1、45 2023.6 Forging&MetalformingManufacture生产 智造拱形横梁在重卡车架总成中比较常见，一般为冷冲压成形件，加工的优点是既节能又节省材料，加工效率高，操作方便。重卡底盘拱形横梁如图 1 所示，材料为 510L，料厚为 6mm，抗拉强度为 510 640MPa，屈服强度大于345MPa，是车架总成上的一个重要零件，要求有足够的强度和刚度，生产批量很大。拱形横梁的工艺优化与模具结构改进文李乐，许素强，唐敏陕西通力专用汽车有限责任公司工程师，车架总成技术组组长，主要从事重/中/轻卡冲压及铆接工艺与管理工作，主持完成的钢包牵引车车架加工方式探索创新 项目获优秀职工
2、创新成果一等奖，主要参与的车架纵梁 QC 小组获陕西省质量管理小组二等奖，拥有 2 项专利。李乐图 1 重卡底盘拱形横梁锻造与冲压 2023.646Manufacture生产 智造原有拱形横梁的工艺分析如图 3 所示，该横梁的原有加工工艺流程为：下料落料冲孔成形冲孔(上翼面连接板孔位)冲孔(下翼面连接板孔位)冲孔(下翼面29mm 孔)。注意：上/下翼面冲孔采用挂冲的方式，因下翼面中间弧度较大，孔位在第一序冲出后，在成形过程中会出现孔位变形问题，所以要增加一道冲孔工序。根据现有设备排布及产品工序，连线生产时人员及设备排布情况见表 1，原有工艺存在的缺点包括生产效率低、工艺路线长、人员占比高、设备
3、耗能高、且模具制作费用及后期维护保养费用均较高等。模具结构改进方案在降低产品成本和保证零件质量的前提下，第二序落料冲孔模具不带横梁两端过线豁口(图 4)，第三序成形时能有效压实横梁腹面，规避两端过线豁口边缘离上/下翼面较近导致的横梁腹面不平、梁体重卡车架总成上所用的横梁较多，形状相似的横梁所采用的加工工艺几近相同。根据生产需求，需对这些横梁投入相应的模具用来提高生产效率。本文通过对拱形横梁冲压工艺特点的分析，尝试将高强度厚板件拱形横梁上/下翼面孔位，采用侧冲的形式在一套模具上生产出来，与原有工艺比较，可以节约 1 套冲孔模具，降低模具费用十几万元。此方案提高了作业生产效率，减轻操作工的劳动强度
4、，最适合批量生产。这种拱形横梁成形难度较大，上/下翼面成形角度不一致，材料在弯曲成形过程中上/下翼面相对受力不一致，势必会造成腹面不平、梁体扭曲等现象。同时两端过线豁口边缘离上/下翼面较近，梁体成形过程中不能有效压实两端头，造成两端头翘曲不平，引起横梁背靠背紧贴后腹面存在 3 5mm 间隙(图 2)，从而导致连接板铆装孔相对孔距超差等质量问题。图 2 拱形横梁间隙工序下料落料冲孔成形冲孔(上翼面)冲孔(下翼面)冲孔(9mm 孔)合计机床型号QC12Y-1232001600t1250t1000t1000t250t6 台人员安排6 人4 人3 人4 人4 人3 人24 人班产量400 件(注：单班
5、产能)表 1 原有工艺方案、产线排布及产能47 2023.6 Forging&MetalformingManufacture生产 智造扭曲等现象；同时增开一道冲豁口模具为第四序(图5)，单独冲切两端豁口，解决横梁两端头翘曲不平的问题。为提高生产效率和降低劳动强度，将原第四序和第五序合并成一序，模具结构采用侧冲的形式，保证连接板铆装孔到折弯线距离为(400.3)mm，消除横梁背靠背铆装后连接板铆装孔相对孔距超差(3 5mm)的质量问题(图 6)。(a)下料(b)落料冲孔(c)成形(d)冲上翼面孔位(e)冲下翼面孔位(f)冲下翼面 29mm 孔图 3 原有加工工艺流程图 4 优化后第二序效果图图
6、5 新增第四序效果图图 6 连接板铆装孔相对孔距超差测量优化后的加工工艺分析优化步骤：将原第二序落料冲孔工序，拆分为落料冲孔工序和冲豁口工序。因为原第三序和第四工序为上/下翼面冲孔模，模具分为前/后两侧，冲完左侧孔位后需人工将梁体取下传递至后侧，再冲右侧孔位，同时前侧同步冲左侧孔位，效果如图 7所示。由于该两序模具加工效率低，员工劳动强度大，可以将原第三序和第四序合并到一套侧冲孔模具上，腹面平整，无间隙增开冲豁口模具，两端头平整锻造与冲压 2023.648Manufacture生产 智造既保证零件质量和铆装孔孔位精度，又提高了生产效率。优化后的加工工艺流程优化后的加工工艺流程(图 8)为：下料落料(a)下料(b)落料冲孔(c)成形(d)冲豁口(e)侧冲孔(f)冲下翼面 29mm 孔图 8 优化后加工工艺流程图 7 上/下翼面挂冲效果图死了都要爱，不下到吐血不痛快代表人物：王戎、阮籍、阮简代表语录：棋盘上的打劫更急啊。文化元素
