侧围外板顶盖搭接处冲压工艺方案探讨.doc

侧围外板顶盖搭接处的冲压工艺方案的探讨 贡见秀 (奇瑞汽车股份有限公司 规划设计院冲压部 安徽芜湖 241009) 摘要：侧围外板是白车身零件制造中的核心，我们推荐的合理的工艺方案可以避免产品A面产生冲击线和棱线，减少焊接边翻边整形时起皱叠料现象，保证产品质量。在此基础上材料达到最佳利用结果。 关键词：侧围外板，工艺,冲击线 引言 汽车白车身钣金件属于冲压制造、钣金成型、CAE（计算机辅助分析）领域。随着汽车行业的不断进步，对汽车外覆盖件的外观质量、材料利用率等要求越来越高，这就要求设计人员不断地提高设计和制造工艺水平。在汽车白车身钣金领域，侧围外板是白车身零件制造中的核心，它具有形状复杂、结构尺寸大、难成型，外表面质量要求高的特点。为达到最好外表质量；最高钢材利用率的目标，对零件重要部位（见图4）的工艺设计进行研究和改进。侧围外板与顶盖搭接处产品形状为弧形，且翻边为负角，由材料成型原理（见图4），侧整形时，由于材料的各项异性，容易引起产品A面的变形，并且侧翻后的焊接边容易起皱、叠料和回弹。根据白车身功能要求，以上问题是工艺设计中急待解决的难题。通过调查和对比，发现在现有工艺中，此部分通常采用的工艺设计方法，零件实际生产过程中经常出现变形、起皱等质量缺陷。 1 常见典型设计情况 1.1 目前侧围外板顶盖搭接处此区域的设计通常有以下几种情形： 1.1.1 设计截面线一： （图1） a) 截面线说明：黑线为产品，绿线为产品补充面，蓝线为产品翻边，红线为修边线。 b) 产品在工艺安排上采取正修—翻边——侧整形 c) 此设计台阶较宽，产品表面拉延不充分，易产生波纹。 d) 修边距离翻边位置较远，表面应力大，翻边后，产品变形大，出现起皱叠料现象，很难保证翻边的质量 1.1.2 设计截面线二： （图2） a) 截面线说明：黑线为产品，绿线为产品补充面，蓝线为产品翻边，红线为修边线。 b) 产品在工艺安排上采取正修——翻边-—侧整形 c) 修边距离翻边位置较远，应力大，翻边后，产品变形大，出现起皱叠料现象 d) 因为拉延深度浅，产品表面易产生冲击线 1.1.3 设计截面线三： (图3) a) 截面线说明：黑线为产品，绿线为产品补充面，蓝线为产品翻边，红线为修边线。 b) 产品在工艺安排上采取侧修———侧整形 c) 这种模面设计在初期生产阶段没有大的问题，但是当量产时，凹模圆角和拉延筋磨损比较严重，阻力减少，材料流入量比较多，产品翻边面的质量很难保证，出现起皱叠料。 2 推荐工艺简介 2.1 推荐工艺的优点 a) 防止侧围外板顶盖搭接处A面变形，保证产品质量 b) 消除一次冲击线和二次冲击线对A面的影响 c) 保证产品表面产生充分拉延，消除表面产生的棱线 d) 尽量减少应力，保证侧整形后产品焊边的质量 2.2 理论研究论述 2.2.1零件对应部位侧整形前后料压缩量研究 板料在模具作用下产生了延伸和压缩，侧整形前后零件同圆心不同半径部位延伸状态（如下图A、B）： a) 零件同圆心不同半径部位延伸状态（A、B） b) L1代表产品侧整形后状态，长度为100mm L2代表板料拉伸到第一种半径状态时，长度为105mm L3代表板料拉伸到第二种半径状态时，长度为110mm （图4） 比较板料从L2，L3状态下分别翻边到L1处时，二者的压缩量（此压缩量是变形和起皱的原因） A%=(105-100)/100=5% B%=(110-100)/100=10% 由上图可见：拉延时，相对半径越大，孤线越长，侧整形时板料压缩量大，产品越易发生变形、起皱叠料现象。所以，为减少缺陷对零件质量的影响，在对此区域进行模面设计时，要以尽量减少相对半径，缩短弧长，进而减少侧整形时的压缩量、减少应力、控制板料流动为主导思想。 2.2.2 零件对应部位侧整形前后应力研究 板料在拉伸成型过程中，如果产生充分的塑性变形，会有效降低侧整形后导致反弹的应力，此处若设计一过渡台阶，增加板料阻力，让板料流动速度均匀且充分变形，对控制反弹将非常有效。 2.2.3 如图，补充面台阶越宽，产品A面和板料接触区域越多，表面拉延不充份，制件表面最终会产生棱线 （图5） 3 推荐的工艺方案 3.1解决工艺问题所采用的方案 根据以上理论研究，设计了防止起皱、叠料的方案，如下图： （图6） 3.2.1 此方案截面图说明 a) 此区域截面线：黑线为产品，绿线为产品补充面，蓝线为产品翻边后最终状态，红线为修边线。 b) 为改善翻边起皱对焊接边质量和精度的影响，在工艺上采用侧修+ 侧整形的工艺方法 c) 为有效降低侧整形后导致反弹的应力，拉伸时让板料产生充分的塑性变形，此处设计一过渡台阶，增加板料阻力，让板料流动速度均匀