本發(fā)明涉及汽車儀表板橫梁上的孔的加工工藝方法。

背景技術(shù)：

汽車儀表板橫梁是支撐人機(jī)界面并安裝儀表設(shè)備的框架。汽車儀表板橫梁和其他安全件一起構(gòu)成安全系統(tǒng)，是保護(hù)車內(nèi)駕駛員及乘客的結(jié)構(gòu)件，其強(qiáng)度與剛度是其性能的首要指標(biāo)。如圖1和圖2所示，汽車儀表板橫梁截面一般為圓管形，汽車儀表板橫梁上面需要加工出孔的結(jié)構(gòu)，以便安裝和連接其它零件。為了能夠簡便、高強(qiáng)度地通過螺紋安裝零件，需要給作為原材料的管上沖孔，形成如圖3所示的圓柱孔的立面X，在圓柱孔的立面X上加工螺紋Y，以便通過螺釘?shù)攘慵潭ㄆ渌街谄噧x表板橫梁上的零件。這種沖孔的設(shè)計使橫梁不需要非常厚的管壁，就能利用沖孔形成的管壁變形部分，形成比較長的螺紋孔。由于立面X的長度足夠長，螺紋連接的牢固度比較好。這樣的結(jié)構(gòu)既簡單又實用，但是存在的問題是內(nèi)襯于橫梁管孔內(nèi)部的芯模Z退模困難。沖孔后形成的內(nèi)凸起部分X-1填充在芯模Z的模孔Z-1內(nèi)，由于橫梁管的內(nèi)徑與芯模Z的外徑相差無幾，芯模Z無法徑向移動，造成很難退模。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種汽車儀表板橫梁上孔的加工工藝方法，以解決加工汽車儀表板橫梁孔時，由于橫梁管的內(nèi)徑與芯模Z的外徑相差無幾，芯模Z無法徑向移動，很難退模的問題。它包括下述步驟：

一、將左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2對接，形成芯模Z，所述芯模Z為桿狀的整體結(jié)構(gòu)；

所述左側(cè)芯模1的右端端面上設(shè)置有一個正四棱錐體1-1，正四棱錐體1-1的中心線與左側(cè)芯模1的軸心線重合，所述右側(cè)芯模2的左端端面上設(shè)置有一個正四棱錐體孔2-1，正四棱錐體孔2-1的中心線與右側(cè)芯模2的軸心線重合，正四棱錐體1-1插入正四棱錐體孔2-1中形成可拆卸固定配合，左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2對接的環(huán)縫3-1處的圓周表面上開有沖?？?，所述沖?？?為徑向孔且由環(huán)縫3-1一分為二；

二、芯模Z進(jìn)入橫梁管4的內(nèi)孔中，并使沖?？?位于橫梁管4欲沖孔的位置；

三、把橫梁管4固定在沖床上，并使欲沖孔的位置向上；

四、沖壓機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌上調(diào)整位置，使沖壓機(jī)構(gòu)的沖模5對準(zhǔn)下方的橫梁管4的欲沖孔位置，完成一次向下的沖程，在橫梁管4上沖出內(nèi)凸起部分X-1，內(nèi)凸起部分X-1填充沖模孔3的內(nèi)腔；沖模5向上返回；

五、分別從橫梁管4上沖出的內(nèi)凸起部分X-1的兩側(cè)抽離左側(cè)芯模1和右側(cè)芯模2。

由于本發(fā)明把芯模Z的結(jié)構(gòu)在長度方向一分為二，使退模的時候能在橫梁管4上沖出的內(nèi)凸起部分X-1的左方和右方分別完成退模，退模不需要徑向移動，解決了加工汽車儀表板橫梁孔時，由于橫梁管的內(nèi)徑與芯模Z的外徑相差無幾，芯模Z無法徑向移動，很難退模的問題。由于解決了退模問題，為了提高沖?？?的成型精度，可以把芯模Z外徑與橫梁管4的內(nèi)孔之間配合間隙設(shè)置得比較小，橫梁管4沖孔后的形狀保持比較好。

附圖說明

圖1是汽車儀表板橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是汽車儀表板橫梁的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是給汽車儀表板橫梁沖孔的示意圖，圖4是本發(fā)明中芯模Z的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是本發(fā)明沖模5的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是本發(fā)明所使用的沖孔機(jī)床的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是本發(fā)明所使用的沖孔機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是圖7的側(cè)視圖，圖9是實施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10是實施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11是實施方式一優(yōu)選實施方式的示意圖，圖12是實施方式一優(yōu)選實施方式所對應(yīng)第一種誤差示意圖，圖13是實施方式一優(yōu)選實施方式對應(yīng)第二種誤差示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：請參考圖3至圖8，本實施方式由下述步驟完成：

