文/劉鴻,呂貽旬,李寧寧·奇瑞汽車河南有限公司
本文分析了汽車生產(chǎn)中四門總成壓合質(zhì)量的影響因素,并根據(jù)實際經(jīng)驗,對四門壓合過程中影響壓合質(zhì)量的原因進(jìn)行深入分析,制定相應(yīng)的整改措施,為后期新車型開發(fā)過程中四門壓合產(chǎn)生同類問題的解決提供借鑒。
車門總成通常由門外板、門內(nèi)板、門內(nèi)板加強(qiáng)板、門上段等組成,車門內(nèi)板是各種附件的安裝基體,門外板與內(nèi)板總成包邊是門總成最后一道工序,通過焊裝夾具夾緊、焊接集成內(nèi)板分總成,再由壓合模壓合(或滾邊機(jī)器人滾邊),形成總成裝車匹配,四門總成裝配流程如圖1所示。內(nèi)板的焊接設(shè)計方式和外板的工藝設(shè)計對門總成的尺寸控制有直接影響。
目前,內(nèi)板焊接方式通常分為4類,單從尺寸控制點出發(fā),門內(nèi)板前后部、上段加強(qiáng)板一體式拉延成形設(shè)計更利于總成尺寸管控;門內(nèi)板前后部、上段加強(qiáng)板分離式設(shè)計焊接面增加、焊接變形導(dǎo)致門總成尺寸更難控制。
⑴門內(nèi)板前部、門內(nèi)板后部、上段加強(qiáng)板分離式設(shè)計,如圖2所示。這種組合和焊接方式材料利用率高、材料制造成本低,存在的弊端就是沖壓件的沖次費用高、單件/焊接尺寸一致性管控異常風(fēng)險大、焊接成本高,奇瑞捷途X90車型就采用該種焊接組合方式。
⑵門內(nèi)板前后部一體、上段加強(qiáng)板分離式設(shè)計,如圖3所示。這種組合和焊接方式材料利用率高、利于單件/焊接尺寸一致性管控,但是內(nèi)板強(qiáng)度低,一般運用于低端、安全質(zhì)量要求低的車型。
圖1 四門總成裝配流程
圖2 門內(nèi)板前后部、上段分離
圖3 門內(nèi)板前后部一體、上段分離設(shè)計
⑶門內(nèi)板前后部激光拼焊、上段加強(qiáng)板分離式設(shè)計,如圖4所示。這種組合方式材料利用率高、利于單件/焊接尺寸一致性管控,存在的弊端是激光拼焊穩(wěn)定性差、模具精度/壓機(jī)精度要求高,目前奇瑞捷途X70車型采用的是這種組合方式。
圖4 前后部激光拼焊、上段分離設(shè)計
⑷門內(nèi)板前后部、上段加強(qiáng)板一體設(shè)計,如圖5所示。這種組合方式利于單件/焊接尺寸一致性管控,但單件材料利用率低。
圖5 前后部、上段一體設(shè)計
門外板單件翻邊長度、翻邊R角工藝設(shè)計對門總成包邊尺寸影響尤為突出,門外板設(shè)計前期需提前考慮外板料邊長度和翻邊R角工藝缺口避讓。通常門外板料邊高度不超過10mm(水滴包邊除外),如圖6所示。
圖6 外板料邊高度示意圖
門外板料邊與內(nèi)板交疊面不能小于4mm,否則涂裝PVC膠蓋不住料邊,影響總成外觀質(zhì)量;板料邊與內(nèi)板交疊面不能大于7mm,否則包邊面存在起皺的風(fēng)險,影響涂裝PVC膠波浪。
門外板翻邊R角(圖7)等關(guān)鍵區(qū)域,料邊不可過長,通常在5mm左右,過長會導(dǎo)致翻邊開裂或翻邊起皺,折角受力面會影響門總成平度尺寸。包邊轉(zhuǎn)角處或造型急劇變化處的料邊建議2~3mm預(yù)彎不包邊,如圖8所示。包邊轉(zhuǎn)角圓弧跨度大,外板翻邊長度建議5mm左右,料邊過長會導(dǎo)致圓弧處起皺,如圖9所示。
