汽车侧围外板冲压工艺分析与优化

汽车侧围外板冲压工艺分析与优化

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汽车侧围外板冲压工艺分析与优化

2021-06-25



一般情况下,汽车车身外覆盖件质量会影响到汽车的外观质量,在汽车整体开发中最为关键的环节是对于车身外覆盖件的开发,该环节能够对汽车品质起到决定性影响。

01、冲压工艺分析

对于大型的汽车覆盖件而言,除了落料外其他制件均由生产线冲压生产,且已经实现了机器人送取材料工序。落料与拉延分别为汽车的侧围外板前两道冲压工序,其中落料模不需要上自动冲压线,仅仅只需要另外进行开卷下料操作。

汽车侧围外板零件冲压生产除了落料工序,其他均在四工位的机器人自动冲压线上完成。冲压工艺设计的过程中需要考虑到零件成形工艺,主要原因在于该工艺能够在一定程度上确保产品外观质量,同时还需要考虑到生产操作、材料的利用率以及模具的使用寿命等。

顶盖的搭接处属于外表面,为弧形状,形面有负角,因此在实际生产操作的过程中必须采用斜楔机构侧整形才能获得弧形状的产品形状。并且在侧整形的过程中,由于负角部分太接近于外表面,从而难以控制材料的流动性,最终导致A级面的变形。同时在侧整工作完成后,负角的部分容易出现回弹以及起皱等不良状况,对搭接边的质量造成影响。

大部分覆盖件在拉延工序完成后实行修边工序的过程中应该尽可能地采取正修方式,若采用侧修可能会加大模具的尺寸,从而在一定程度上增加钳工研配工作量。除此之外,由于侧修废料通常从下模斜楔座下滑出,而滑出的空间受到一定限制,从而也使得废料的滑出角度受到一定限制。

在侧围上部与顶盖搭接处若采取正修边的方式,具体过程为正修边、向下翻边至侧翻边整形,由于正修处具有较宽的台阶,从而便会使得拉延时产品部分材料无法实现充分地流动,因此极其容易出现轻微的起皱状况。加上此处的修边线距离翻边整形轮廓具有太远的距离,从而也会导致修边与翻边后的形状出现较大的差异。

同时在翻边的过程中由于其表面具有较大的应力,从而会加剧其变形状况,因而在翻边处极其容易出现叠料或者起皱的状况。而若采取侧修边、侧翻边整形的工序,则拉延的形状更加接近于产品的形状,从而能够有效确保整形后的产品质量。同时控制拉延时材料从分模线处流入凸模的过程中,也不会在A 级面上出现滑移线。

02、冲压工艺问题分析

汽车侧围外板的开发初期原先采取的冲压工艺设计方案包括拉深、冲孔修边、侧翻边,但在设计与制造模具的过程中,发现在研磨、调试以及制件成型后存在三处难以消除的缺陷,从而对制件的尺寸与表面质量造成了一定影响。三处缺陷具体体现在:(1)制件与汽车尾门配合处是大小不均匀的圆角R,从而便导致汽车车身与车门之间存在不均匀的缝隙,这个缺陷会对汽车整车的外观质量造成直接影响,如图1 所示;

图1 R角大小不均

(2)车顶盖冲压件在与制件进行搭接后便导致叠料的发生,从而会降低制件的强度,甚至导致制件的开裂,如图2 所示;

图2叠料状况

(3)汽车尾门与制件之间的配合部位出现褶皱或翻边状况,从而便使其在搭接其他冲压件过程中出现缝隙,对搭接的质量会造成不良影响,如图3 所示。并且在将汽车车门开启后搭接处的缝隙将会更加明显,对整车的外观质量造成影响。对于白车身而言,这些缺陷会在一定程度上对汽车整车外观的质量造成影响,因而需要采取有效措施。

由于制件质量存在一定的问题,在分析原本冲压工艺设计方案过程中发现,三种缺陷产生的因素主要在于第三次冲压工序侧翻边与第四次冲压工序的侧翻边之间存在衔接不良的状况,从而便使得在第二次侧翻边工序时,造成模具型面和棱角之间与侧翻面的棱角处冲压件型面不合。这种情况的出现会使得材料出现二次流动,因而导致上述缺陷的发生。

图3褶皱或翻边状况

03、冲压工艺优化措施

根据上述对冲压工艺缺陷的分析,现对冲压工艺进行合理优化,主要优化第三次冲压工序侧翻边与第四次冲压工序,具体方式是将工艺的衔接处改在与车顶盖之间的搭接部位,然后再修改冲压制件的几何形状(修边工序)。

改进后的冲压工艺如图4 所示,在对冲压工艺与相关模具进行优化和改进后,有效地改善了原本冲压工艺中存在的尺寸精度以及制件表面质量不合相关要求的情况,因而在很大程度上确保了汽车整车的外观质量。

图4优化前后的第三次冲压工序件

04、结语

综上所述,为了确保制件质量,就需要相关人员在冲压工艺设计中能够制定合理的冲压工艺,同时在实践中及时地发现问题并解决。并且需要详细地记录下实际工作中模具调试状况、工艺路线及参数等,认真全面地对相关数据资料进行分析与研究,从而制定更加科学合理的工艺设计方案。如此才能够进一步缩短产品的工艺设计周期,提高产品质量,最终确保冲压项目开发工作的顺利进行。

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