车桥壳，实施冲压工艺的方案设计及品质优化，1、针对零件的构造特征，经由精确计算和工艺验证，选用了切角模具进行下料，详细规格参看图2。毫6·2、起始阶段采用了单次成型的方式。这样，平板料在成形时，既有横向的弯曲形变，又有纵向的U形弯曲形变，因此，整个变形过程是包含拉伸形变的复杂形变。当凸模初次碰触到板料4l5时，由于切向压应力的效果，导致470板料局部出现材料堆积现象；当进入凹模2时，这些堆积的材料会被凹模口撕裂；为了方便材料在成形过程中的变形，又增设了一道预弯工序（见图3）；有了预弯工序，最终成形时工件横向刚度得到加强，而桥壳容易失稳的立面仅承受受拉和受压两种应力。所以，仅仅横向的弯曲变化不会导致立面失去稳定，进而使成型品质显著增强。据此，最终的加工流程确定为：首先进行切角处理，接着实施预弯操作，最后完成成型加工。I—— 一1I圃{Af50_。Df827st4图 33, 改进彤工序质量后, 桥壳和半轴套管的焊接方式发生了变化, 现在, 半轴套管不再直接插入桥壳内进行焊接, 因此, 对桥壳的制造标准有所放宽, 而且这种焊接方式不仅效率不高, 同时还造成了材料的浪费。针对前述不足，选用了前沿的摩擦连接技术，不过因为戍彤对垂直与水平方向的回缩及其他因素的作用，导致组合后的整体车桥远远无法满足与半轴管件采用摩擦连接技术时的标准，为此需要借鉴海外实践，在摩擦连接步骤之前借助压模塑造成j21『50mm的圆形轮廓，但这种方式既提升了开销，又加大了操作人员的作业负担。针对这一状况，经过深思熟虑，决定调整守卫形态的制造流程，在经过详尽的计算分析和实地操作测试之后，最终选定在直径为300毫米的部件与角度为24度60分的位置，到末端施压形成0.52度的反弹角度，将460毫米的圆心向下移动4毫米，以此方式来管理工件的回弹现象（参见图4）。一 37—三、模具的结构设计依照工件6々的形态和规格，经过核算决定在10000k液压机床上进行成型，构造与常见的压弯模类似，不过必须留意两个细节：1、从工件的外形和板材厚度来看，原则上应该配备导板来定向，但由于成型时需要的行程比较大，因此导板的设计以及模具的整体轮廓变得庞大，导致装料和卸料变得不便，所以没有使用导向装置，而是依靠模具本身自动校正凸凹模之间的适当间隙。在460毫米位置的这个立面上，由于这个变形区域承受着较大的压力，材料加厚得比较厉害，要是按照计算出的标准间隙来操作，顶部零件就很难安装，而且模具容易被磨损得非常严重；如果把这个区域的间隙调大一些，那么这个立面就很容易出现塌陷和褶皱，从而对产品的质量造成不良影响。所以 ，还是决定采用 理论间隙，不过 在翻边凹模组件 的中心部位设有一个缺口，如图五所示，这样做既确保了制品品质，又增强了模具的耐用性，其构造详情请参见图六。必须采用仿型铣加工凸凹模，因为工件从矩形到圆形过渡的区域形状复杂，然后要在研配压床上研磨间隙，这样才能确保各部分间隙分布均匀。若选用常规的金属切削工艺，需依赖技工凭借视觉和触感来手动调整间隙，倘若存在任何微小的偏差，再加上因材料厚度所必须施加的修正力度过强，就会导致凸模与凹模无法紧密贴合，进而对制件成型效果造成显著影响，图5展示的翻边凹模组合件在此方面曾遭遇过惨痛的失败教训，后桥壳的修模工作也印证了这一点
