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        輥壓成型式車門框質(zhì)量控制技術(shù)研究

        2020-11-06 04:45:38劉永昌王文彬尤春濤戴建孔
        關(guān)鍵詞:輥壓檢具質(zhì)量控制

        劉永昌 王文彬 尤春濤 戴建孔

        摘 要:汽車門框是汽車車身重要結(jié)構(gòu)件,由于其外形輪廓復(fù)雜、構(gòu)成單件數(shù)量多、涉及加工工序流程長,造成總成質(zhì)量精度控制難度大。因此車門各關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制的研究在生產(chǎn)過程中具有較高的應(yīng)用價值。

        關(guān)鍵詞:輥壓;拉彎;檢具;質(zhì)量控制

        0 引言

        輥壓成型式車門相對一體沖壓式車門結(jié)構(gòu)造型靈活、材料利用率高、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點,近年來由于汽車造型的要求,車門結(jié)構(gòu)趨于分體式結(jié)構(gòu)發(fā)展。輥壓成型式車門在國內(nèi)外汽車行業(yè)有較廣泛的應(yīng)用前景。汽車門框兼有輔助玻璃升降和車門密封的功能,由于門框形狀是按照車身的外形設(shè)計的,具有空間曲面輪廓。同時由于其與車身側(cè)圍的配合為張合形式,要求配合間隙均勻,關(guān)門后與車身匹配區(qū)域過渡連續(xù)平緩?;谝陨咸匦?,對產(chǎn)品的尺寸精度提出了較高的要求。輥壓式車門加工涉及輥壓、切斷、拉彎、多工序沖壓、鋸切切頭、焊接、拋光打磨等較多工序,是汽車車身質(zhì)量控制較難的部件。

        輥壓車門框由上框、中立柱及玻璃導(dǎo)槽、沖壓零件等組焊形成。其中上框、中立柱是構(gòu)成車門框的主體零件,由薄鋼帶經(jīng)過輥壓、在線滾點焊接成定截面的型材后,如圖1所示,上框需要先經(jīng)過拉彎后成三維輪廓,再經(jīng)過沖壓、切角后與中立柱焊接。中立柱經(jīng)過輥壓成型材后經(jīng)過沖壓、點焊、切角后與上框焊接成車門框主體。

        1 影響因素分析及控制方法

        (1)原材料性能控制。車門框上框和中立柱是經(jīng)過幾十組輥輪組將鋼板輥壓成固定截面的型材,型材的精度是影響后續(xù)拉彎和沖壓半成品零件及車門框總成精度的關(guān)鍵因素。通常輥壓原材料采用SPCC、DC03等低碳鋼,原材料的屈服強度對成型過程中的回彈影響很大,是各生產(chǎn)商選擇原材料必須控制的性能。一般原材料如寶鋼DC03標準規(guī)定屈服強度為140~240MPa,如果按照這一范圍,輥壓和上框拉彎工序產(chǎn)品形狀會出現(xiàn)較大的波動,甚至超出設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)范圍而不能生產(chǎn)出合格零件。生產(chǎn)商一般都會和原材料供應(yīng)商協(xié)商,選擇屈服強度在一定范圍內(nèi)的原材料。為了保證型材和后續(xù)成型的產(chǎn)品一致性,原材料屈服強度波動范圍越小越好,但會造成原材料成本上升。通常日本企業(yè)選擇±7 MPa/cm?,歐洲企業(yè)選擇±15 MPa/cm?,韓國企業(yè)選擇±20 MPa/cm?。

        (2)工序質(zhì)量影響因素及控制方法。1)輥壓工序是車門框的關(guān)鍵工序,輥壓半成品質(zhì)量是零部件總成質(zhì)量的關(guān)鍵。影響輥壓工序產(chǎn)品質(zhì)量的因素有:原材料機械性能、輥輪組間隙變化、成型速度、滾點焊參數(shù)等。輥輪對輥壓精度影響主要為輥輪支架鎖緊螺母松動、輥輪損壞等因素。輥輪間隙變動會引起輥壓截型的精度變化,也會對產(chǎn)品外觀面造成道線、凹凸等缺陷。當然,輥輪表面油污、鐵屑等會對產(chǎn)品外觀質(zhì)量造成影響,保持輥輪和鋼卷帶材表面清潔也很重要。

