摘要：汽车冲压工艺是汽车加工及制造的重要组成部分，汽车冲压件品质直接影响到汽车装配及实际使用性能，故对汽车冲压件工艺开发的控制至关重要。
关键词：汽车；冲压；优化
引言
汽车冲压件制造是汽车制造的重要组成部分，对冲压工艺技术质量的控制，有利于提升整个汽车制造质量。冲压工艺是一种金属加工方法，利用冲压设备及模具对金属板料施加压力，使金属板料发生塑性变形及分离，从而获得设计预期的冲压零件。汽车冲压件工艺的开发进程对整个项目进度有着重要的影响，在开发过程中应当严格把关，消除工艺及模具问题，尽可能降低冲压故障率，从而有效提升冲压件质量。
1冲压工艺定义
在汽车的日常车身制造过程中，尤其对于大型的车身覆盖件来说，冲压成形工艺起到了关键作用。因为大型的车身覆盖件尺寸结构较大，且形状较为复杂，相关的质量要求也较高，所以冲压工艺具有极大的优势。当前轿车车身的覆盖件、客车各类骨架、载重货车货箱板、驾驶室以及车前钣金件等的制作都应用了冲压成形工艺。
2汽车冲压生产特点
区别于普通的生产计划，汽车冲压生产有以下特点。（1）模具准备时间长。每种冲压零件都有一套专用模具，将模具从模具库中调运到生产线，并进行安置的准备时间需几十分钟到几小时不等，远长于单个零件几秒至十几秒的产出时间。（2）大批量轮番生产。由于模具的准备时间远长于单个零件的产出时间，并且准备过程对人力和能源的消耗均较大，因此在生产中应尽量减少换模，增大零件单次生产的批量，进行大批量轮番生产。（3）换模时间不可忽略。换模指在上一个零件生产完成后，将待生产零件的模具换上生产线并设置的过程。换模时间在生产排产中需被纳入考虑。（4）需求拉动。汽车生产是典型的需求拉动型产业，冲压车间生产计划必须满足下游车间对零件的需求，否则将造成下游生产无法按计划进行。基于以上几个特点，汽车冲压生产规则特殊，需求不固定，传统的生产计划和排产研究难以满足汽车冲压生产的排产需求。
3汽车冲压件工艺开发流程
3.1汽车白车身数模发布，制造工艺确定
汽车车身设计部要向冲压项目部发布产品数模，如图1所示，冲压项目部对产品数模进行分析，在此基础上进行冲压工艺开发招标报价及具体工艺的研究。中标的开发企业获得车身工艺数模，进行细致的科学分析。对于新研发的模具零件来说，开发企业应当借助Autoform等成型分析软件展开分析，利用成型分析软件能够对零件成型全过程进行仿真模拟，实现冲压件工艺设计优化，提升材料利用率以及规避加工风险，对于降低设计与制造成本也有着重要意义。开发企业可借助成型分析结果，合理选择模具制造工艺，并针对成型的模具进行合理开发调试，这对于保证新研发模具零件实效性有着重要作用。
3.2DL图与结构图的设计、会签
在成型分析之后，进行DL图（模具工艺构件图）的设计。DL图中包含冲压的工序、冲压送料方向、冲压零件尺寸等，同时能够将工艺研发制造相关工序呈现出来（见图2）。DL图设计完成之后，首先需要开发企业内部进行自检审核及修改，审核整改无误后，方可提交至主机厂开发部进行图纸会签。开发企业以DL图为基础，进行冲压模具结构图的设计，并在内部审核处理，完成整改后同样将结构图交到主机厂开发部进行会签。
3.3铸造数据发布，进行泡沫实型的评审和整改
模具结构图纸会签完成之后，开发企业以产品项目组发布的铸造数模为依托，进行泡沫实型的设计制作。具体来说，就是泡沫在高温条件下，聚苯乙烯进行发泡反应，从而形成制造材料，在考虑泡沫收缩性前提下，以模具结构图为参照，制造泡沫实型。实型制作完成后，需进行现场评审，针对重点问题要及时整改，最终保证泡沫实型通过评审，防止问题遗留至铸件上。
3.4模具铸造
在泡沫实型评审通过之后，开始进入模具铸造阶段，整个铸造周期在18d左右。铸造完成之后，开发企业需对模具铸件成品进行检查，查看否存在铸造缺陷，最终保证冲压件的质量和性能。
图1车身3D数模效果图
3.5产品NC数模发布及模具NC加工
