孫文濤，繳 平，劉英堂，王 健

（浙江吉利控股集團有限公司制造工程（ME）中心，浙江寧波315336）

某車型翼子板產(chǎn)品造型以及工藝的設(shè)計優(yōu)化

孫文濤，繳 平，劉英堂，王 健

（浙江吉利控股集團有限公司制造工程（ME）中心，浙江寧波315336）

介紹了翼子板（發(fā)動機蓋鉸鏈處）A面缺陷產(chǎn)生的原因和零件在開發(fā)過程中存在的問題，通過優(yōu)化產(chǎn)品造型設(shè)計、工藝設(shè)計以及模具設(shè)計，解決翼子板（發(fā)動機蓋鉸鏈處）A面扭曲以及尺寸超差等問題，提升了整車品質(zhì)。

翼子板；A面缺陷；工藝設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計

翼子板零件是整個白車身中至關(guān)重要的零件，翼子板與側(cè)圍、發(fā)動機蓋以及前保險杠等外觀零件搭接配合，外觀、尺寸精度要求非常高［1－3］。為滿足人們越來越高的審美要求以及造型品味，翼子板需要從產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計和模具設(shè)計等多方面提高［4－6］。

1 零件分析

如圖1、圖2所示，翼子板此處翻邊結(jié)構(gòu)特殊，由于此處為翼子板前機蓋鉸鏈安裝點，翻邊面由安裝平面和造型曲面構(gòu)成，為保證整車DTS要求，需保證翻邊面下部安裝平面的尺寸以及平面度，此處為外觀高度可見區(qū)域，需保證外觀A面以及造型棱線的美觀，同時此處長度約100 mm，需采用旋轉(zhuǎn)斜楔，工藝設(shè)計以及模具設(shè)計需考慮生產(chǎn)性以及操作性，總之，翼子板此處翻邊在工藝設(shè)計以及模具設(shè)計時需重點關(guān)注。

圖1 翼子板零件圖

圖2 局部視圖

2 工藝分析

車身翼子板零件一般分5工序沖壓完成，分別是OP10 DR（見圖3）、OP20 TR＋PI＋C／TR（見圖4）、OP30 TR＋FL＋RS＋C／RE（見圖5）、OP40 TR＋PI＋RS＋FL＋C／RS＋C／PI（見圖6）、OP50 TR＋RS＋PI＋FL＋C／TR＋C／PI＋C／FL（見圖7）。

圖3 Draw

圖4 TR＋PI＋C／TR

圖5 TR＋FL＋RS＋C／RE

圖6 TR＋PI＋RS＋FL＋C／RS＋C／PI

圖7 TR＋RS＋PI＋FL＋C／TR＋C／PI＋C／FL

翼子板機蓋鉸鏈安裝處法蘭面翻邊斷面如圖8所示，此處翻邊結(jié)構(gòu)最終經(jīng)OP50側(cè)翻邊沖壓彎成。

圖8 產(chǎn)品工藝斷面圖

3 CAE模擬分析

產(chǎn)品經(jīng)Autoform模擬分析，局部分析結(jié)果顯示：

1）模擬成形性顯示（見圖9）外觀A面有增厚發(fā)生。

圖9 模擬成形性

2）模擬主應(yīng)變顯示（見圖10）外觀A面局部主應(yīng)變不滿足大于0.03要求。

圖10 模擬主應(yīng)變

3）模擬次應(yīng)變顯示（見圖11）外觀A面局部次應(yīng)變不滿足應(yīng)大于0要求。

圖11 模擬次應(yīng)變

結(jié)論：產(chǎn)品經(jīng)前期CAE模擬初步分析，最終工序件此處位置可能產(chǎn)生外觀缺陷，模具設(shè)計以及模具調(diào)試時，要重點加以關(guān)注。

4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

翼子板零件形狀復(fù)雜，尺寸要求高，而且由于生產(chǎn)基地壓機工序限制，翼子板需要在保證質(zhì)量的前提下，在5工序內(nèi)沖壓完成。模具設(shè)計時，需充分考慮結(jié)構(gòu)布局，翼子板A柱區(qū)域（見圖12），由兩處側(cè)翻邊構(gòu)成，Ⅰ區(qū)域約98 mm，Ⅱ區(qū)域約92 mm，為避免端拾器取放料時，與模具型面等干涉，OP50模具A柱區(qū)域下模采用整體旋轉(zhuǎn)斜鍥（見圖13）。

圖12 A柱區(qū)域

考慮到制造成本和維修便利性等，A柱區(qū)域OP50上模Ⅰ區(qū)域與Ⅱ區(qū)域采用整體翻邊刀塊（見圖14），由于翻邊刀塊運動方向為Ⅰ區(qū)域翻邊法蘭面的法向，可以保證Ⅰ區(qū)域的外觀等質(zhì)量要求，但Ⅱ區(qū)域最終產(chǎn)品可能會產(chǎn)生外觀缺陷，模具設(shè)計時，考慮后期模具調(diào)試時，現(xiàn)場鉗工通過調(diào)整翻邊間隙等，來確保滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求［7－8］。

