后圍外板加強(qiáng)板修沖工藝的改進(jìn)

文/盧正韜，張丙杰·一汽解放青島汽車有限公司

后圍外板加強(qiáng)板修沖工藝的改進(jìn)

文/盧正韜，張丙杰·一汽解放青島汽車有限公司

汽車車身或駕駛室基本都由金屬板材塑性加工成形，沖壓加工是完成金屬塑性成形的一種重要手段，它是最基本、最傳統(tǒng)、最重要的金屬加工方法之一。如車身上的各種覆蓋件、車內(nèi)支撐件、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件等，均使用沖壓加工方法。沖壓件的加工制造工藝水平及質(zhì)量，在較大程度上對(duì)汽車制造質(zhì)量和成本有著直接的影響。

覆蓋件組裝后構(gòu)成了車身或駕駛室的外部和內(nèi)部形狀，它既是外觀裝飾性的零件，又是封閉薄殼狀的受力零件。所以說，覆蓋件的制造是汽車車身制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按功能和部位一般可分為外部覆蓋件、內(nèi)部覆蓋件和骨架類覆蓋件三類。外部覆蓋件和骨架類覆蓋件的外觀質(zhì)量有特殊要求，內(nèi)部覆蓋件的形狀往往更復(fù)雜。同一般沖壓件相比，覆蓋件具有材料薄、形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，在工藝設(shè)計(jì)、沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和沖模制造工藝等方面都具有特殊性。因此，實(shí)踐中常把覆蓋件從一般沖壓件中分離出來，作為一個(gè)特殊的類別加以研究和分析。

通常在覆蓋件的工藝設(shè)計(jì)過程中，重點(diǎn)關(guān)注成形類工序，如拉延、翻邊整形等。而往往忽視修邊沖孔類工序?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的影響，尤其是當(dāng)修邊沖孔作為覆蓋件的最后加工工序所產(chǎn)生的缺陷會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。一般認(rèn)為，拉延工序以后的工藝性，僅僅是確定工序次數(shù)和安排工序順序的問題。審查后續(xù)工序的工藝性僅注意定位基準(zhǔn)的一致性或定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，前道工序?yàn)楹罄m(xù)工序創(chuàng)造必要的條件，后道工序要注意和前道工序銜接好。其實(shí)，沖壓生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的生產(chǎn)過程，它受到人員、工裝設(shè)備、材料、生產(chǎn)環(huán)境等各方面因素的影響。尤其是在覆蓋件的生產(chǎn)過程中，某個(gè)因素發(fā)生變化都會(huì)影響到產(chǎn)品的加工質(zhì)量，甚至于影響后期的焊接加工質(zhì)量。

本文通過本廠生產(chǎn)某車型駕駛室后圍外板加強(qiáng)板的工藝改進(jìn)，提供參考，希望大家在今后覆蓋件的沖壓工藝設(shè)計(jì)中引起注意。

左后圍外板加強(qiáng)板的特點(diǎn)

圖1某車型駕駛室左后圍外板加強(qiáng)板

本廠生產(chǎn)某車型駕駛室左后圍外板加強(qiáng)板（右件與左件對(duì)稱），屬于與外覆蓋件直接匹配焊接的內(nèi)部加強(qiáng)件，如圖1所示。工藝條件是利用J36-630雙動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行拉延（左右件合到一起），J36-400雙動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行修邊沖孔切開。產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用普通ST13材料，料厚為1.2mm。

與后圍外板焊接成總成，焊接結(jié)構(gòu)如圖2所示。后圍外板總成外表面的質(zhì)量直接影響到整個(gè)駕駛室的外觀質(zhì)量，因此也不能有凸包等缺陷。但后圍外板加強(qiáng)板往往會(huì)存在毛刺、微變形等缺陷，造成與外板的不貼合或相抗，以致焊接后使外板被頂出凸包。