一、將左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2對接，形成芯模Z，所述芯模Z為桿狀的整體結(jié)構(gòu)；

所述左側(cè)芯模1的右端端面上設(shè)置有一個正四棱錐體1-1，正四棱錐體1-1的中心線與左側(cè)芯模1的軸心線重合，所述右側(cè)芯模2的左端端面上設(shè)置有一個正四棱錐體孔2-1，正四棱錐體孔2-1的中心線與右側(cè)芯模2的軸心線重合，正四棱錐體1-1插入正四棱錐體孔2-1中形成可拆卸固定配合，左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2對接的環(huán)縫3-1處的圓周表面上開有沖?？?，所述沖?？?為徑向孔且由環(huán)縫3-1一分為二；

二、芯模Z進(jìn)入橫梁管4的內(nèi)孔中，并使沖?？?位于橫梁管4欲沖孔的位置；

三、把橫梁管4固定在沖床上，并使欲沖孔的位置向上；

四、沖壓機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌上調(diào)整位置，使沖壓機(jī)構(gòu)的沖模5對準(zhǔn)下方的橫梁管4的欲沖孔位置，完成一次向下的沖程，在橫梁管4上沖出內(nèi)凸起部分X-1，內(nèi)凸起部分X-1填充沖?？?的內(nèi)腔；沖模5向上返回；

五、分別從橫梁管4上沖出的內(nèi)凸起部分X-1的兩側(cè)抽離左側(cè)芯模1和右側(cè)芯模2。

在本實施方式中，請參考圖1和圖2，橫梁管4為直管，其長度為1258毫米，其管厚度為1.8毫米，管的外徑為Φ32毫米。沖出的孔為Φ5.4毫米。

請參考圖5，圖5為沖模5的結(jié)構(gòu)示意圖。沖模5由沖頭5-1、擴(kuò)孔部5-2、孔成形部5-3、過渡部5-4和柄部5-5組成，沖頭5-1、擴(kuò)孔部5-2、孔成形部5-3、過渡部5-4和柄部5-5依次連接并具有同一個軸心線，沖頭5-1的直徑為Φ4.1毫米，沖頭5-1的長度為2.5毫米，擴(kuò)孔部5-2為圓臺體，圓臺體的大頭直徑為Φ5.4毫米，圓臺體的小頭直徑為Φ4.1毫米，圓臺體的長度為1.8毫米，孔成形部5-3是直徑為Φ5.4毫米的桿體，沖頭5-1的下端端面與圓周表面的交角5-6為90度，即此處無倒角。沖頭5-1的淬火硬度為60-64HRC。

作為優(yōu)選的實施方式，如圖11所示，正四棱錐體1-1和正四棱錐體孔2-1的錐度都是7：24，即(大頭寬度B—小頭寬度b)/錐面長度L＝7：24。此錐度經(jīng)過實驗，實現(xiàn)了連接部位的自鎖，連接強(qiáng)度比較好，而且在拆卸時經(jīng)過振動就能卸脫。

請參考圖6至圖8，圖6至圖8是沖孔機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖。其中附圖標(biāo)記101：上料送進(jìn)裝置，102：裝夾管裝置，103：沖壓裝置，104：卡盤送進(jìn)裝置，105：旋轉(zhuǎn)卡盤，106：懸臂操作面板，107：固定沖壓裝置，108：廢料裝置，109：焊縫識別裝置，110：托管裝置，111：長圓孔主機(jī)模具潤滑裝置，112：拉伸孔主機(jī)模具潤滑裝置，113：防護(hù)罩，114：卡盤驅(qū)動裝置。

所述沖孔機(jī)床采用液壓動力驅(qū)動沖模5來沖孔。沖壓機(jī)構(gòu)的底部設(shè)置有滾珠絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的底座，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在導(dǎo)軌上的位移，以便對準(zhǔn)欲沖壓的位置。滾珠絲杠機(jī)構(gòu)采用直線電機(jī)驅(qū)動，根據(jù)輸入給直線電機(jī)的驅(qū)動脈沖，可以精確控制沖壓機(jī)構(gòu)的位置。在沖壓之前，用ZL201520913545.1《儀表板橫梁沖孔用工裝》專利所涉及技術(shù)固定橫梁管4，橫梁管4被固定在該專利的工件安放槽后，完成本發(fā)明的步驟三，接著進(jìn)行步驟四的沖孔動作。所述儀表板橫梁沖孔用工裝也可以固定在沖壓機(jī)構(gòu)的底座上與其同步調(diào)整位置。

