汽车后制动器底板冲压工艺改进
一、引言
汽车后制动器底板(图1)材料为08F-5GB3275，属中厚板形状较复杂的工件。生产工艺为落料—冲孔—拉延成形—校正压形—切边—翻边成形—整形—冲全部孔，共七道工序。不仅工序多，生产效率低，制造费用高，产品质量也不稳定。我公司引进西班牙SE4-4000压力机，利用其工作台面大(10m×2m)、吨位高的特点，经过对原有工艺及模具的改进，实现了多工位、传递式、一次冲压工艺生产，获得了显著的经济效益。 二、改进措施
1.传统的工艺生产方式
该产品原有生产方式是在JD31-630压力机上压制完成的，共7道工序，7副模具。生产时，只能一道一道工序，一副一副模具压制完成，其模具安装生产方式见图2。生产周期长，且有大量的人工转运、产品磕碰与占用生产作业现场等现象，给产品质量与生产组织均带来不良影响。
改原来单工序作业为多工位、传递式生产，即对原来的7副模具进行改进，安装在工作台面较大的SE4-4000压力机上，实现工件一次压制成形。工作效率高，制造成本降低，产品质量稳定。
三、改进要点
1.模具的改进
主要解决7副模具封闭高度一致性的问题，对现有的模具封闭高度分别做静态与动态的检测、增减、修整、调整一致，并符合SE4-4000压力机设备的参数要求，最终确定封闭高度为1392.4mm。为保证精度，对改进后的7副模具处于同一封闭高度下，在JD31-630压力机上模拟调试，论证其封闭高度的准确性。
2.工位的确定
工位的布置要达到对设备滑块的最低偏载与最捷径的传递。
(1)计算每道工序的冲压载荷
P1(落料冲孔)＝3240kN；P2(拉延成形)＝2580kN；P3(校正压形)＝3200kN；P4(切边)＝2260kN；P5(翻边成形)＝2300kN；P6(整形)＝1500kN；P7(冲全部孔)＝1780kN。总负荷为P总＝16860kN，在SE4-4000压力机上负荷率仅为42%，符合要求。
(2)工位排布
为了在SE4-4000压力机上较好地使用，既能生产出合格的产品，又能确保设备的安全性能，必须尽量避免偏载荷和减少受力差异较大对设备的影响。在该7道工序中，拉延工序受力最早，受力行程也最大，为44mm，而其它几副模具工作行程相对较小，为此把拉延模放在机床工作台中心位置，并根据各个工序载荷情况，其工位排布如图3所示。
如图4所示，左侧ΣP左＝7240kN，右侧ΣP右＝7040kN，即左侧比右侧多200kN，是公称压力的0.5%。再分别将两边3个力对中间点求力矩为M左＝-142368kN．m，M右＝145056kN．m，两力矩和为2688kN．m(为逆时针方向)，即离中心距离1.344m处有200kN的偏载力，对该设备影响不大。 四、结束语
(1)该工艺的改进，既不同于传统方式下的级进模，又改变了多工位冲模一般仅在中小薄板冲压件中应用，是对厚板大型冲压拉延件的改进成功，值得推广。改变了冲压件多工序产品，单工序生产，加工周期长、制造成本大等弊端。
(2)大大降低了生产周期，原工艺生产方式按500件计算，生产周期15天，新的工艺方式生产一天即可完成生产。
(3)降低能耗。JD31-630压力机总功率55kVA；SE4-4000压力机总功率为165kVA。单件耗能经计算，前者为13.73kW.h，后者仅为2.64kW.h，降能耗5倍以上。
(4)该冲压工艺的改进，一般受到设备条件的局限，在无较大设备的情况下，实施难度较大。
汽车后制动器底板(图1)材料为08F-5GB3275，属中厚板形状较复杂的工件。生产工艺为落料—冲孔—拉延成形—校正压形—切边—翻边成形—整形—冲全部孔，共七道工序。不仅工序多，生产效率低，制造费用高，产品质量也不稳定。我公司引进西班牙SE4-4000压力机，利用其工作台面大(10m×2m)、吨位高的特点，经过对原有工艺及模具的改进，实现了多工位、传递式、一次冲压工艺生产，获得了显著的经济效益。 二、改进措施
1.传统的工艺生产方式
该产品原有生产方式是在JD31-630压力机上压制完成的，共7道工序，7副模具。生产时，只能一道一道工序，一副一副模具压制完成，其模具安装生产方式见图2。生产周期长，且有大量的人工转运、产品磕碰与占用生产作业现场等现象，给产品质量与生产组织均带来不良影响。
图2原方式模具安装示意图
1.机床工作台2.下模3.上模4.机床滑块
改原来单工序作业为多工位、传递式生产，即对原来的7副模具进行改进，安装在工作台面较大的SE4-4000压力机上，实现工件一次压制成形。工作效率高，制造成本降低，产品质量稳定。
三、改进要点
1.模具的改进
主要解决7副模具封闭高度一致性的问题，对现有的模具封闭高度分别做静态与动态的检测、增减、修整、调整一致，并符合SE4-4000压力机设备的参数要求，最终确定封闭高度为1392.4mm。为保证精度，对改进后的7副模具处于同一封闭高度下，在JD31-630压力机上模拟调试，论证其封闭高度的准确性。
2.工位的确定
工位的布置要达到对设备滑块的最低偏载与最捷径的传递。
(1)计算每道工序的冲压载荷
P1(落料冲孔)＝3240kN；P2(拉延成形)＝2580kN；P3(校正压形)＝3200kN；P4(切边)＝2260kN；P5(翻边成形)＝2300kN；P6(整形)＝1500kN；P7(冲全部孔)＝1780kN。总负荷为P总＝16860kN，在SE4-4000压力机上负荷率仅为42%，符合要求。
(2)工位排布
为了在SE4-4000压力机上较好地使用，既能生产出合格的产品，又能确保设备的安全性能，必须尽量避免偏载荷和减少受力差异较大对设备的影响。在该7道工序中，拉延工序受力最早，受力行程也最大，为44mm，而其它几副模具工作行程相对较小，为此把拉延模放在机床工作台中心位置，并根据各个工序载荷情况，其工位排布如图3所示。
图3改进后模具安装及工位排布示意图
1.机床滑块2.上模3.下模4.下模垫板5.工作台
如图4所示，左侧ΣP左＝7240kN，右侧ΣP右＝7040kN，即左侧比右侧多200kN，是公称压力的0.5%。再分别将两边3个力对中间点求力矩为M左＝-142368kN．m，M右＝145056kN．m，两力矩和为2688kN．m(为逆时针方向)，即离中心距离1.344m处有200kN的偏载力，对该设备影响不大。 四、结束语
(1)该工艺的改进，既不同于传统方式下的级进模，又改变了多工位冲模一般仅在中小薄板冲压件中应用，是对厚板大型冲压拉延件的改进成功，值得推广。改变了冲压件多工序产品，单工序生产，加工周期长、制造成本大等弊端。
(2)大大降低了生产周期，原工艺生产方式按500件计算，生产周期15天，新的工艺方式生产一天即可完成生产。
(3)降低能耗。JD31-630压力机总功率55kVA；SE4-4000压力机总功率为165kVA。单件耗能经计算，前者为13.73kW.h，后者仅为2.64kW.h，降能耗5倍以上。
(4)该冲压工艺的改进，一般受到设备条件的局限，在无较大设备的情况下，实施难度较大。
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