上海賽科利汽車模具技術(shù)應(yīng)用有限公司 （201209） 王 勇

轎車側(cè)圍上檻翻邊整形方式研討

上海賽科利汽車模具技術(shù)應(yīng)用有限公司 （201209） 王 勇

隨著主機(jī)廠對(duì)成本的壓縮，側(cè)圍工序的數(shù)量也在壓縮，大多都采用4道工序（不包含落料模）的側(cè)圍沖壓工藝，同時(shí)需要保證模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及沖壓零件的產(chǎn)品質(zhì)量，這就給側(cè)圍上檻的沖壓工藝帶來(lái)了更大的復(fù)雜性。側(cè)圍上檻需要與頂蓋以及前后風(fēng)窗進(jìn)行搭接匹配，產(chǎn)品上存在負(fù)角且形狀復(fù)雜，后工序需要進(jìn)行側(cè)翻邊整形工藝，側(cè)翻邊整形的沖壓工藝制定方案以及側(cè)整形質(zhì)量直接影響著整個(gè)零件的外觀質(zhì)量及尺寸精度。

1.一道工序法

一道工序法為側(cè)圍上檻在一個(gè)工序內(nèi)采用一個(gè)斜楔將負(fù)角區(qū)域整形到位，此種方法沖壓工藝通常為OP10拉延、OP20上檻修邊（直修或者側(cè)修到產(chǎn)品），OP30上檻進(jìn)行側(cè)翻邊整形，斜楔方向?yàn)檐嚿碜鴺?biāo)系，OP40進(jìn)行上檻法蘭面上的側(cè)沖孔或者其他區(qū)域的沖孔。此種工藝的優(yōu)點(diǎn)為能夠保證上檻圓角的光順度，無(wú)翻邊交刀痕跡，這樣模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且強(qiáng)度好。

此種工藝的缺點(diǎn)是，OP30上檻由于采用一個(gè)斜楔進(jìn)行側(cè)翻邊整形，側(cè)圍上檻弧度較大，會(huì)造成兩側(cè)區(qū)域，尤其是A柱區(qū)域整形角度差，整形刀塊的運(yùn)動(dòng)方向與整形輪廓的法線方向存在很大的夾角（見(jiàn)圖1），整形過(guò)程中整形刀塊向夾角較大區(qū)域進(jìn)行趕料，會(huì)造成法蘭面起皺甚至疊料，能否采用此種工藝方式取決于此處的翻邊整形的CAE分析結(jié)果的好壞。此種缺陷產(chǎn)生與否與此處的產(chǎn)品形狀也有很大的關(guān)系，產(chǎn)品特征如果存在吸料坑、吸料凹槽或者法蘭面上的工藝缺口就大大減輕了這種缺陷，直到滿足質(zhì)量要求為止，如圖2所示。

圖1 上檻翻邊整形方向

圖2 產(chǎn)品特征及CAE結(jié)果

2.一道工序帶下壓料法

在高檔轎車的白車身焊裝中，側(cè)圍與頂蓋搭接處通常為激光焊接甚至是激光釬絲焊接（見(jiàn)圖3），這就要求不但側(cè)圍上檻的外觀質(zhì)量及圓角的光順度要好，而且側(cè)翻邊整形的側(cè)壁以及法蘭面的平整度也要高。此種情況下通常采用一道工序帶下壓料法，沖壓工藝為OP10拉延，OP20直修（不修到產(chǎn)品，修邊處在拉延壓料面上，距凹模口切線10mm保證修邊壓料板強(qiáng)度），OP30上檻側(cè)翻邊整形，側(cè)整形刀塊下面安裝下壓料板，壓力源為氮?dú)飧?，?cè)整形刀塊接觸板料前，下壓料板先將廢料壓在下凸模上，然后側(cè)整形刀再進(jìn)行整形（見(jiàn)圖4），OP40上檻側(cè)精修。此種工藝方法不但能夠滿足上檻的外觀質(zhì)量及圓角的光順，并且能夠滿足側(cè)整形側(cè)壁以及法蘭面的平整度。此種方法應(yīng)用于與頂蓋搭接處為激光焊且上檻弧度較為平緩的側(cè)圍，缺點(diǎn)為OP30模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)試以及沖壓生產(chǎn)維護(hù)難度大。

圖3 側(cè)圍與頂蓋之間激光焊斷面

3.一道工序僅A柱區(qū)域帶下壓料法

這種方法與一道工序帶下壓料法的區(qū)別在于此種方法上檻翻邊整形僅A柱區(qū)域帶下壓料。此種方法OP20僅A柱區(qū)域修邊不到產(chǎn)品，上檻其他部位修邊到產(chǎn)品，OP30上檻側(cè)整形時(shí)，僅OP20修邊不到產(chǎn)品區(qū)域進(jìn)行下壓料。此種方法應(yīng)用于側(cè)圍A柱翻邊整形處產(chǎn)品形狀復(fù)雜（見(jiàn)圖5），A柱側(cè)整形由深到淺過(guò)渡小于100，A柱區(qū)域側(cè)翻邊整形需要采用帶下壓料板，否則會(huì)出現(xiàn)疊料現(xiàn)象。此種工藝方法比一道工序帶下壓料法稍微簡(jiǎn)單一點(diǎn)，壓料區(qū)域略短。