圖10為焊接分總成各零部件焊接匹配關(guān)系,圖11對應(yīng)門內(nèi)板與各零部件、焊點區(qū)域,這些關(guān)鍵區(qū)域平度、R角需做重點管控,不允許有超差點。具體序列為:1、2門上段搭接匹配面,3窗框加強(qiáng)板焊接匹配面,4鉸鏈安裝板焊接匹配面,5、7防撞桿焊接匹配面,8前后門內(nèi)板焊接匹配面,9、10外板壓合包邊面。
圖7 門外板關(guān)鍵區(qū)域尺寸控制
圖8 轉(zhuǎn)角處或造型急劇變化示意
圖9 轉(zhuǎn)角圓弧跨度示意圖
圖10 焊接分總成各零部件焊接匹配關(guān)系
圖11 門內(nèi)板與各零部件、焊點區(qū)域
沖壓單件的質(zhì)量管控要結(jié)合門總成各零部件的焊接匹配關(guān)系,重點焊接面、匹配點需加嚴(yán)管控(含檢具檢測盲區(qū)),所以沖壓件單件工程師不但要了解沖壓單件質(zhì)量,還要了解總成焊接的匹配關(guān)系,這樣更有利于后序總成尺寸的管控。
壓合模主要由上模(含上模座、預(yù)彎機(jī)構(gòu)驅(qū)動、壓合刀固定座、壓合刀、壓料芯本體、壓爪、定位導(dǎo)向等零部件)、下模(含下?;?、預(yù)彎機(jī)構(gòu)、胎模、傳動機(jī)構(gòu)、電氣元件等零部件)組成。
通常壓合模作業(yè)過程中影響壓合總成質(zhì)量的關(guān)鍵部分及注意事項有以下四部分:
⑴上模內(nèi)板定位銷(通常2根)。壓合過程中上模內(nèi)板定位銷起到定位內(nèi)板位置作用,保證壓合過程中內(nèi)板分總成在模腔內(nèi)不竄動。上模內(nèi)板定位銷若出現(xiàn)位移,將影響內(nèi)板在外板中心的位置,從而導(dǎo)致門總成輪廓尺寸發(fā)生變化。
⑵預(yù)彎機(jī)構(gòu)。預(yù)彎機(jī)構(gòu)主要通過壓機(jī)下壓預(yù)彎鑲塊對外板翻邊預(yù)彎角度。預(yù)彎鑲塊的預(yù)彎角度直接影響外板料邊預(yù)彎角度,同樣直接影響壓合主刀的壓合質(zhì)量。
⑶壓爪。壓爪屬于壓料芯機(jī)構(gòu)件,其作用是在壓合預(yù)彎過程中,貼合內(nèi)板防止內(nèi)板預(yù)彎移位。因壓爪均勻分布在壓料芯四周(正常單邊2~6個,共3面),工作面研合率高低直接影響壓合總成平度。
⑷壓合刀。壓合刀主要通過壓合鑲塊對內(nèi)外板合邊,壓合刀基準(zhǔn)直接影響壓合總成尺寸質(zhì)量。
通過對四門壓合過程中影響壓合質(zhì)量關(guān)鍵因素的分析,得出以下結(jié)論:⑴內(nèi)板的焊接設(shè)計方式和外板的工藝設(shè)計對門總成的尺寸控制有直接影響;⑵門內(nèi)板前后部、上段加強(qiáng)板一體式拉延成形設(shè)計更利于總成尺寸管控;⑶門外板單件翻邊長度、翻邊R角工藝設(shè)計對門總成包邊尺寸影響尤為突出,門外板設(shè)計前期需提前考慮外板料邊長度和翻邊R角工藝缺口避讓;⑷內(nèi)板定位銷、預(yù)彎機(jī)構(gòu)、壓爪、壓合刀是壓合模影響壓合質(zhì)量的四個關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。