胡安平 袁潔 單超

摘 要：隨著汽車(chē)市場(chǎng)車(chē)型更新?lián)Q代節(jié)奏加快，汽車(chē)開(kāi)發(fā)周期也越來(lái)越短，降本增效也成了開(kāi)發(fā)的主旋律，如何在規(guī)定的進(jìn)度，有限的預(yù)算內(nèi)完成新車(chē)型的開(kāi)發(fā)試制，成了各大汽車(chē)主機(jī)廠一致的追求。本文以汽車(chē)排氣尾管為例，介紹了傳統(tǒng)的制作工藝，并探討如何改進(jìn)汽車(chē)尾管樣件制作工藝流程，以及如何在保證質(zhì)量的前提下，最大限度降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用及縮短制作周期。

關(guān)鍵詞：金屬排氣尾管;激光切割;焊接;拉伸模具;工裝模具

隨著消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)外觀的關(guān)注度逐漸提高，可見(jiàn)排氣尾管在汽車(chē)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，甚至很多小排量汽車(chē)上也不乏可見(jiàn)尾管的身影，甚至在不少汽車(chē)后保險(xiǎn)杠上經(jīng)?？吹剿芰喜馁|(zhì)并不用于出氣的假“可見(jiàn)”尾管，由此可見(jiàn)消費(fèi)者對(duì)可見(jiàn)尾管的鐘愛(ài)。

在車(chē)型開(kāi)發(fā)初期，為了給車(chē)輛進(jìn)行各種試驗(yàn)驗(yàn)證，尾管在開(kāi)發(fā)階段也經(jīng)常需要試制樣件，本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目情況，介紹了傳統(tǒng)批量零件的制作工藝流程，并探討如何在保證質(zhì)量要求的前提下，對(duì)工藝流程精簡(jiǎn)優(yōu)化，降本增效，得出一套適用于試制樣車(chē)尾管的試制工藝流程。

1 圓形可見(jiàn)排氣尾管

1.1 圓形可見(jiàn)尾管工藝流程

這種可見(jiàn)尾管相對(duì)簡(jiǎn)單，一般為圓形，分單層和雙層，單出和雙出，大部分情況下和后排氣管總成焊接在一起，少數(shù)車(chē)型如Polo GTI是通過(guò)內(nèi)倒鉤卡在內(nèi)管上。

以雙層可見(jiàn)尾管為例，傳統(tǒng)工藝流程如圖1：

從流程圖我們可以看出，為了保證零件質(zhì)量，工序比較完整，且大部分工序都是需要模具或者夾具的，需要夾具的工序有切斜口，沖槽，折彎搭子，需要模具的工序有彎管，卷邊，擴(kuò)口，整形，需要檢具的有內(nèi)管檢驗(yàn)，外管檢驗(yàn)，總成檢驗(yàn)。成本較高，且周期很長(zhǎng)。

1.2 改進(jìn)的樣件試制工藝

由于樣件制作不像批量零件制作數(shù)量巨大，往往只需要幾十套用于裝車(chē)滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)需求，且對(duì)外觀要求不高，所以考慮簡(jiǎn)化制作工藝流程。

具體如下：切口工序我們選擇改成激光下料工藝，沖槽工序改成3D激光切割工藝，其余工序不變。激光切割單道程序成本較高，但由于數(shù)量較少，跟開(kāi)模具相比，成本卻能大幅降低。需要模具的部分我們可以采用軟鋼模，取消熱處理工藝，這樣下來(lái)可以節(jié)約數(shù)個(gè)模具，且需要模具的部分成本可以降低20%左右。

在上汽大眾某款車(chē)型試制15套雙層圓形尾管用于裝車(chē)試驗(yàn)，盡管取消了熱處理，模具在該數(shù)量下完成的零件質(zhì)量完全符合要求，該工序及工藝簡(jiǎn)化完全沒(méi)有問(wèn)題，且正常需要10周完成的尾管，最終7周就可以完成，周期上可以縮短3周左右。