為了提高沖孔的效率，可以給沖孔機(jī)床設(shè)置橫梁管的自動上料系統(tǒng)、橫梁管的自動裝卡系統(tǒng)、沖壓機(jī)構(gòu)的自動定位系統(tǒng)。操作的人員可以把橫梁管4放入自動上料系統(tǒng)，帶有三爪或四爪卡盤的自動裝卡系統(tǒng)卡住橫梁管4的一端，把橫梁管4拖放到?jīng)_孔機(jī)床的適當(dāng)位置，進(jìn)行后續(xù)的固定和沖孔。所述自動定位系統(tǒng)和自動裝卡系統(tǒng)都可以采用直線電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)和電液脈沖馬達(dá)驅(qū)動的轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)實現(xiàn)位移和旋轉(zhuǎn)。同時，使用光電編碼器準(zhǔn)確控制旋轉(zhuǎn)角度。

所述沖孔機(jī)床還包括左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2的自動定位系統(tǒng)。插入橫梁管4內(nèi)孔中的芯模Z，其兩端各由一個驅(qū)動頭夾緊控制，兩個驅(qū)動頭都可以獨立在導(dǎo)軌上實現(xiàn)可控制的精確位移，兩個驅(qū)動頭也可以實現(xiàn)精確角度的轉(zhuǎn)動。

具體實施方式二：請參見圖9，本實施方式與實施方式一的區(qū)別在于沖模孔3的中心線位于正四棱錐體1-1和正四棱錐體孔2-1橫截面的正四邊形對角線上，且正四棱錐體1-1與正四棱錐體孔2-1一組相對面之間形成過盈配合，另一組相對面之間形成間隙配合，配合的間隙為0.04毫米至0.06毫米。如此設(shè)置，正四棱錐體1-1與正四棱錐體孔2-1一組相對面之間形成的過盈配合，是為了左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2之間形成可靠的固定連接，另一組相對面之間所形成的間隙配合，是定位的需要。而且如果兩組相對面都形成過盈配合，是難以加工的。

當(dāng)配合面之間出現(xiàn)間隙的時候，定位誤差肯定會出現(xiàn)，請參考圖12，如圖所示，如果定位間隙出現(xiàn)在上下，則會出現(xiàn)左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2上下方向的錯位；如圖13所示，如果定位間隙出現(xiàn)在左右方向，則會出現(xiàn)左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2在左右方向的錯位，只有把定位間隙設(shè)置在對角線方向，與沖模5運(yùn)動的方向相關(guān)性最小，間隙造成的沖模孔3歪斜的影響最小。

具體實施方式三：請參見圖10，本實施方式與實施方式一的區(qū)別在于芯模Z由包括左側(cè)芯模1和右側(cè)芯模2的中間段和左加長段Z-3和右加長段Z-4組成，左加長段Z-3和右加長段Z-4的外表面直徑小于中間段的外表面直徑，中間段的外表面直徑與橫梁管4的內(nèi)孔之間的間隙為0.15至0.25毫米。這樣設(shè)置的優(yōu)點在于中間段的外表面直徑與橫梁管4的內(nèi)孔之間的間隙比較小，內(nèi)凸起部分X-1填充到芯模Z的?？譠-1時，對左側(cè)芯模1與右側(cè)芯模2的分拆力，與沖模5初壓在橫梁管4造成的管變形后的阻礙移動的摩擦力基本相抵消，維持工藝過程的安全和穩(wěn)定。此間隙值為最優(yōu)實施方式，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，各種力的作用相平衡，使從橫梁管4的兩端抽出左側(cè)芯模1和右側(cè)芯模2比較容易，另外，左加長段Z-3和右加長段Z-4的外表面直徑小，不會對內(nèi)凸起部分X-1產(chǎn)生任何阻礙。

具體實施方式四：請參見圖10，本實施方式與實施方式三的區(qū)別在于：芯模Z的圓周表面上分布有多條縱向的長槽Z-5和多條環(huán)槽Z-6，長槽Z-5縱向貫通芯模Z的中間段，環(huán)槽Z-6與長槽Z-5互相交叉，長槽Z-5和環(huán)槽Z-6的寬度和深度包容橫梁管4上沖出的內(nèi)凸起部分X-1。如此設(shè)置，當(dāng)橫梁管4上需要沖多個孔的時候，利用長槽Z-5和環(huán)槽Z-6容納已經(jīng)沖出的內(nèi)凸起部分X-1，并把沖模孔3轉(zhuǎn)移到下一個欲沖孔的位置，從而實現(xiàn)連續(xù)的多個沖孔操作。在具體實現(xiàn)時，利用計算機(jī)程序編程，驅(qū)動與左側(cè)芯模1和右側(cè)芯模2連接的驅(qū)動頭完成欲設(shè)置的動作，既避開內(nèi)凸起部分X-1，又按照順序轉(zhuǎn)到需要沖孔的位置。