黃曉偉，何 志

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司 生產(chǎn)技術(shù)中心，河北 保定 071000）

0 引 言

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)是必不可少的消費(fèi)品，同時(shí)消費(fèi)者對(duì)汽車外觀要求也越來(lái)越高，車身外觀已經(jīng)成為汽車的一大賣點(diǎn)，尤其是SUV車型的溜背式后背門(mén)造型，已成為造型設(shè)計(jì)的主流。汽車企業(yè)為迎合消費(fèi)者對(duì)后備箱大空間的需求，車身設(shè)計(jì)會(huì)增大后備箱空間，這也增加了成形工藝的難度。后背門(mén)內(nèi)板多為拱形結(jié)構(gòu)，制件落差大，成形困難，同時(shí)成形質(zhì)量不易控制，經(jīng)常出現(xiàn)褶皺、裂紋等缺陷，所以在沖壓SE期間應(yīng)確定合適的沖壓方向，并優(yōu)化制件結(jié)構(gòu)，對(duì)提升制件成形質(zhì)量和精度至關(guān)重要。

1 后背門(mén)內(nèi)板造型介紹

目前市場(chǎng)上的主流車型主要有硬派SUV、城市SUV、三廂轎車3種類型（兩廂轎車后背門(mén)與城市SUV相似），如圖1所示。不同造型的后背門(mén)內(nèi)板有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，硬派SUV后背門(mén)內(nèi)板：迎合硬朗的外觀造型特征，整體趨于平整，外圈側(cè)壁深，側(cè)壁拔模角小，制件整體落差小，如哈弗H9、豐田霸道等。城市SUV、三廂轎車后背門(mén)內(nèi)板：根據(jù)外型特點(diǎn)及增加后備箱空間，整體為拱形，密封面半徑小，外側(cè)壁高度相對(duì)較淺，制件整體落差較大。

圖1 后背門(mén)內(nèi)板

2 沖壓方向的確定

進(jìn)行沖壓SE分析時(shí)首先要確定沖壓方向，一般沖壓方向設(shè)置遵循以下原則：①保證制件型面全部成形，在沒(méi)有成形負(fù)角的前提下保證拉深深度最淺；②盡量采用多點(diǎn)接觸，模擬分析時(shí)中間位置塌料，在窗框位置增加工藝補(bǔ)充或頂料裝置；③成形制件區(qū)域觸料原則要比壓料面閉合晚，以保證后背門(mén)鎖側(cè)壁、窗框下側(cè)側(cè)壁、尾燈部位密封面的拉深深度最淺，避免密封面起皺與門(mén)鎖開(kāi)裂；④考慮后工序修邊、沖孔條件，保證制件在±3°內(nèi)沖定位孔。

后背門(mén)內(nèi)板除了考慮以上的原則外，還要結(jié)合自身特點(diǎn)確定沖壓方向，一般正向和反向沖壓2種方式都能實(shí)現(xiàn)后背門(mén)內(nèi)板成形（車身+X向?yàn)檎颍?X向?yàn)榉聪颍?/p>

2.1 正向沖壓

在車身坐標(biāo)下，由里向外作為沖壓方向（車身+X向），即總裝車間裝配操作方向。沖壓方向下，由于制件是中間低兩側(cè)高的內(nèi)凹形狀，成形過(guò)程中中間密封面位置出現(xiàn)材料聚集，拉深不充分導(dǎo)致起皺。密封面是背門(mén)止口密封膠條配合面，也是背門(mén)打開(kāi)后的可視面，屬于B級(jí)曲面，是后背門(mén)內(nèi)板重要的部位。密封面起皺不僅影響外觀，還影響汽車的密封防水性能，如圖2所示。

圖2 密封面起皺狀態(tài)

起皺原因分析：壓料面設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證成形性及材料利用率，在待成形制件最低點(diǎn)隨制件形狀設(shè)計(jì)成接近平行的弧面形狀，如圖3所示，板料自由放置在壓料面，板料中間呈下塌狀態(tài)，如圖4所示。

圖3 壓料面形狀

圖4 板料放置在壓邊圈的狀態(tài)

密封面成形過(guò)程如圖5所示，成形過(guò)程中材料聚集起皺，產(chǎn)生的波浪位置會(huì)出現(xiàn)材料硬化，成形后起皺仍然存在，因此密封面起皺風(fēng)險(xiǎn)較大。密封面成形結(jié)果如圖6所示，應(yīng)力變化如圖7所示。

圖5 密封面成形過(guò)程

圖6 密封面成形結(jié)果

圖7 應(yīng)力變化

正向沖壓優(yōu)點(diǎn)：①制件整體平直，拉深成形過(guò)程狀態(tài)良好，容易成形，不開(kāi)裂；②由于沖孔方向與內(nèi)飾板安裝方向一致，沖孔斷面與安裝方向一致，卡扣從孔的塌角側(cè)進(jìn)入安裝孔更容易，總裝車間在裝配后背門(mén)內(nèi)飾板時(shí)方便省力，如圖8所示；③工序排布簡(jiǎn)單，一般4道工序可完成成形，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。后背門(mén)的安裝鎖孔、兩側(cè)壁的限位塊安裝孔及撐桿安裝孔等可使用標(biāo)準(zhǔn)斜楔實(shí)現(xiàn)沖孔。