        輥壓工序一般采用樣板、卡尺、截面投影相結(jié)合的方式控制輥壓精度質(zhì)量。一般截面尺寸精度要求最大偏差0.25毫米,同一尺寸的偏差0.1毫米。定期對截型精度進行投影檢測,控制輥壓精度不發(fā)生明顯波動是后面各工序質(zhì)量保證的關(guān)鍵,如圖2所示。

        2)拉彎工序質(zhì)量控制。影響拉彎產(chǎn)品質(zhì)量的因素主要包括原材料屈服強度變化、模具松動、設(shè)備參數(shù)設(shè)定不合適等。所以,拉彎工序生產(chǎn)前、參數(shù)調(diào)整后、材料批次變化等的首件檢驗非常重要。門框材料屈服強度的變化對拉彎精度的影響非常明顯,我們通常是對不同鋼卷的原材料生產(chǎn)的輥壓型材分開放置在不同器具上,更換不同鋼卷生產(chǎn)的型材需要將首件拉彎產(chǎn)品在專用檢具上進行檢測,發(fā)生質(zhì)量波動時及時調(diào)整設(shè)備參數(shù)以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

        拉彎生產(chǎn)采用專用檢具如圖進行檢測,通常各檢測點與檢具的間隙和斷差按±0.5毫米控制,如圖3。為保證焊接質(zhì)量,靠近與中立柱拼焊部位精度按±0.3毫米,如圖3所示。

        (3)中立柱有外板和內(nèi)板經(jīng)輥壓、沖壓、點焊、包邊工序后組合而成,如圖4所示:

        中立柱的尺寸精度影響前后車門框的平整,間隙的上下一致性等,在整車車身上非常容易被人關(guān)注。上端的精度影響與上框的拼接質(zhì)量,下端的質(zhì)量影響與內(nèi)板的焊裝。中立住是輥壓及點焊、沖壓工藝完成的分總稱產(chǎn)品,沖壓過程中可能存在內(nèi)應(yīng)力釋放、弧度及扭曲度變化、內(nèi)板與外板形狀匹配偏差大等影響產(chǎn)品精度的不利因素,為此中立柱的質(zhì)量控制難度更大。影響中立柱精度質(zhì)量的因素有:內(nèi)外板輥壓弧度、扭曲度超差、沖壓模具定位磨損、沖壓設(shè)備參數(shù)設(shè)定等。

        中立柱檢驗采用專用檢具如圖進行檢測,通常各檢測點與檢具的間隙和斷差按±0.5毫米控制,如圖5。為保證焊接質(zhì)量,靠近與上框拼焊部位精度按±0.3毫米(圖5中測量點①)。

        (4)車門框總成精度影響與車門內(nèi)外板的焊裝精度,影響車門的密封效果、玻璃滑動得順滑流暢,以及與車門四周車身的間隙均勻美觀等。影響車門框精度的因素包括:半成品精度波動、夾具的定位晃動、磨損等。所以除對半成品精度嚴格控制外,夾具的日常點檢也很重要。

        為保證車門框的檢測精度,并且保證整車門的焊裝精度,車門框單件、車門框總成以及車門總成的檢測定位基準的設(shè)定位置一致非常重要,如圖6中U1-U5所示。因為不論單件、分總成和總成都是三維輪廓,選擇不同部位作為基準檢測結(jié)果會發(fā)生明顯的變化。產(chǎn)品開發(fā)時都會在產(chǎn)品圖上確定定位基準,檢具及夾具開發(fā)時務(wù)必與產(chǎn)品定位基準一致。

        2 結(jié)語

        門框是汽車車門系統(tǒng)的重要零部件,其質(zhì)量檢測和質(zhì)量控制對車門系統(tǒng)的質(zhì)量非常重要。車門框的質(zhì)量對車門系統(tǒng)的精度和性能都有重要影響,研究車門框的質(zhì)量控制方法對提高車門系統(tǒng)的總成精度和產(chǎn)品合格率非常必要。

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