翼子板門軸側(cè)棱線不順問題的解決方法

張 宇， 趙曉柏

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心 河北省汽車工程技術(shù)研究中心， 河北 保定 071000）

0 引 言

隨著消費(fèi)者對整車造型外觀的關(guān)注度越來越高，外觀棱線的質(zhì)量效果是消費(fèi)者最直觀、最基本的感知，其能使消費(fèi)者感受車輛的設(shè)計(jì)和制造的精細(xì)程度。翼子板是車身重要的外覆蓋件之一，其所在車身的裝配位置也是視覺敏感度高的區(qū)域，所以打造精致車身，對實(shí)現(xiàn)超出消費(fèi)者預(yù)期的效果，提升市場競爭力非常重要?，F(xiàn)針對翼子板門軸側(cè)棱線不順問題進(jìn)行研究，梳理制件造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝排布方案、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工策略、裝配調(diào)試等方面的注意事項(xiàng)，以供同行參考。

1 問題描述

翼子板門軸側(cè)上部輪廓翻邊棱線圓角目視大小不一致，如圖1所示，手觸存在不光順感，整車裝配后目視效果不美觀。

圖1 問題狀態(tài)

2 問題產(chǎn)生原因分析及改進(jìn)方案

2.1 制件造型分析

影響機(jī)理：圖2所示A1區(qū)域和A2區(qū)域造型翻邊角度存在角度差，翻邊面角度不一致導(dǎo)致棱線圓角弦長L1＞L2，制件成形后目視A1區(qū)域圓角比A2區(qū)域大，手觸存在不光順感。

圖2 造型影響機(jī)理

改進(jìn)方案：門側(cè)處a-b段增加立面如圖3所示，車身Y方向增加3°拔模角，立面h=3.5 mm，確保倒角后還保持0.5 mm的小立面。通過增加0.5 mm有效寬度的小立面，使A1與A2區(qū)域緊鄰圓角部位的翻邊面角度一致，實(shí)現(xiàn)造型目視效果一致，手觸光順。

圖3 造型改進(jìn)方案

2.2 制件結(jié)構(gòu)分析

影響機(jī)理：制件翻邊面結(jié)構(gòu)存在臺階，翻邊刀塊接觸時(shí)，臺階處存在間隙造成圓弧處積料，導(dǎo)致圓角大小不一致，如圖4所示。

圖4 制件結(jié)構(gòu)影響機(jī)理

改進(jìn)方案：優(yōu)化制件結(jié)構(gòu)，取消臺階結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)臺階結(jié)構(gòu)無法取消時(shí)，應(yīng)盡量減小臺階高度，如圖5所示。

圖5 制件結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案

2.3 工藝方案分析

影響機(jī)理：翼子板一般采用4道工序成形，在工序③設(shè)置正翻邊與側(cè)翻邊同序交刀，若交刀角度不良，會導(dǎo)致交刀范圍內(nèi)出現(xiàn)不同角度的二次翻邊，使圓角受到破壞，導(dǎo)致棱線不順，如圖6所示。

圖6 工藝方案影響機(jī)理

改進(jìn)方案：一般翼子板門軸側(cè)造型分縫切線與車身Z方向存在夾角的關(guān)鍵角度為10°，如圖7所示，根據(jù)夾角的大小有2種不同的處理方案。

圖7 造型分縫切線角度

夾角小于10°時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)側(cè)翻邊的斜楔擺放方向，實(shí)現(xiàn)側(cè)翻邊變?yōu)榇怪狈?，同時(shí)正翻邊也為垂直翻邊，當(dāng)交刀的2個(gè)方向都是垂直翻邊時(shí)，可避免圓角被破壞，如圖8所示。

圖8 造型分縫夾角小于10°時(shí)工藝改進(jìn)方案

夾角大于10°時(shí)，交刀設(shè)計(jì)先正翻邊，且正翻邊方向?yàn)榇怪狈?，并通過旋轉(zhuǎn)側(cè)翻邊的斜楔擺放方向，使側(cè)翻邊刀塊只是起到包角作用，避免圓角被二次破壞，如圖9所示。

