Jan 21, 2021
在很多機械製造業裏,模、夾、檢具工(gōng)裝的開發製作是必不可(kě)少的。近(jìn)年來隨著(zhe)汽車行業各類新車型的頻繁更新換代,市(shì)場(chǎng)上(shàng)工裝開發當量更是節節攀(pān)升。新增了大量汽車零部件(jiàn)檢具工裝的同(tóng)時,也增加了(le)不少(shǎo)物流運輸成本、人(rén)工轉運成本(běn)以及機(jī)加成本。如何有效的降低工裝開發的製造成本及運輸成本,已成為市場上討(tǎo)論的熱點。
本文研究方向主要是從檢具輕量化(huà)的角度出發,從汽車零部件檢具結構、材料方麵著手,在不(bú)影響使用的情況下簡化檢具整體設計結構,優化檢具性能及材料,以檢具(jù)輕量化設計及製(zhì)造的方式達到降低零件生產成本、優化檢具性能、簡化產品開發流程的目的。
目前國內汽車零部件檢具發展現狀
當前,我國市(shì)場上汽車零部件用檢具主要(yào)分為三類:總(zǒng)成檢具、衝壓單件檢具、熱成型檢具。
總成檢具及衝(chōng)壓單件檢具材料研究現狀
根據市場(chǎng)行業信息可知,目前主流市場(chǎng)上汽車零部件用(yòng)總成及衝壓單(dān)件檢具本體使用材料為7075係鋁合金,檢具製作成(chéng)型後本體表麵陽(yáng)極氧化處理。7075係鋁合金是一款(kuǎn)搞強度的可熱處理(lǐ)合金,機(jī)械(xiè)性能良好,易於加工、耐磨性好,抗腐蝕性能、抗氧(yǎng)化性能良(liáng)好,表(biǎo)麵陽極氧化後硬度可達300HV。主要參數(shù)如下:
熱成型檢具(jù)材料研究(jiū)現狀
根據相(xiàng)關資(zī)料顯示,目前市場上大部分熱成型零件用檢具本體使用材料(liào)分(fèn)為兩種:一種(zhǒng)是用45#鋼製做(zuò)檢具本體,表麵鍍鎳磷處理;另一種是用(yòng)7075係鋁合金做檢具本體,表麵硬(yìng)質陽極處理。熱(rè)成型汽(qì)車(chē)零件硬度高,使用頻繁,檢具(jù)開發要考慮(lǜ)其耐磨性(xìng)的(de)硬度要求。
根據(jù)東風(fēng)(武漢)實業有限公司熱成型汽車零件(jiàn)硬度試驗數據及部(bù)分(fèn)網絡試驗數據結論,熱成型零件硬度(dù)可達360-480HV,一般鋁製型體表麵普通陽極製作的檢具硬度隻(zhī)能達(dá)到300HV,使用中檢具(jù)很容易被零件(jiàn)刮傷,所以普通陽極處理的鋁合金檢具無(wú)法滿(mǎn)足熱成(chéng)型零件檢測使用要求。主要材料參數如下:
檢具結構現狀研究
目前(qián),市場上使用的汽車零部件檢具,本(běn)體大部分(fèn)為(wéi)仿型零件製作(zuò),基本構成結(jié)構為:檢具基座、地板、底座(zuò)、檢具本體、卡板、壓鉗、量規部件等;檢具整體重量主要由底座、基座、底板、本體幾部分貢獻,具體(tǐ)占比因(yīn)不同(tóng)零件而異(yì),如圖1圖2形式所示。
圖1 鋼製檢具(重量:560kg)
圖2 鋁(lǚ)製檢具(重量:420kg)
汽車零部件檢(jiǎn)具輕(qīng)量化研究的目(mù)的及意義
根據前麵研究內容,兩套檢具案例整體重(chóng)量都在500kg以上。檢(jiǎn)具整體重量較大時會有以下的問題存(cún)在(zài):
①檢(jiǎn)具整體較重是在運(yùn)輸過程中勢必會產生較高的運輸費用,尤其是在量(liàng)大的時候(hòu)更是如此;
②較重的檢具在操作現場人工轉移較為不方便。以東風(武漢)實業有限公司為例,現場使用檢具(jù)的質量檢測員要(yào)經常人(rén)工托(tuō)運檢具;檢具較重時托運檢具對員工的身體素質要求較高,一般女性員工基本無法實現自主托運;
③一般封存(cún)的檢具都是上貨架保存,檢具較重時對貨架(jià)圖3的承重(chóng)要求(qiú)較高,勢必會造成較高的存儲(chǔ)成本;
