一种商用车车架用L型连接板制造工艺

曾智聪，张 佳

（东风柳州汽车有限公司商用车事业部车架技术科，广西柳州545005）

一种商用车车架用L型连接板制造工艺

曾智聪，张 佳

（东风柳州汽车有限公司商用车事业部车架技术科，广西柳州545005）

介绍一种新型商用车车架总成用L型连接板的制造工艺。运用创新的模具设计方案提供新的冲孔工艺，结合新的折弯定位方式，加上圆弧修边模具通用性设计方案，在提升L型连接板的制造精度及生产效率的同时，改善连接板的外观质量。

L型连接板；工艺；创新；质量；效率

车架总成是商用车的基础，是汽车的脊梁。汽车上的其他大总成都装配到车架总成上，车架总成既是承载结构同时又是传力构件，车架总成的制造精度直接影响整车的性能。车架总成主要是由左右两根纵梁与横梁通过L型连接板（横梁与L型连接板装配成横梁小总成）进行装配而成，如图1所示。

图1 车架总成简易图示

按照车架总成主要控制几何尺寸，通过尺寸链分解得出L型连接板的主要几何尺寸为翼面孔边距A，腹面孔边距B，折弯角度θ，如图2所示。

图2 L型连接板简易图示

改进并局部创新L型连接板的制造工艺，适用于我司目前种类多但批次产量少的L型连接板的生产，在降低生产成本的同时提升制造精度及外观质量。

1 基本设计思路

一台车架总成平均配6个横梁小总成，1个横梁小总成配4个L型连接板，所以一个车架总成平均约需要24件L型连接板，其产量巨大，所以在制订制造工艺的时候，要求考虑产品质量的同时兼顾生产成本，即要求生产效率高。本文就创新开发的一种L型连接板的制造工艺进行分析，其工艺步骤为：“下料→冲孔→修圆弧→折弯”，如图3所示。

图3 创新L型连接板加工工艺

2 工艺步骤及分析

2.1 工序一：下料

下料工序主要是完成L型连接板方块料的剪切工作，从产品质量及生产效率角度考虑，采用机械剪床下料的效率较采用液压的效率高[1]，所以可以优先考虑采用机械式剪床。剪床下料的最大偏差值为±2 mm，仅影响最终完工件的外形尺寸，不会影响上述三个主要尺寸，所以在此不进行展开叙述。

2.2 工序二：冲孔

目前L型连接板孔加工工艺主要包括模具冲孔及数控冲孔（即采用数控冲床进行孔加工），两种制造工艺各有优劣，见表1.

表1 三种冲孔方式特点对比表

为了区分连接板的孔位特性，我司通常将连接板分为标准化与非标准化孔位，前者要求满足翼面孔孔径及孔组间距固定、腹面孔孔径一致、孔间距为50的倍数及孔布置在同一直线上，不满足这些要求的则属于非标准化孔位。按照我司产品结构进行分析发现，采用标准化孔位的L型连接板产量占约62%，种类约30种，全部投制冲孔模成本高且存在产品尺寸变更等风险。

针对上述问题，本文介绍一种创新L型连接板通用冲孔模，创新点在于连接板的翼面孔与腹面孔分开冲，与传统的孔位整体冲存在部分差异，即先冲制腹面孔，再以腹面孔为定位孔冲制翼面孔，模具实物图如图4所示。

图4 通用冲孔模实物图

通过表1，总结出本工艺方案与传统两种制造工艺的主要特点。

此方案可有效解决质量与效率无法兼顾的难题。注：通用冲孔方案仅适合标准化孔位的L型连接板。

2.3 工序三：折弯

本工序直接决定上述3个重点尺寸（图2中所示的A、B、θ），折弯角度θ可以通过控制压力机上滑块的行程控制，与传统方式一致，在此不展开叙述。

另外2个重点尺寸（图2中所示的A、B），传统采用工件的外形边进行定位，通过尺寸链分析存在三重误差累积：一是孔到定位边的距离偏差，二是孔间距偏差，三是折弯过程中的定位误差，三重误差累积值为0.5+0.3+0.5=1.5 mm，且无法确保重点尺寸得到优先保证。本文的解决方案是采用孔定位折弯。采用孔定位折弯，只有2个误差累积，即孔间距偏差及折弯过程中的定位精度误差，两重误差累积值为0.3+0.3=0.6 mm，其中孔间距偏差为0.3 mm，与上述偏差一致，而定位精度误差可以通过调整垫板厚度控制在0.3 mm范围内（垫板厚度制造精度为0.1 mm），如图5所示。

图5 折弯定位简易图示

2.4 工序四：修圆弧

按照国际大厂例如VOLVO商用车所用L型连接板基本为圆弧外形，圆弧外形较直边外形可以减少重量约8%，而且外观质量佳。通过L型连接板的CAE受力分析发现（颜色越深代表受力越大），受力最大的位置主要集中在腹面圆孔附近，如图6所示，连接板翼面采用圆弧外形对受力情况影响基本可以忽略，所以连接板在本工艺中要求达成圆弧外形。

图6 横梁小总成及L型连接板受力CAE分析三维视图

模具修边存在质量稳定但是尺寸固定的特点，所以必须在产品设计阶段完成连接板尺寸整合，达到模具通用的要求，从而达成效率及成本的指标要求[2]。根据产品设计要求，L型连接板的翼面高尺寸必然会根据车架总成宽度及纵梁厚度的变化而变化。外形尺寸必须要有一个值随翼面高尺寸的变化而变化，如图2中的L尺寸。通过图6的CAE分析图可以看出，翼面尖角处均为受力小的位置，翼面尺寸L不锁定的同时也满足模具制造及生产制造的要求，最终确定圆弧外形尺寸固定，但是前提是允许D值浮动，即允许尺寸在某个范围内变动。

3 结束语

通过对L型连接板的制造工艺的创新及改善，提升了其制造精度，重点尺寸得到保证，同时提升了生产效率及外观质量，最终提升了产品的市场竞争力。整套工艺进入实际生产应用超过2年，有效验证了工艺方案的可行性。

[1]王孝培.冲压手册[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]沈景明.机械工业技术经济学[M].北京：机械工业出版社，1980.

A Kind of Commercial Vehicle Frame With L Connection Board Manufacturing Process

ZENG Zhi-cong，ZHANG Jia
（Dongfeng Liuzhou Automobile Co.，Ltd.，Commercial Vehicle Division Frame Engineering Department，Liuzhou Guangxi 545005，China）

This paper introduces a new type of commercial vehicle frame assembly with L-shaped connecting plate manufacturing process.Mold design scheme of the innovation to provide the new punching process，combined with the new way of bend positioning，combined with circular arc trimming mould design scheme of commonality in ascension L connection plate manufacturing precision and production efficiency at the same time，improve the appearance quality of connection plate.

L connecting plate；process；innovation；quality；efficiency

U466

A

1672-545X（2016）11-0150-03

2016-08-28

曾智聪（1984-），男，广西桂林人，本科，助理工程师，主要从事商用车厚板冲压及焊接工艺管理工作。