圖4 一道工序帶下壓料法斷面圖

圖5 某側(cè)圍A柱區(qū)域產(chǎn)品形狀

4.兩道工序法

兩道工序法為整個(gè)上檻的負(fù)角區(qū)域翻邊整形通過(guò)兩道工序完成，兩道工序存在翻邊整形交刀。此種工藝方法通常為OP10拉延，OP20側(cè)修邊到產(chǎn)品，OP30上檻局部側(cè)整形，OP40上檻其余部位側(cè)整形。此種工藝方法應(yīng)用于側(cè)圍上檻弧度較大的情況下，如果采用一道工序法進(jìn)行側(cè)翻邊整形，上檻左右兩側(cè)區(qū)域由于整形輪廓線與斜楔方向夾角過(guò)大，材料流入方向與整形輪廓法線不一致，會(huì)造成整形結(jié)束后零件產(chǎn)生過(guò)渡扭曲，影響零件的整體尺寸精度以及面品質(zhì)量，采用兩道工序法可以在很大程度上避免這種問(wèn)題。但是此種工藝方法上檻側(cè)翻邊整形存在前后工序交刀，在側(cè)壁以及法蘭面上容易出現(xiàn)交刀的痕跡，以及圓角不順，影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量（見(jiàn)圖6）。

圖6 交刀處痕跡

兩道工序法上檻整形又分兩種，一種是OP30先整形上檻的兩側(cè)區(qū)域，OP40整形上檻的中間區(qū)域以及燈口鷹嘴區(qū)域；另外一種OP30先整形上檻的其中一側(cè)，OP40再整形上檻的另外一側(cè)。第一種應(yīng)用于側(cè)圍上檻整形弧度較為均勻的情況，多用于三廂車，第二種應(yīng)用于上檻A柱側(cè)區(qū)域弧度較大的情況，而其他區(qū)域弧度平緩的情況，多用于兩廂車（見(jiàn)圖7）。

圖7 三廂車與兩廂車

5.兩道工序A柱區(qū)域帶下壓料法

這種方法與兩道工序法的區(qū)別在于此種方法A柱區(qū)域整形帶下壓料。工藝方法為OP10拉延，OP20上檻A柱處直修（不直接修邊到產(chǎn)品），其他區(qū)域側(cè)修到產(chǎn)品，OP30A柱處（帶下壓料板）及側(cè)圍后部側(cè)整形，OP40A柱處側(cè)精修，上檻中間側(cè)整形，燈口鷹嘴處側(cè)整形。此種方法應(yīng)用于側(cè)圍A柱區(qū)域側(cè)整形輪廓與翼子板匹配處帶有明顯臺(tái)階（見(jiàn)圖8），側(cè)整形由深到淺過(guò)渡區(qū)域小，A柱側(cè)整形側(cè)壁深度大，法蘭面寬， A柱區(qū)域側(cè)翻邊整形必須采用帶下壓料板，否則會(huì)出現(xiàn)疊料現(xiàn)象。此種工藝的缺點(diǎn)是A柱處調(diào)試過(guò)程中需要調(diào)試下壓料板的壓料力，壓料力太大會(huì)造成整形開(kāi)裂，壓料力太小會(huì)造成整形起皺，調(diào)試以及生產(chǎn)維護(hù)困難。

圖8 某側(cè)圍A柱處產(chǎn)品造型

6.兩道工序A柱區(qū)域切整法

這種方法為兩道工序A柱區(qū)域帶下壓料法的改進(jìn)，此工藝方法與兩道工序A柱區(qū)域帶下壓料法的區(qū)別在于在OP40進(jìn)行A柱區(qū)域的側(cè)整形，OP30整形上檻其他區(qū)域，在OP40中把A柱區(qū)域的下壓料板改為了下兜料方式，節(jié)省了壓力源，在整形2mm到底前將廢料切除。此種工藝方法適用于OP30不能對(duì)A柱區(qū)域進(jìn)行側(cè)整形并且A柱區(qū)域法蘭面容易出現(xiàn)起皺情況的側(cè)圍工藝。此工藝方法的缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在下凸模有回退機(jī)構(gòu)的情況下還要考慮掉廢料問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以及生產(chǎn)維護(hù)困難。

7.結(jié)語(yǔ)

不同的側(cè)圍產(chǎn)品，其上檻形狀也不同；不同的搭接匹配方式，需要的關(guān)注點(diǎn)也不同，側(cè)圍上檻側(cè)翻邊整形工藝需要根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品形狀、裝車匹配要求以及CAE分析結(jié)果定制（本項(xiàng)目由上海市重大技術(shù)裝備研制專項(xiàng)（ZB-ZBYZ-02-11-1616）資助）。

20130410）