一种商用车车架纵梁模面设计工艺的制作方法

本发明属于模具设计领域，特别是指一种商用车车架纵梁模机设计工艺。

背景技术：

不断上涨的燃油价格，迫使用户越来越注重商用车的燃油经济性，目前中重型商用车底盘部分越来越多采用屈服强度为510Mpa、590Mpa、610Mpa或更高等级的高强钢材料，而受制于高强钢较大的回弹问题，目前超高强度钢车架存在比较严重的回弹、扭曲，导致悬挂系统出现跑偏等严重质量问题。

如图1至图3所示，以某款商用车纵梁为例，包括腹面02和翼面04，纵梁尺寸为6700mm*184mm*154mm，造型复杂，存在多处变截面01，两级台阶003，且使用的材料等级较高，为6mm的B510L热轧板，屈服强度510Mpa。

经过批量生产检测，该产品存在严重的回弹和扭曲，且数值波动大，一致性极差。

对于厚度小于3mm且零件长度3000mm以内的乘用车冲压件，一般为三工序或更多，其中对于可能回弹部位增加侧整形工序，且要求模具研和率85％以上。

商用车车架长度较大，模具费用很高，一般工序都控制在两工序，如增加侧整形工序，其增加的模具费用较高。

商用车压力机数量有限，受其产能限制，对纵梁工序一般要求两工序以内，如增加侧整形工序，则产能无法满足产量需求，且生产成本增加较多。

商用车车架模具在9000mm以上，目前国内拥有其加工的数控设备和调试机床的模具厂资源非常少，且模具研和困难，需要尽可能降低模具研和要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种商用车车架纵梁模面设计工艺，以解决现有技术为达到产品的质量需要增加一侧整形工序的问题。

本发明的另一目的是降低对模具研和率要求，降低对模具加工设备的要求。

本发明的第三个目的是解决车架纵梁冲压件腹面翘曲，车架纵梁冲压件腹面扭曲及车架纵梁冲压件翼面回弹问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种商用车车架纵梁模面设计工艺，包括对上模的改进工艺、托料模板的改进工艺及下模的改进工艺；

所述上模的改进工艺包括：

1)在上模的变截面处相对的一侧设设置两个水滴型凸起结构；

2)所述上模的底面中间部分设置局部避空，所述上模的底面未避空部分与托料模板接触；

3)在所述上模纵向截面的R角处做墩死处理；

4)所述上模横截面的R角处相对小于产品件，以提供所述产品件的回弹补偿量；

5)在所述上模变截面部分做反向补偿设计，以减轻产品件扭曲问题；

所述托料模板的改进工艺包括：

A)所述托料模板的横截面做台阶设计，以对翼面R角形成补偿，减轻翼面回弹；

B)所述托料模板变截面部分做反向补偿设计，以减轻所述产品件扭曲问题；

C)所述托料模板横截面所述台阶距离所述上模对应台阶横向距离为所述产品件料厚的两倍，且与所述上模的台阶共同作用于所述产口件的翼面，对翼面回弹进行角度补偿；

D)所述托料模板纵向截面与所述产品件保持一致；

所述下模改进工艺包括：

10)在所述下模的变截面相对的一侧设置有与所述上模上的水滴型凸起结构一一对应的水滴型凸起结构；

20)所述下模上型面纵向断面与所述产口件的底面保持一致；

30)所述下模横向断面设置45度斜坡。

所述水滴型凸起结构的最高处为7mm。

所述上模的两侧角部做倒角处理。

所述上横纵向截面的R角处的墩死处理为通过在该R角处的避空为步聚2)中局部避空量的一半。

还包括对所述上模与所述下模、所述托料模板与所述下模之间的导向与定位，增加托料模板在纵向的防侧导板。

本发明的有益效果是：

本技术方案工艺关键点为上模和下模在腹面设计台阶，实现关键位置墩死和强压，次要位置避空，降低模具研和率要求，同时对翼面回弹实施补偿；上模在变截面位置设计水滴造型，平衡两侧成形后的残余应力；上模与压料板在变截面处反向补偿，减小腹面扭曲；设计多处导板，保证模具导向精度。在产品设计确定的情况下，取得质量和成本的最优化。

