基于工装优化的纵梁前段质量提升

丁海涛

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

关键字：产品质量；纵梁前段；改进方案

前言

随车汽车行业的竞争越来越激烈，各主机厂为了保持产品的市场竞争力，也越来越注重产品的质量。汽车冲压件的质量不但影响驾驶室的装配焊接质量，而且还影响着后序的整车装配质量。如何能稳定生产出质量合格的冲压件显得尤为关键。本文以我公司某高顶车型的纵梁前段为例，介绍了从工装方面进行改进优化，解决该零件压偏、孔带料变形等质量的方法。这种方法为解决其他纵梁类零件的类似质量问题积累了经验。

1 现状描述

1.1 零件介绍

纵梁前段是我公司某高顶车型驾驶室顶盖分总成的重要零件之一。纵梁前段冲压工艺共3序（如图1），分别为OP10为落料冲孔，OP20为手工预弯，OP30为压型。

图1

1.2 存在问题

纵梁前段OP20序为手工预弯，没有专用工装保证预弯质量，加工人仅凭经验进行预弯操作（如图2）。预弯后制件型面弧度一致性较差，无法与OP30序压型模模具型面完全贴合，导致OP30序压型过程中上下模未接触时（制件未成型时），上模端部首先接触制件端头(如图 3)，使制件另一端翘起，制件在模腔内发生蹿动，成型时无法有效定位，造成制件压偏（如图 4），定位孔（定位孔为 1-16×32长圆孔）带料变形（如图5）。

图2

图3

纵梁前段定位孔带料变形，影响驾驶室焊接以及内饰件的装配，制件带料变形部位需要进行返修调平，目前返修率高达80%。且由于制件返修率高，小时产量仅为170件，严重影响了生产效率。压偏制件无法使用，要报废处理，报废率高达6%。

图4

图5

2 确定改进方案

纵梁前段 OP20序手工预弯的一致性较差，导致 OP30序压型时制件在模腔内蹿动，无法有效定位，造成了压型后出现定位孔带料变形以及压偏等质量问题。我们通过以下两种措施来改进：

2.1 设计手工预弯工装

针对制件OP20序手工预弯的一致性较差问题，我们对纵梁前段零件结构及生产加工过程进行详细的分析，经过反复的设计和工艺验证，设计了手工预弯工装（如图6）。

图6

手工预弯工装由底座、侧板、调节横杆以及定位销组成。调节横杆组成了制件预弯所需的弧度，其安装位置可以根据侧板上的小孔进行调节。定位销的作用是控制制件放入预弯工装的位置。

手工预弯工装工作原理：将手工预弯工装用螺栓安装紧固在机床工作台上，调整安装好调节横杆位置后，将制件放入手工预弯工装，沿着调节横杆组成的弧面将制件弯曲。

2.2 设计预压料装置

针对OP30压型序制件在模腔内蹿动，无法有效定位的问题，我们对OP30序压型模具结构进行分析，决定在压型模具上设计加装预压料装置。方案示意图（如图7）。

图7

预压料装置由弹簧、弹簧导向销及压料块组成，安装在模具上模模腔。

预压料装置工作原理：在模具上模接触制件前，压料块压紧制件，对制件施加预压力，防止在成型过程中制件蹿动，使制件能够有效定位完成压型。

3 方案实施验证

3.1 制作手工预弯工装

根据前期制定的手工预弯工装设计方案，从加工人操作简单、使用方便的角度出发，结合制件实际尺寸以及质量要求，确定手工预弯工装各部件的具体尺寸。绘制手工预弯工装的技术图纸，并进行加工。手工预弯工装部分部件设计图纸（如图8）。

图8

3.2 压型模加装预压料装置

前期设计了在OP30序加装预压料装置的方案，其中涉及了弹簧以及弹簧导向销等两种标准件。根据模具结构尺寸，确定弹簧以及弹簧导向销等标准件的型号。最终，选择高压缩量弹簧（型号：SSWU 31-100），最大压缩量为65mm，最大载荷为404N，能够满足制件预压的要求；选取相应的弹簧导向销（型号：B-SGC 19-40）。

对纵梁前段OP30序压型模具加装预压料装置，模具改进后（如图9）。

图9

3.3 效果验证

在完成了手工预弯工装的加工制作和OP30压型模具预压料装置的加装后，我们安排了验证生产。验证生产了 20件，生产制件均质量状态完好（如图 10），并未出现定位孔变形和压偏等质量问题。

图10

为了验证改善效果的稳定性，我们订购了纵梁前段坯料1800张，分3次进行了批量生产的验证，每批次生产600件。3批次验证生产共出现定位孔变形缺陷制件17件，未出现压偏的质量问题。

纵梁前段人工调平返修率由原来的近80%降低为现在的不足 1%，且消除了由于压偏导致的制件报废。小时产量达到了265件，较改善前提高了55%，明显提高了制件质量及生产效率。

3.4 效果固化

在验证过程中，我们发现员工对手工预弯工装的使用不是很熟悉，经过多次验证，我们编制了《手工预弯工装操作图解（纵梁前段）》（如图11），更好的指导加工人操作使用。

图11

4 总结

产品质量是企业的命脉，优良的产品质量是企业生存发展的助推器和动力源泉。本文通过对纵梁前段质量提升全过程的介绍，对该零件质量问题的改进方法进行了探索，纵梁前段产品质量以及生产效率显著提升。为后期解决其他骨架梁的质量问题积累了经验。