圖9 造型分縫夾角大于10°時(shí)工藝改進(jìn)方案

2.4 模具結(jié)構(gòu)分析

影響機(jī)理：模具翻邊工序的壓力源布置、壓料面積以及側(cè)翻邊斜楔的分縫位置對棱線的光順效果有強(qiáng)相關(guān)的影響。壓力源和壓料面積設(shè)計(jì)不合理會導(dǎo)致翻邊過程中的拉力將制件外露表面拉動，出現(xiàn)棱線不順現(xiàn)象。側(cè)翻邊斜楔分縫不合理會導(dǎo)致出現(xiàn)壓痕，也會造成棱線不順現(xiàn)象。

改進(jìn)方案：合理選擇壓力源大小和布置區(qū)域，PB=Lt&。其中，PB為翻邊成形力，L為翻邊線總長度，t為料厚，&為制件抗拉強(qiáng)度。壓料力一般為翻邊成形力的15%，成形外板類模具增加一倍壓料力，壓料力P=PB×15%×2。布置原則：布置于該工序成形工作區(qū)域及易發(fā)生面品問題區(qū)域；受力區(qū)域也需均勻布置，如圖10所示。

圖10 模具結(jié)構(gòu)影響機(jī)理

合理設(shè)置壓料器的壓料面積，確保凸模接觸制件的區(qū)域和壓料區(qū)域能有效壓料，一般翼子板成形工序③未完全翻邊到位，工序④此處保留70 mm寬壓料面積，其余位置背空，如圖11所示。

圖11 有效壓料區(qū)域

工序③、④斜楔分界線不能重合，以確保不出現(xiàn)壓痕或產(chǎn)生棱線不順問題，工序④鑲件邊界線需靠近A柱角部（注意負(fù)角），但至少過工序③相交線最小10 mm，如圖12所示。

圖12 工序③與工序④斜楔分界線

2.5 加工策略分析

影響機(jī)理：為實(shí)現(xiàn)棱線的突出效果，一般對工序③的翻邊凸模圓角會實(shí)施做尖處理，導(dǎo)致工序④和工序③形狀不一樣，存在間隙，受力時(shí)使尖角產(chǎn)生包裹在工序④圓角的變形趨勢，且制件邊緣長短不同，導(dǎo)致板料受到拉力不同，最終不同的拉力使R角變形不一致，導(dǎo)致棱線不順，如圖13所示。

圖13 加工策略影響機(jī)理

改進(jìn)方案：將工序④凸模圓角做尖，消除材料變形空間，抑制其變形，同時(shí)在制件設(shè)計(jì)階段盡量減小邊緣長短差異，過渡區(qū)域適當(dāng)加長，如圖14所示。

圖14 加工策略改進(jìn)方案

2.6 模具裝配調(diào)試分析

影響機(jī)理：模具裝配滑車拼接縫處間隙不合理、型面研合不均勻，導(dǎo)致整體棱線基準(zhǔn)存在差錯，影響制件棱線光順。

改進(jìn)方案：依據(jù)尺寸鏈組成，影響裝配精度有以下因素，X方向：側(cè)向滑配、中心滑配，如圖15（a）所示；Y方向：滑車限位狀態(tài)；Z方向：壓板滑配、蓋板滑配、模座滑配、防側(cè)導(dǎo)板滑配，如圖15（b）所示。最終裝配效果需保證凸模蓋板與凸?；嚪挚p間隙≤0.01 mm。

圖15 裝配調(diào)試影響機(jī)理

除保證模具裝配精度以外，同時(shí)須確保門軸側(cè)壓料力、翻邊間隙合理性。壓料芯底部氮?dú)飧讐毫Υ_定后可視為一個(gè)定量值，在一定的壓力下，鉗工須保證研合面積及研合效果，如表1所示。

表1 滑車裝配研合要求

3 結(jié)束語

關(guān)于翼子板門軸側(cè)棱線不順的問題，首先在制件結(jié)構(gòu)分析階段要對造型細(xì)節(jié)進(jìn)行確認(rèn)，確保在良好的造型結(jié)構(gòu)下，通過工藝方案、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行問題預(yù)防，并結(jié)合模具零件精細(xì)化加工、裝配、研合等各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，最終才能保證預(yù)期的品質(zhì)效果。