模具开发企业以项目组发布的产品NC数据为基础，使用数控机床对模具铸件进行NC加工（模具铸件铸造完成后最好静置10d左右之后进行加工，保证铸件内部应力释放，提高加工精度），数控加工过程中也需对铸件进行检查，看内部是否存在较大缺陷，在加工结束之后，对模具进行热处理工艺，保证模具的硬度符合要求，达到最终理想效果。
3.6模具调试与取样
模具NC加工完成之后进入调试阶段，钳工检查上下模具及导向等方面，保证冲压件质量符合要求，以调试结果为依据，评价模具质量及性能，最终获得质量可靠的、有效的冲压模具样本。
3.7模具预验收
开发企业在完成模具加工工作且调试合格之后，进行内部自检，自检完成后，向主机厂提交自检报告并提出冲压模具预验收申请，主机厂以开发企业所提供的自检报告等相关材料资料为依据，组织专业人员进行冲压模具的预验收工作，对模具质量严格检查，对其标准性进行评价，保证预验收的严格性。
3.8冲压模具量产调试及最终验收
模具在移动的过程中，受到各方面因素的影响，可能会产生一定的误差，因此，冲压模具预验收合格并不意味着能够直接进入量产，而是需要转入主机厂进行量产前调试。具体来说，冲压模具运送至主机厂后，需匹配主机厂冲压设备开展全面模具调试，控制其误差。需要注意的是，不同类型的模具，调试周期往往存在一定的差异性，具体调试内容主要包括可靠性、精确度及协调性三项，在调试合格之后，即可完成最终验收，并进入到量产阶段，而这也标志着整个冲压件工艺开发流程的完结。最终验收过程中，需要以制检测报告、最终验收清单及评审记录等为依据，保证验收工作的严格可靠，具体验收流程见图2。
图2冲压模具最终验收流程
4汽车冲压工艺优化
（1）为了对走料进行控制，在此工艺的补充面增加加强筋，经过实践发现，起皱现象并未获得良好转变，因此此方案不可行。（2）为了对走料进行控制，增加加强筋的高度，使之从原来的2mm高度增加至8mm。实践发现，此方法能够使起皱现象获得良好转变。经过检测，增加加强筋的高度后，起皱变量从最初的0.0289降至0.0079，却发现立壁面最大变薄率发生了变化，高达36%，在后续施工中通过对工艺的补充面加以调整，能够有效防止出现开裂现象。经过以上调整以及优化，各个零件、位置的起皱现象都有所好转，虽然部分位置存在强压迹象，在经过电泳之后，板件的外观、整体质量等都符合标准要求。
5汽车侧围外板冲压工艺其他缺陷的优化建议
通常情况下，汽车侧围外板冲压工艺主要包含侧翻边、拉伸以及冲孔修边，经过实际的生产流程会出现3种缺陷：（1）汽车的制件、尾门间配合位置出现翻边或者褶皱，导致后续对其他冲压件进行搭接时产生裂缝；（2）汽车的制件、尾门间配合位置圆角大小并不均匀；（3）制件和车顶盖的冲压件搭接之后发生了“叠料”。以上缺陷都会导致汽车外观受到严重影响。对于上述缺陷，主要是对第三次冲压的侧翻边以及第四次冲压进行优化，对工艺衔接位置进行调整，调至搭接车顶盖处，并进行修边。经过以上优化，使原来制件的表面质量不达标以及尺寸精度不合格等问题得到了改善。
结束语
汽车冲压件工艺流程的开发是一项复杂性、系统性的工程，其工序复杂多样，技术含量很高。因此，要想实现对汽车冲压件工艺的合理性开发，就必须对工艺开发过程中的每一个环节进行全面科学的管控，以此来保证整个开发流程的科学有效，最终完成量化生产，保证汽车冲压件的质量，这对于推动我国汽车加工制造业的有序发展发挥着重要的作用。
参考文献：
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论文作者:姚凤炳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/9
标签：模具论文; 工艺论文; 汽车论文; 冲压件论文; 零件论文; 数模论文; 质量论文; 《基层建设》2019年第20期论文;