吉利汽车:超高强钢控制臂的冲压工艺与模具设计
来源: | 作者:邓献思,金成龙,王仓,陈云,徐荣峰,方淑芬(吉利汽车集团有限公司) | 发布时间: 2022-08-10 | 1181 次浏览 | 分享到:

悬架系统直接影响着汽车的行驶平顺性和操作稳定性,是汽车结构中至关重要的组成部分。如图1所示,前下控制臂总成作为前悬架系统中的重要组成部分,起到连接前制动器总成和前副车架总成作用,也是悬架重要的传力和导向部件,故要求其必须具备足够的强度、刚度和疲劳耐久性。为了确保产品外观、尺寸、性能合格稳定,对前下控制臂的生产工艺稳健性提出了更高的要求。冲压工艺及模具结构的优劣,决定了该产品的生产成本、产品符合性以及量产稳定性。本文从冲压工艺规划、工艺分析与设计,及模具结构的关键部位进行介绍,解决产品冲压工艺开发的难点。

图1 前下控制臂总成装配图

产品介绍 前下控制臂总成及工艺介绍

前下控制臂总成由冲压的前下控制臂、加强板和套管焊接在一起,接着表面电泳,最后压装球头销、前衬套、后衬套而成,如图2所示。

图2 前下控制臂总成图

前下控制臂介绍

前下控制臂(后续简称产品或此产品),材料:宝钢FB780,料厚4.0mm,材料力学性能如表1所示。

表1 材料力学性能

从产品的使用及工艺过程控制要求,分析关键尺寸及技术要点,根据图3所示,要求如下:A区,3个基准面,每个单独基准面平面度0.2mm;主基准孔径

,副基准孔 。B1区,翻孔(与加强板搭接焊接),面轮廓度0.5mm。B2、B3、B4区,翻边(与加强板搭接焊接),面轮廓度0.5mm。C区,安装球头销的翻孔,翻孔沿周8mm内基面区域的面轮廓度为0.6mm,孔径

,高度

,翻孔轴线相对于基准的位置度0.8mm。D区,套管焊接区,面轮廓度1mm,线轮廓度0.5mm。E区,安装后衬套的翻孔,翻孔沿周10mm内基面区域的面轮廓度0.6mm,孔径

,高度

,翻孔轴线相对于基准的位置度0.8mm。剩余的孔为非重要孔:长圆孔为减重孔,圆孔为过孔。产品的特殊要求:不允许过渡圆角应力集中,不允许边缘接口凹陷、边缘齿状裂纹等缺陷,翻孔内壁需光滑平顺。

图3 前下控制臂区域划分图

冲压工艺分析与设计 冲压工艺方案规划

根据此车型生产量纲,以及生产厂家的生产设备,规划出冲压生产采用手工放取件的方式。

由于产品材料为超高强度钢,回弹大,产品结构复杂。冲压工艺规划除了需要考虑产品的尺寸要求、特殊要求外,仍需要满足产品一般要求:冲压件表面要求光滑平顺,不允许开裂、颈缩、皱纹、边缘毛刺超差、材料减薄率(≤15%)超差等缺陷。结合过往产品的开发经验,在保证产品质量,冲压工艺可行的前提下,尽可能减少工序数量,降低成本,提高生产效率。依图3前下控制臂区域划分图,规划初步冲压工艺方案如下: