浅谈汽车侧围外板冲压工艺与优化

发表时间:2019/4/22   来源:《电力设备》2018年第31期   作者:翟浩
[导读] 摘要:通常汽车外观质量受汽车车身外覆盖件质量的影响,而汽车车身外覆盖件的开发是整个汽车开发中非常关键的部分,对车身品质的好坏起着决定性的作用。
        (长城汽车股份有限公司技术中心  河北省汽车工程技术研究中心河北保定  071000)
        摘要:通常汽车外观质量受汽车车身外覆盖件质量的影响,而汽车车身外覆盖件的开发是整个汽车开发中非常关键的部分,对车身品质的好坏起着决定性的作用。以下通过对对两厢车项目中汽车侧围外板冲压工艺的合理改进,有效地提高了汽车侧围外板的质量,从而使汽车白车身(未喷漆的车身壳体部分)整体质量得到大幅提升,保证了整个项目开发工作的顺利进行。
        关键词:白车身;汽车覆盖件;冲压工艺;叠料;裂纹
        前言:在对汽车侧围外板冲模进行开发的过程中发现,制件材料较薄,外形尺寸较大,形面几何形状不规则,成形困难,附加冲压工艺补充以及后续模具设计比较复杂,冲压过程中出现了叠料、裂纹、皱褶等现象。通过分析制件冲压工艺,对冲压工艺进行了合理的优化,有效提高了制件的质量,从而使白车身的整体质量得到大幅提升,保证了整个项目的开发工作顺利进行。
        1、制件成形工艺分析
        侧围外板是轿车车身外形最大、最复杂的覆盖件, 其特点是外形尺寸大、结构复杂、外表面质量和装配精度要求高,这些要求都在冲压工艺中体现和实施,如图所示。传统的轿车侧围外板冲压工序一般都超过5道,为提高生产效率,降低生产成本,在保证制件成形质量的前提下对各工艺进行科学有效的复合, 实现减少工序的目的。
       
        轿车侧围外板冲压工艺
        2、原冲压工艺
        在产品开发初期的冲压工艺设计阶段,原定冲压工艺方案为:①拉深;②修边冲孔;③侧翻边;④侧翻边。
        3、问题发现
        按原冲压工艺方案进行模具设计及制造,模具经研磨、调试,制件成形后有3处缺陷难以消除,以致影响制件的表面质量和尺寸精度:①制件与车顶盖冲压件搭接后出现叠料现象,致使制件强度减弱,甚至开裂。②制件与车后门配合处的圆角 R大小不均匀,致使车门与车身之间缝隙不均匀,直接影响整车外观质量。③制件与车后门配合部位出现翻边褶皱现象,这样制件与其他冲压件搭接时将形成搭接缝隙,影响搭接质量,而且开启车后门后该缺陷将清晰可见,影响整车外观质量。
        对于白车身的外覆盖件,以上3处缺陷均会影响整车外观质量,所以必须采取有效的整改措施解决这些问题,从而保证整个项目顺利进行。
        4、工艺优化分析
        轿车侧围外板的工艺设计和模具设计难度与复杂程度大于其他冲压件。为减少冲压工序,必须采用多种手段进行模具结构的复合。在具体实施过程中,不仅采用常用的复合工艺,如修边与冲孔复合、翻边与整形复合; 而且在后门、尾灯和轮罩等处,将传统分开的工艺进行复合,达到减少工序数的目的。
        4.1 修边与整形复合
        轿车侧围外板后门区域为重点整形区,该处紧邻修边线。 传统的模具结构采用修边和整形分开完成。研究发现此处整形量小,主要变形为局部胀形,不影响修边线,故在模具结构设计时将这 2 个工序复合,在修边+冲孔+整形+斜修边(OP30)工序中一次完成先修边后整形工艺。
        4.2 直翻边整形与斜楔翻边复合
        轿车侧围外板尾灯处翻边呈2个角度,且该处空间小,不利于复杂工艺的实施,所以通常将2个角度的翻边分开在不同的工序中完成。为减少工序, 采用小型非标准斜楔翻边与直翻边复合结构模具,2个方向的镶件交错完成模具结构的复合, 顺利完成直翻边整形与斜翻边的复合,并在修边+冲孔+斜修边+斜整形(OP40)工序中一次完成。
        4.3 直翻边与斜楔冲孔复合
        图2所示为某轿车侧围外板上的轮罩安装孔,孔径公差为±0.1 mm,位置精度为±1 mm。孔径公差要求较高, 而孔的方向与 OP30 修边工序的冲压方向夹角大, 无法采用先冲孔后翻边的冲压工艺。按照传统的冲压工艺, 该处的冲压过程为: 拉深、斜楔修边、直修边、翻边、冲孔, 一共5道工序。
       
        图2  轿车侧围外板轮罩安装孔
        为减少工序数量, 在冲孔+翻边+斜冲孔+斜整形(OP50)工序上采用直翻边与斜楔冲孔的复合结构, 将侧冲孔与直翻边复合,将该区域工序数量控制在4道以内。实践证明: 按照这种工艺实施后,侧孔的精度达到了质量要求。
        4.4 实施效果
        采用多种模具结构复合技术,对轿车侧围外板的成形困难部位进行冲压工序复合,最终轿车侧围外板在4道工序内冲压成形,如图3所示,并且生产稳定, 成形制件符合质量要求。
       
        图3 轿车侧围外板冲压工序
        结语:在冲压工艺设计中,制定科学合理的冲压工艺,对于保证制件质量至关重要。在实际工作中需要不断总结经验,将实际工作中的工艺路线、工艺参数和模具调试状况记录下来,进行认真、仔细的分析研究,制定出经济、合理、科学的冲压工艺方案,从而提高新产品开发质量,缩短新产品工艺设计周期,为今后做好冲压项目开发工作奠定良好的基础。
        参考文献:
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