卡车中地板工艺优化及降低成本的方法

0 引言

近年来随着商用车市场竞争的日趋激烈，如何改进整车质量与降低生产成本是所有汽车生产企业考虑较多的问题之一。汽车企业通过控制设计、制造、使用、维护、回收等各个环节的成本以及改进设计方案和优化加工工艺，达到降低制造成本的目的。现以某卡车内构件中的中地板为研究对象，优化其工艺方案并加以实施，以达到降低板材及模具制造成本的目的。

从图3中总结出，当权重系数α为0.3、β为0.7时，识别率最大（在本文算法中，定为最佳权重系数）。从实验中可以看出，人耳这一生物特征对最终识别结果的影响更大，原因是，本实验用的人脸数据库表情、姿态、光照的变换更丰富，而自摄的人耳库相较于人脸库来说变化比较不明显。

1 原工艺方案的拉深方式

原工艺方案拉深模如图1所示，即封闭式拉深，模具结构较为简单，下模主体为凸模、封闭压边圈，上模是整体式凹模。与其他拉深模不同的是：由于图1所示模具左侧两角位置较高，拉深时有开裂风险，因拐角位置材料流动少，在左侧位置设置了2把修边刀块，用于在压边圈闭合时修剪2个角位置的板料。该设计使模具结构复杂，且2个端头的工艺补充区域所占空间较大，增大了模具外形尺寸。

1.1 开裂情况

由于零件高度较高，工艺补充面造型较为急剧，即使采用了伸展性较好的DC06材料，在最高侧壁处也出现了开裂。CAE分析的开裂风险位置与实际生产时出现不稳定的位置一致，特别是随着生产数量增加，模具发热后开裂问题更严重。CAE分析情况与现场实际零件对比如图2所示。

1.2 起皱情况

在模具闭合过程中，由于零件高度落差较大，现场调试过程中解决开裂问题需要降低最高处附近的拉深筋高度，让局部多进料，在成形过程中零件多处出现起皱趋势，甚至有叠料风险。实际零件也存在叠料而使上、下模无法闭合的情况，如图3 所示。

2 工艺优化

筛选15名对于“水光感”有需求的消费者代表分组进行小组访谈，收集关于“水光感”的诉求，诉求包括：皮肤有光泽；皮肤通透；肤色白皙；皮肤水润；皮肤细腻；斑点或瑕疵不明显；皱纹或细纹不明显；皮肤饱满紧实。

4.水质管理 进入6月后，逐渐将水位提高至1m。定期使用二氧化氯对水体进行消毒，两天后使用解毒活水宝改良水质。隔一天后使用生物肥，用量为4kg/亩，至体长5cm以后停止使用。每10～15天用生石灰化浆泼洒一次，提高水体钙含量，促进蜕壳，用量为每亩每米水深5kg。养殖期间适时开启增氧机，保证水体溶氧丰富。每15～20天左右使用微生物制剂一次。整个养殖期间保持水质清新，透明度保持在40～50cm。

2.1 两侧端头更改为开放拉深方式

CAE分析结果如图9和图10所示，模具拉深到底前15 mm零件两侧端头没有起皱趋势，拉深到底后没有开裂趋势，零件内部的起皱趋势虽然减小，对比原方案的拉深CAE开裂及起皱结果，已经得到了较大改善，但是仍然存在缺陷，这时需要更改零件造型进一步优化。

通过以上分析可知，起皱与开裂主要位置位于端头拐角较高的位置（见图4），故尝试取消这些端头处的拐角位置，采用开口拉深方式。

零件内部起皱位置如图11所示，针对这类起皱只需要设计支撑造型即可，故增加2条凸筋造型，在起皱出现时凸筋及时将其撑开。在上述方案的基础上，更改零件造型。

2.2 两侧端头增加压料板

两侧端头更改为开放拉深方式后，需要在其位置增加压料板以促进进料，控制两侧的进料速度。更改后的工具体如图8所示，前后增加1个台阶式的压料板配合拉深。

尝试两端位置进行开放拉深，避免存在两端急剧的造型，其板料尺寸按图5所示左右侧内收。

（3）查看空气储罐使用单位相应的安全管理人员和操作人员是否持有特种设备作业人员证，压力容器作业人员是否定期接受安全教育和专业培训。

2.3 零件内部起皱位置的优化方法

模具拉深到底前15 mm如图6所示，相对图3（a），两端头开放位置没有起皱。拉深到底后零件侧壁开裂趋势也有所改善，如图7所示，但零件内部的起皱趋势没有改善，原因是两端头板料是自由状态，没有进料趋势，导致零件中部位置进料多而产生起皱趋势。

凸筋造型如图12所示，在不干涉搭接件的情况下，2条凸筋在拉深过程中起吸皱作用。现场零件改善情况如图13所示，没有设置凸筋时，零件出现叠料而起皱的情况；设置上凸筋后，零件起皱问题得到解决。

2.4 实际生产情况

按以上优化方案制造模具后，进行了试制验证，生产的零件如图14所示，与CAE分析结果一致，开裂及侧壁起皱的问题得到解决。

3 模具设计优化

将模具两端封闭的方式更改开口加压料板的方式后，工艺补充面区域减小，分模线内收，使模具外形尺寸缩小，降低了制造成本。模具优化前后外形尺寸对比如表1所示，尺寸均明显减小，原来4副模具总质量为48 480 kg，优化后减至40 960 kg。

4 材料利用率的优化

由于采用了两端开放的拉深方式，不需要额外的板料，整体板料尺寸缩小。原方案的板料尺寸为1 650 mm×1 580 mm，新方案的板料尺寸为1 440 mm×1 460 mm，材料利用率从原来的60.47%提高到73.07%。

5 结束语

对于某些侧壁高度较高、侧壁拔摸角度较小的零件，不一定要采用全封闭式的拉深方式来增加其延展性，可采用开放拉深方式，在开口侧增加压料板控制进料速度，既能简化拉深造型，又能降低开裂及起皱风险，增加零件生产时的稳定性。同时零件内部起皱叠料区域需要及时与主机厂沟通，进行零件造型变更，降低自动冲压生产线快速生产时对模具零件的损伤。

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