2 梯形可見(jiàn)尾管

2.1 梯形可見(jiàn)尾管工藝流程

梯形尾管一般裝在汽車(chē)后保險(xiǎn)杠上，分兩種情況，如果尾氣并不直接從可見(jiàn)尾管中排出，尾管僅僅是作為外觀件，一般做成塑料件，即所謂的“假”尾管，這種尾管并不通透，且后部擋板一般噴黑色造成熏黑效果;如果尾氣需從可見(jiàn)尾管中排出，零件需耐溫，需做成金屬件，即所謂的“真”尾管。本文討論的為金屬材質(zhì)的“真”尾管。

制作圖2的梯形尾管，傳統(tǒng)工藝流程中，需要模具的工序有涉及到，外膽工序：落料， 3次拉深，2次切邊，沖孔，翻孔，整形;內(nèi)膽上片及下片：落料，拉深，切邊，整形，4個(gè)支撐片：落料，折彎，沖孔。需要夾具工裝的工序有：分切，內(nèi)膽上下片焊接，內(nèi)外膽焊接，擋板焊接，支撐片焊接，總成檢驗(yàn)。在這個(gè)工藝流程中，考慮到拉深變形率，為了防止撕裂風(fēng)險(xiǎn)，一般采取多次拉深的方式，并加以退火熱處理。

2.2 改進(jìn)的梯形可見(jiàn)尾管工藝流程

材料方面，零件材料采用304鋼，這種材料用途廣泛，耐腐蝕性和耐熱性好，韌性好，具有良好的加工性能。模具材料采用Cr 12合金鋼，這是一種應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼，具有高強(qiáng)度，淬透性好，耐磨性好，綜合性能不錯(cuò)，且價(jià)格低廉的特點(diǎn)。

考慮到費(fèi)用及周期問(wèn)題，對(duì)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，采取激光切割工藝替代落料模具，外膽3次拉伸變?yōu)?次拉伸，取消熱處理工序，支撐片的切邊工序，沖孔工序由模具完成替代為激光切割工藝，取消熱處理后及整形模具。考慮到尺寸外形可能會(huì)產(chǎn)生輕微變形，可以通過(guò)焊接工裝和總成檢具保證尾管安裝孔位正確，雖然可能會(huì)犧牲一些單件表面尺寸精度，但是會(huì)造成成本及周期的大幅下降。 激光切割不適用大批量生產(chǎn)，卻很好地滿(mǎn)足小批量樣件的試制。另外，為了保證零件的表面光亮程度，本零件批量生產(chǎn)采取電鍍工藝，這里可以考慮采取拋光替代，但是精度等級(jí)需提高。拋光后的零件表面光亮度也很高，批量工藝也會(huì)采用，兩者主要的區(qū)別是時(shí)間長(zhǎng)了以后，拋光件表面容易因空氣氧化而泛黃，不如鍍鉻工藝可以保持長(zhǎng)久。對(duì)于樣件來(lái)說(shuō)，拋光工藝完全可以滿(mǎn)足需求，見(jiàn)上表1。

以上汽大眾某車(chē)型梯形尾管為例，采取改進(jìn)工藝后，零件質(zhì)量可以滿(mǎn)足樣車(chē)需求，但是周期從12周縮短到8周，費(fèi)用可降低一半左右。

3 傳統(tǒng)可見(jiàn)排氣尾管工藝優(yōu)缺點(diǎn)及展望

通過(guò)以上分析，對(duì)兩種工藝對(duì)比結(jié)論如表2：

在實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，部分車(chē)型尾管模具可以借用，因此，如果可以借用模具這也是很好的一個(gè)節(jié)約費(fèi)用和周期的手段。另外，市場(chǎng)上某些車(chē)型的圓形尾管會(huì)采取旋壓工藝（Spinning Technology），但相對(duì)較少;在一些形狀復(fù)雜的尾管中，還涉及到水脹模具工藝（Water Expansion Technology），該工藝費(fèi)用高，周期長(zhǎng)，這兩種工藝此文并未涉及，也有很大的改進(jìn)潛力。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)對(duì)尾管試制工藝及流程的探究及改進(jìn)，結(jié)合上汽大眾兩款尾管的開(kāi)發(fā)試制實(shí)例，在滿(mǎn)足樣件質(zhì)量要求的前提下，確實(shí)做到了大幅降低成本和縮短制作周期，在汽車(chē)開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短，預(yù)算要求越來(lái)越嚴(yán)格的今天，類(lèi)似的降本增效措施對(duì)我們樣件試制有重要的指導(dǎo)意義。