圖8 內(nèi)飾板安裝

2.2 反向沖壓

在車身坐標(biāo)下，從外向里作為沖壓方向（車身-X向）即反向沖壓。由圖9可知，板料自重落到壓邊圈上，板料中間凸起、兩側(cè)低，無(wú)塌陷聚料情況，初始狀態(tài)良好。

圖9 反向沖壓方向

反向沖壓優(yōu)點(diǎn)：密封面成形好，不易起皺，能保證密封膠條貼合。密封面呈上凸的弧形，壓料面設(shè)計(jì)隨密封面形狀，成形時(shí)先觸料，無(wú)起皺。缺點(diǎn)：①成形制件左右側(cè)壁易開(kāi)裂；②由于內(nèi)飾板安裝孔的沖孔方向與內(nèi)護(hù)板安裝方向相反，卡扣安裝時(shí)毛刺容易劃傷卡扣的錐面，增大卡扣安裝阻力，導(dǎo)致卡扣不易穿過(guò)鈑金，需要裝配人員的多次拍打，影響裝配效率，如圖10所示。

圖10 內(nèi)飾板反向安裝

對(duì)比2種沖壓方向的優(yōu)缺點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，一般較平直的制件采用正向沖壓進(jìn)行沖壓SE分析，保證后續(xù)總裝安裝方便省力，同時(shí)也保證了制件密封面無(wú)起皺、不平等問(wèn)題。制件密封面半徑較小、弧度大時(shí)采用反向沖壓進(jìn)行沖壓SE分析及方案制定，并制定減小沖孔毛刺的措施。

3 密封面起皺解決方案

采用正向沖壓時(shí)密封面存在起皺風(fēng)險(xiǎn)，需要考慮以下5個(gè)方面。

（1）調(diào)整壓料面。壓料面設(shè)計(jì)時(shí)要平行待成形制件弧度或比制件平緩，即壓料面弧度L2≥制件弧度L1，避免模具閉合時(shí)成形的制件中間位置多料，同時(shí)壓料面要低于成形的制件最低點(diǎn)0.5～1 mm，不能提前觸料，如圖11所示。

圖11 壓料面設(shè)計(jì)

（2）增加2條拉深筋。拉深筋能控制材料流動(dòng)，通過(guò)設(shè)置2條拉深筋能促使材料更好地拉深。運(yùn)用分析軟件模擬2條拉深筋的位置，在成形初期達(dá)到控制材料流入的目的，成形后期材料可越過(guò)第2條拉深筋，保證成形的制件不開(kāi)裂，如圖12所示。

圖12 拉深筋布置

（3）提高模具零件研合率。模具零件研合在模具制造環(huán)節(jié)非常重要，是材料流入精準(zhǔn)控制、板料精準(zhǔn)成形的保證，模具整體穩(wěn)定可靠的前提。成形制件起皺后，首選排查模具零件研合狀態(tài)，要保證起皺部位的相關(guān)密封面和管理面研合著色達(dá)到100%，即實(shí)際材料流入量與理論流入量控制在±5 mm。

（4）增加強(qiáng)壓。在成形制件起皺風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的密封面上，根據(jù)變薄情況進(jìn)行0.2～0.3 mm強(qiáng)壓，在整形工序?qū)γ芊饷孢M(jìn)行強(qiáng)壓墩死，進(jìn)一步提升密封面的狀態(tài)。

圖13 強(qiáng)壓位置

（5）增加預(yù)壓料機(jī)構(gòu)。密封面弧度大、起皺嚴(yán)重時(shí)，上模可設(shè)計(jì)活動(dòng)的壓料塊，由氮?dú)鈴椈商峁┝υ?，上模與壓邊圈閉合前壓料塊提前壓住板料，預(yù)防密封面起皺?？紤]成本及模具空間的問(wèn)題，可視情況選擇使用。

以上從工藝設(shè)計(jì)到模具調(diào)試5個(gè)方面，解決了密封面起皺問(wèn)題。模具加工、制造、研合、調(diào)試、機(jī)床等因素對(duì)起皺影響較大，一般通過(guò)減小材料流入量或研合、強(qiáng)壓來(lái)解決，具體需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況得出最佳的整改方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

后背門(mén)內(nèi)板是汽車覆蓋件中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、成形困難的制件之一，通過(guò)其造型特點(diǎn)確定沖壓方向和沖壓方案，可減少?zèng)_壓SE期間的方案驗(yàn)證，縮短模具制造周期。常見(jiàn)的密封面起皺問(wèn)題通過(guò)上述5個(gè)解決方案的實(shí)施后得到解決，對(duì)后續(xù)后背門(mén)內(nèi)板研究和設(shè)計(jì)提供參考。