本文主要研究目的是:在保證檢具整體結構及功能(néng)不受到(dào)影響、製(zhì)造成本沒有增加的前提下實現(xiàn)檢具輕量化設計(jì)及製造(zào),以解決(jué)以上使用難題,同事優化檢(jiǎn)具整體(tǐ)設計,為提升我國汽車零部件生產質量(liàng)提供有力的支持。
汽車零件檢具輕量化發展途徑研究從結構方麵展開的(de)輕量化研究對檢具底板的輕量化研究正如圖1和圖2所示,根據目前市場上汽車零部件檢具結構統計(jì),一般檢(jiǎn)具底板為鋼製,整體厚度在20~40之間,具體厚(hòu)度視檢具大小(xiǎo)而不同。底板對(duì)檢具本身重量的貢獻可達到30%~50%,所以從底板入手展開(kāi)檢(jiǎn)具輕量化研究是一個必然的思路。
從檢具底板的功能上來說,主要(yào)作用有三:
①支撐檢具本體;
②放置檢具基準、名牌、量規等部件;
③底板上百格線提供坐標引導;
所以,草莓视频污在线观看可以在保(bǎo)障滿足(zú)以上功能需求的前提下,適當對檢具地板結構做一(yī)輕量化設計(jì)。如此考慮,如果將檢具底板非功能位置掏空設計,可以實現降成本(běn)的目的。
如圖3和圖4所示是草莓视频污在线观看近期項目上將底(dǐ)板輕量化設計投入使用(yòng)的效(xiào)果,部分檢具隻有極少的功能(néng)麵,這樣(yàng)草莓视频污在线观看就可以把非功能位置的底板掏空設計,從而達到(dào)底板輕量化的目的;這樣既(jì)節省了材料,降低(dī)了成本(běn),也減輕的重量。
本體方麵檢具輕量化研究
如(rú)圖(tú)1和圖2,目前大部分市場上的(de)檢具本體都是實心的鋁塊或鋼塊方形製(zhì)作,這樣製作(zuò)的檢具本體較為笨重。檢具本體(tǐ)重量對檢具整體重量貢獻較(jiào)大,所以草莓视频污在线观看從檢具本體(tǐ)輕量化的方向出(chū)發,研究檢具減(jiǎn)輕重量的方式。
從檢具本(běn)體的功能上來說,主要有(yǒu)如下作用:
①通過零帖支撐零件本體;
②提供孔的位置(zhì)度檢具銷坐;
③提供部分零件型麵檢測參(cān)考(kǎo)麵;
④提供零件部分修邊檢測(cè)參考麵(miàn);
根據以上功能,草莓视频污在线观看可(kě)以考慮在實現檢具本體功能的前提下(xià),實現檢具輕量化設計。
其實在以檢具本體(tǐ)型麵為參考檢測零件型麵位置度(dù)時,隻能檢測邊沿型麵,中(zhōng)間位置被包裹在裏麵無法使(shǐ)用,隻能通過樣刀或者其他方式檢測。因為要考慮熱脹冷縮(suō)的影響,檢具本體都是一塊一塊拚接設(shè)計製作的,如圖3和圖4所示,草莓视频污在线观看可以將檢具中間非(fēi)功能位置掏空設計。所以掏空設計也不會產生較多機加費用。所(suǒ)以可以實現本體輕量化設計製造的目(mù)的。圖3是草莓视频污在线观看近期新項目本體使用輕(qīng)量化設(shè)計後的效(xiào)果。
從材料方麵展開的輕量化研究
熱成型汽車零部件用檢(jiǎn)具從材料方麵實現輕量化研(yán)究根據本文第一章(zhāng)整理的目前我國國內汽車零部(bù)件檢具材料引用現狀,熱成形零件用檢具大部分(fèn)使用(yòng)的(de)為7075係鋁合(hé)金及45#鋼。草莓视频污在线观看主要是從使用鋁材的部分檢具著手。汽車零部件檢具使用7075係鋁合金材料要考慮的主要性(xìng)能參數如下:
根據相關資料研究得到,7075係鋁合金為航空鋁,其性能參數水平遠超檢具使用需求,該材(cái)料可以用另一(yī)種材料替代使用(yòng),就是6061係鋁(lǚ)合金,該材料要考慮的關於(yú)檢具製作的主要性能參數如下(xià):
從上麵參數對對可得(dé),6061係鋁合金密度比7075係鋁合金的(de)小(xiǎo),所以相同體積鋁塊整體重量6061係鋁(lǚ)合金也會相對較輕,同時可以看到價格上可(kě)以便宜將近一半,熱膨脹係數(shù)兩者相同;然後雖然6061係鋁合金自身硬度不大,但通過表麵硬質氧化處理後,表麵硬度主(zhǔ)要取決於氧化層,硬質氧(yǎng)化的氧(yǎng)化層表麵(miàn)硬度為(wéi)380-500HV,所以鍍層後硬度上兩(liǎng)者無區別,耐磨指數也是一(yī)樣。所以(yǐ)6061係鋁合金完全可(kě)以代替7075係鋁(lǚ)合金做熱成型(xíng)檢具本體(tǐ)。