附图说明

图1为车架纵梁的俯视图；

图2为车架纵梁的侧视图；

图3为车架纵梁的轴视图；

图4为模具结构示意图；

图5为上模设计有水滴型凸起结构及放大图；

图6为上模横截面台阶放大图；

图7为上模纵向截面R角放大图；

图8为上模横截面台阶放大图；

图9为压料模板横截面台阶放大图；

图10为下模及水滴型凸起结构放大图；

图11为下模纵向断面图；

图12为下模横截面示意图。

附图标记说明

01变截面，02腹面，03台阶，04翼面，1上模，2下模，3托料模板。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

根据现有技术方案分析，商用车车架纵梁因模具尺寸大，模具研和困难，纵梁产品圆角(即R角)，该处为纵梁的台阶处，每个台阶处均包括两个R角，该R角处对纵梁的回弹影响最大，需要对R角处进行强压；此外，纵梁所有变截面处纵梁两边应力不均匀，成型后纵梁在内应力作用下发生扭曲。

本申请提供一种商用车车架纵梁模面设计工艺，包括对上模的改进工艺、托料模板的改进工艺及下模的改进工艺。

所述上模的改进工艺包括：

1)在上模1的变截面处相对的一侧设设置两个水滴型凸起结构；在此上模的变截面是指模具在加工产品件时，产品件纵梁包括腹面及腹面两侧的翼面，变截面处是指腹面的宽度发生变化，同时，导致其中的一侧翼面发生变化，而与该变化的翼面相对的一侧的翼面所述对应的上模上设置两个水滴型凸起结构，在本实施例中，纵梁共有两处变截面处，每一变截面处设置一个水滴型凸起结构，当然，若纵梁包括三处变截面，则在上模上设置三个水水滴型凸起结构。

在本实施例中，水滴型凸起结构起到解决纵梁两侧因残余应力相差大而产生的扭曲问题，在本申请中，水滴型凸起结构的最高处约为7mm。

2)所述上模的底面中间部分设置局部避空，所述上模的底面未避空部分与托料模板接触；在本申请中，避空即该部分不与板料或下模接触，而是有一定的间隙，在本实施例中，上模底面的局部避空高度为1mm，未避空部分与托料模板强压面宽度18mm，另外上模底面的两侧角部做倒角以减轻压痕。

3)在所述上模纵向截面的R角处做墩死处理；所述上横纵向截面的R角处的墩死处理为通过在该R角处的避空为步聚2)中局部避空量的一半。这样当进行冲压时，因R角处避空距离小于上模底面的1mm避空，即该R角处的避空为0.5mm，在成型过程中，R角与托料板保持墩死，从而降低模具研和率要求，同时该处板料受三向压应力，翘曲较小且一致性较好。

4)所述上模横截面的R角处相对小于产品件是，以提供所述产品件的回弹补偿量；在本申请中，上模横截面的R角处比产品件小0.5nn，即该处R角回弹补偿量。

5)在所述上模变截面部分做局部反向补偿设计，补偿值为5mm，以减轻产品件扭曲问题。

所述托料模板3的改进工艺包括：

A)所述托料模板的横截面做台阶设计，台阶高度为0.5mm，以对翼面R角形成补偿，减轻翼面回弹。

B)所述托料模板变截面部分做反向补偿设计，补偿值为5mm，以减轻所述产品件扭曲问题；

C)所述托料模板横截面所述台阶距离所述上模对应台阶横向距离为所述产品件料厚的两倍，且与所述上模的台阶共同作用于所述产口件的翼面，对翼面回弹进行角度补偿；在本实施例中，托料模板横截面台阶距离上模对应台阶横向12mm，即两倍料厚，与0.5mm高台阶共同作用于车架纵梁翼面，对翼面回弹进行角度补偿。

D)所述托料模板纵向截面与所述产品件保持一致；

所述下模2改进工艺包括：

10)在所述下模的变截面相对的一侧设置有与所述上模上的水滴型凸起结构一一对应的水滴型凸起结构；配合上模的水滴型凸起结构，以解决两侧因残余应力相差大而产生的扭曲问题，水滴最高处约7mm。

20)所述下模上型面纵向断面与所述产口件的底面保持一致；减轻纵梁冲压件的起皱和减薄

30)所述下模横向断面设置45度斜坡，从而减轻板料拉毛，同时减轻翼面翘曲。

还包括对所述上模与所述下模、所述托料模板与所述下模之间的导向与定位，增加托料模板在纵向的防侧导板。

充分考虑目前商用车车架纵梁的模具加工设备和生产设备局限性，降低了对模具加工所需的数控机床需求，降低了对生产设备如压力机的需求，并保证了车架纵梁的品质和精度要求。

以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。