圖13 下模旋轉(zhuǎn)斜楔

圖14 上模翻邊刀塊

5 模具調(diào)試

翼子板零件在3D數(shù)據(jù)設(shè)計階段、模具工藝設(shè)計階段以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，前機蓋鉸鏈安裝處A面一直存在產(chǎn)生缺陷的可能，后期通過多次調(diào)整翻邊間隙，外觀A面仍存在面波浪、R角過渡不順等問題（見圖15）。

圖15 全序件圖片

為從根本上解決此問題，翼子板3D數(shù)據(jù)、工序內(nèi)容以及模具結(jié)構(gòu)均需優(yōu)化［9］。

5.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)優(yōu)化

產(chǎn)品3D數(shù)據(jù)設(shè)變，設(shè)變后數(shù)據(jù)（見圖16）與設(shè)變前數(shù)據(jù)相比，可以保證翻邊刀塊翻邊作業(yè)時，翻邊間隙均勻一致。

圖16 設(shè)變數(shù)據(jù)

5.2 模具工藝優(yōu)化

OP30模具工藝內(nèi)容變更，調(diào)整OP30側(cè)翻邊刀塊過渡區(qū)域，將此處下部U型缺口平面與翻邊面的角度預(yù)成型。

5.3 現(xiàn)場模具優(yōu)化

OP50模具翻邊刀塊調(diào)整，以確保翻邊刀塊可以同時接觸板料（見圖17、圖18）。5.4 現(xiàn)場最終產(chǎn)品圖

圖17 翻邊刀塊變更前

圖18 翻邊刀塊變更后

經(jīng)過上述方案整改，整改完成后的翼子板如圖19、圖20所示。

圖19 翼子板電泳后

圖20 翼子板涂裝后

最終翼子板A柱區(qū)域通過如上方法，徹底解決產(chǎn)品外觀缺陷。

6 結(jié)束語

隨著汽車造型的不斷變化，汽車外覆蓋件會有許多類似結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計，本文主要介紹了翼子板（發(fā)動機蓋鉸鏈處）外觀缺陷產(chǎn)生的原因，為解決此問題，翼子板產(chǎn)品數(shù)模以及模具工藝、結(jié)構(gòu)的變更，當產(chǎn)品存在翻邊應(yīng)力時，建議產(chǎn)品翻邊角度盡量垂直翻邊，而且輔助CAE模擬分析，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及工藝造型，最終徹底解決產(chǎn)品外觀缺陷。

［1］ 王德倫，畢盧思.某款乘用車側(cè)圍板的拉延仿真分析［J］.重慶理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)），2015（2）：7－11.

［2］ 高云凱，徐成民，方劍光，等.汽車車身覆蓋件剛度的試驗研究［J］.汽車工程，2013，35（12）：1117－1122.

［3］ 劉安明，楊漢.汽車覆蓋件拉深模零件加工工藝流程的優(yōu)化［J］.模具工業(yè)，2015，41（8）：60－65.

［4］ 馬國英，黃彬兵，蘇春建，等.汽車翼子板拉深成形模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化［J］.鍛壓技術(shù)，2015，40（3）：21－24.

［5］ 倪洪啟，王建彬，王帥軍，等.基于Dynaform的汽車翼子板的有限元分析［J］.機械，2015（12）：46－48.

［6］ 謝暉，胡星星，王詩恩，等.滿足四工序沖壓的汽車翼子板產(chǎn)品設(shè)計及成形工藝研究［J］.機械科學(xué)與技術(shù)，2015，34（11）：1750－1755.

［7］ 平申，盧文玉，朱江，等.汽車覆蓋件模具設(shè)計與制造［M］.北京：國防工業(yè)出版社.1998.

［8］ 郭怡暉，萬鑫銘，趙巖，等.基于變摩擦系數(shù)的鋁合金覆蓋件沖壓成形模擬［J］.塑性工程學(xué)報，2015（5）：39－44.

［9］ 羅益旋，丁敏，馬久明，等.最新沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計實用手冊［M］.長春：銀聲音像出版社，2004.

（責任編輯楊文青）

Improvement of the Quality of a Fender by Optimizing CAD Design and Die Layout

SUNWen-tao，JIAO Ping，LIU Ying-tang，WANG Jian

（Manufacturing Enginnering Center，Zhejiang Geely Holding Group Co.，Ltd.，Ningbo 315336，China）

The cause of the fender class A deformation was introduced，and many problems were found in the development process of the fender.In order to solve the problems of class A deformation and dimension out of specification，this study optimized the CAD design，die layout and die structure design.Finally the quality of the vehicle was improved.

fender；class A deformation；die layout；die structure design

U463；TG386

A

1674－8425（2016）12－0032－05

10.3969／j.issn.1674－8425（z）.2016.12.005

2016－09－18

孫文濤（1988—），男，工程師，主要從事汽車設(shè)計研究，E-mail：sunwentao＠geely.com。

孫文濤，繳平，劉英堂，等.某車型翼子板產(chǎn)品造型以及工藝的設(shè)計優(yōu)化［J］.重慶理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)），2016（12）：32－36.

format：SUNWen-tao，JIAO Ping，LIU Ying-tang，et al.Improvement of the Quality of a Fender by Optimizing CAD Design and Die Layout［J］.Journal of Chongqing University of Technology（Natural Science），2016（12）：32－36.