冷衝壓及總成汽車零部件用檢具(jù)從材料方麵實現輕量化研究根據(jù)本文第一(yī)章整(zhěng)理的目前我國國內汽車零(líng)部件檢具材料引用現狀,總成(chéng)零件用檢具大部分使用的為(wéi)7075係鋁合金。
草莓视频污在线观看主要是從使用鋁材的(de)部分檢具著手。根據3.2.1的研究分析(xī)結論(lùn),檢具本體(tǐ)采用6061係鋁合金的情況同樣使用總成及冷衝(chōng)零件用檢具(jù)。
目(mù)前市場上很多汽車車型(xíng)更新換代較快,導致製作的檢具使用時期不是很長,這樣(yàng)對於一些預估產量(liàng)不大的檢具草莓视频污在线观看就不必用較好的材料加工製作,產(chǎn)生(shēng)不必(bì)要(yào)的浪費。經過查證相關資(zī)料,了解到一種BM5166係樹脂材料可以代(dài)替鋁合金來製作檢具本體。相(xiàng)關參數(shù)如下:
根據以(yǐ)上參數綜合對比評估,該(gāi)材(cái)料滿足(zú)衝壓零件用(yòng)檢具本體材料基本要求,可以應用於衝壓件檢具製作。而且麵對較鋁合(hé)金小很多,可以實現輕量(liàng)化製作的(de)目的。但是在使用BM5166材料做檢具(jù)本體時需注意以(yǐ)下優缺點:
優點:
①輕量(liàng)化:檢具重(chóng)量可以明顯降(jiàng)低很多;
②容修改(gǎi):采用BM5166樹脂(zhī)材料,模塊的變動修改比較方便、快捷;
③經濟性:材料成本比較低,模塊輕化減少(shǎo)員工(gōng)的(de)工作量。
缺(quē)點:
①使用壽命較短,正常可以使用3~5年,模塊(kuài)不耐磨;
②機械(xiè)加工比較脆,加工時候粉塵容易吹進機器。
檢具工裝輕量化研究的應用前景評估
對(duì)於任何(hé)一個公司來說,降低生產成本、優(yōu)化工具設備性能、簡(jiǎn)化產品開發流程,猶如雪中之碳火、沙漠(mò)之甘霖,多多益善。汽車零部件檢具輕(qīng)量化研究,在一定程度上大大降低了檢(jiǎn)具開(kāi)發(fā)產業成本,同(tóng)時優化了部分材料(liào)及結構上的性能需求,同時(shí)簡化的設計結構也縮(suō)短(duǎn)了產品開發流程、降低了檢具工(gōng)裝開發難度。為汽車零部件的生產和製造提供了一股強有力的成本優勢力量,汽車零部件檢具輕量化設(shè)計及製造,在將(jiāng)來汽車零部(bù)件領域的(de)應用前景(jǐng)也將會越來越(yuè)廣闊。
結論
汽車零部件檢具工裝輕量化研(yán)究,對我國汽車零部(bù)件行業(yè)發展來說,是一(yī)個很重要的課題。汽車零部件(jiàn)檢具輕量化設計,不僅可以降低很多零件製造環(huán)節檢具的運輸成本,也可以大大減輕操作人員的(de)轉運工作量,以及(jí)檢具生產調試人員的工作難度。於(yú)此同時,輕量化設計的考慮,間接的降低了(le)檢具設計及製造成本的部分成本。
比如通過本文所描述的(de)方式進行檢具結構輕量化設計後,縮減了不(bú)少加工工藝、節省了不少檢具製作材料,同時通(tōng)過材料(liào)的替代(dài),降低了檢具材料成本。檢具輕量化研究的目的(de)不僅(jǐn)僅是解決轉運及製造困難,更是降低成本(běn),優化結構的研究,對降低汽車零部件生產及製造(zào)成本、縮短汽車零部件項目開(kāi)發周期有著(zhe)重要的影響和作用。
作者:魏永強、楊宇、龍曲波、賀東方、雷濤·東風(武(wǔ)漢)實業有限公司
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