圖2后圍外板總成

圖3改進(jìn)前的修邊沖孔沖壓方向

改進(jìn)前的沖壓工藝及缺陷

后圍外板加強(qiáng)板的沖壓工藝為OP10（拉延）→OP20（修邊沖孔）共兩道工序，改進(jìn)前的修邊沖孔沖壓方向見圖3。根據(jù)沖壓工藝所設(shè)計(jì)制造的修邊沖孔模具，見圖4。利用此套模具所生產(chǎn)的零件，經(jīng)常出現(xiàn)修邊沖孔毛刺或局部修邊變形等缺陷。這些缺陷直接影響后續(xù)焊接，導(dǎo)致與之相匹配的后圍外板產(chǎn)生干涉，出現(xiàn)凸包缺陷，見圖5。

圖4改進(jìn)前的修沖切開模

沖壓工藝分析與改進(jìn)

對(duì)修邊沖孔工序的缺陷及原因進(jìn)行分析，從以下兩方面考慮：

⑴修邊或沖孔出現(xiàn)毛刺過大的現(xiàn)象。由于此件用量大，模具的使用頻次高，一旦維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)，易造成修邊刃口磨損變鈍，致使修邊沖孔毛刺過大。修邊毛刺大，影響與外板的貼合度，易將外板頂出凸痕。而沖孔毛刺過大，影響凸焊螺母的焊接。

⑵修邊局部變形的現(xiàn)象。產(chǎn)生這種缺陷的原因是，一旦拉延模調(diào)整出現(xiàn)偏差即拉延不到位或者材料回彈大，造成拉延工序件與修邊沖孔工序刃口的型面不吻合。修邊時(shí)易將不吻合的型面切變形，變形方向正好與外板相抗，最終在焊接時(shí)將外板頂出凸包。

圖5影響外板質(zhì)量的部位

圖6改進(jìn)后的修邊沖孔沖壓方向

由于原來的沖壓工藝在設(shè)計(jì)初期未對(duì)此件的缺陷模式做充分的分析和研究，也沒有考慮到所產(chǎn)生的缺陷對(duì)焊接的影響，結(jié)果產(chǎn)生的缺陷導(dǎo)致非常不利于沖壓件生產(chǎn)和后序焊接的質(zhì)量控制。經(jīng)過對(duì)上述缺陷模式的分析研究，決定更改沖壓方向，見圖6。這樣使修邊沖孔工序形成毛刺或微變形的方向與原來的相反，從而可以規(guī)避其對(duì)焊接質(zhì)量的不利影響。改進(jìn)后的修邊沖孔模具，見圖7。

圖7改進(jìn)后的修沖切開模

批量生產(chǎn)的驗(yàn)證

新方案實(shí)施后的模具經(jīng)過批量生產(chǎn)驗(yàn)證：即使此件有修邊毛刺或微變形，由于缺陷的方向與外板相背（圖8），所以絲毫不影響焊接總成的產(chǎn)品質(zhì)量，曾經(jīng)出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷再也沒有出現(xiàn)，效果相當(dāng)理想。不僅有利于沖壓件的質(zhì)量控制，又減少了模具維護(hù)保養(yǎng)的次數(shù)和工作量。

圖8改進(jìn)后生產(chǎn)狀態(tài)

結(jié)束語

作為與消費(fèi)者直接對(duì)話的汽車外觀，其質(zhì)量是汽車整體質(zhì)量的重要組成部分，已被各汽車制造廠家作為質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目。為了保證所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量，工藝工作必須未雨綢繆。在工藝設(shè)計(jì)過程中必須立足企業(yè)目前的實(shí)際狀況，對(duì)后期生產(chǎn)的失效模式進(jìn)行周密、詳盡地策劃和分析，充分考慮現(xiàn)有人員、工裝裝備、技術(shù)能力、物流、生產(chǎn)環(huán)境等各方面的因素。同時(shí)，在工藝設(shè)計(jì)過程中各個(gè)專業(yè)之間應(yīng)當(dāng)緊密合作、協(xié)同作戰(zhàn)，將日后正常生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷做到提前糾正和預(yù)防。