朱登海 宋瑞華 葉永亮 金愛君
(浙江吉利汽車研究院有限公司)
汽車翼子板的設計往往是比較困難的,因為它涉及到的零部件匹配關系太多,在設計和生產(chǎn)制造中會出現(xiàn)許多控制難點。文章就如何設計翼子板,解決翼子板的控制難點,并采用合理的工藝來解決翼子板的沖壓疊料問題進行了簡單的闡述。
翼子板在模具設計和生產(chǎn)中,常常會因產(chǎn)品設計、模具制造工藝、生產(chǎn)設備及人工操作等因素的影響,產(chǎn)生如下缺陷:1)翼子板前保險杠安裝支架處起皺疊料[1];2)翼子板與前大燈匹配處修邊線不均;3)翼子板與發(fā)動機蓋、前大燈交匯處R角不順;4)翼子板與發(fā)動機蓋匹配處翻邊過高、回彈大[1];5)翼子板靠近前風擋的安裝面處起皺[1];6)翼子板與側(cè)圍A柱處翻邊棱線不順,R角變形;7)翼子板轉(zhuǎn)向燈處表面變形;8)翼子板與前門處翻邊回彈[1]。
針對以上的描述,按照現(xiàn)產(chǎn)品設計,1),4),8)描述的缺陷用現(xiàn)有的沖壓模具很難解決;通過調(diào)試模具能較好的解決 2),3),5),6)和 7)例舉的問題。
1)前保險杠與前翼子板間隙大于1.5 mm(此處DTS定義多數(shù)為0.5 mm),翼子板與前保險杠的面差,翼子板高出1.5 mm(此處DTS定義為翼子板高出前保險杠0.5 mm);
2)翼子板與前大燈干涉,修邊線不齊;
3)前大燈與翼子板配合不良,前大燈Y向特征線與翼子板Y向特征線不對齊;
4)翼子板與發(fā)動機蓋間隙不均,左右不對稱;
5)翼子板A柱處翻邊與側(cè)圍外板干涉,間隙平度差;
6)轉(zhuǎn)向燈與翼子板本體配合不良,轉(zhuǎn)向燈晃動;
7)翼子板與前門間隙大,且不均勻、平度差;
8)翼子板與側(cè)裙干涉,間隙小。
針對以上匹配問題,按照產(chǎn)品設計數(shù)據(jù),1),4),7)和8)描述的問題很難解決;經(jīng)過綜合匹配分析及車身狀態(tài)確認后,2),3),5)和 6)例舉的問題均能較好的解決。
1)由于翼子板與前保險杠匹配處的翻邊,通常在拉延工序采用過拉延,在后工序再整形,此處拉延模工藝補充需要沿扇形區(qū)域打開,會預留材料,防止后序整形缺料,與此同時,在后序整形時,此處的材料由于翻邊線為折線,在合模時,折線處的材料,無法流動,造成起皺或疊料[1-3],如圖1所示。
圖1 翼子板疊料的分縫線趨勢圖
2)翼子板外表面同時也有折線,此處整形刀塊不能同時接觸,導致折線處材料流動不均勻,也可能產(chǎn)生疊料[1-3],如圖2所示。
圖2 翼子板疊料的外觀造型趨勢圖
3)整形高度太深,使用常規(guī)工藝,在拉延到極限的情況下(拉延不開裂),翻邊整形工序仍然會有疊料的風險[1-3],如圖3所示。
圖3 翼子板整形高度
整改方案1:對該處拉延工藝進行補充調(diào)整,加深了平面A處的成型深度,使其距產(chǎn)品僅有4 mm的整形量,B處側(cè)壁與拉延方向夾角改為15°,以減少側(cè)壁整形量,如圖4a所示,經(jīng)試模驗證,還是出現(xiàn)疊料,如圖4b所示。
圖4 增加工藝補充示意圖
整改方案2:在整改方案1的基礎上增加凹筋[3],為了將側(cè)壁疊料散開,修改翻邊整形鑲塊形狀,使尖部先翻邊,將多余的料向尖部側(cè)散開,避免疊料,如圖5 a所示,經(jīng)試模驗證,還是出現(xiàn)疊料,如圖5 b所示。
圖5 增加凹筋工藝示意圖
整改方案3:在原有產(chǎn)品上增加2處斜筋[3],用于吸收翻邊多余材料,如圖6a所示,經(jīng)試模驗證,還是出現(xiàn)疊料,如圖6b所示。
圖6 增加斜筋工藝示意圖
整改方案4:在原有產(chǎn)品上增加3處凹筋[3],用于吸收翻邊多余材料,如圖7a所示,經(jīng)試模驗證,還是出現(xiàn)疊料,如圖7b所示。
圖7 增加凹筋工藝示意圖
整改方案5:減少后工序整形量,更改拉延模型面,直到后工序整形不疊料,避免拉延開裂,增加一個刺破刀,如圖8a所示,經(jīng)試模驗證,疊料基本消除,如圖8b所示。
圖8 增加刺破刀工藝示意圖
1)翼子板前保險杠處疊料問題,通過5種方案驗證,得出方案5在拉延模工藝設計時,盡可能地多拉延,減少后工序整形模具的整形量,直到整形不疊料時,在拉延模增加一個刺破刀,避免了拉延模開裂,最后達到解決翼子板沖壓疊料問題的目的。
2)翼子板前保險杠安裝點設計,建議在設計翼子板與前保險杠的分縫線時,按照圖9所示,沿直線分縫,模具在翻邊整形工序時,有利于沖壓整形走料,防止疊料、起皺。
圖9 分縫線示意圖
3)翼子板標識處翻邊高度盡量統(tǒng)一,且高度盡量控制在30 mm以內(nèi),如圖10所示。
圖10 翻邊高度示意圖
綜上所述,車身翼子板單件缺陷、匹配及疊料等問題,在設計和生產(chǎn)制造中比較難以控制,通過調(diào)整模具和匹配分析可解決匹配控制難點。采用刺破刀工藝解決了翼子板疊料問題,縮短了模具的調(diào)試周期,節(jié)省了人力、物力和財力。