影響壓合總成局部外凸不順的因素及解決措施

汽車左右前門、左右后門、發(fā)動機蓋和行李箱蓋，統(tǒng)稱四門兩蓋，是汽車車身總成的重要組成部分，因其在車身制造中所具有的普遍性和工藝上的特殊性而被人們越來越重視。汽車四門兩蓋是汽車車身外邊開啟件，裝配后要與周圍零件保持圓滑過渡和均勻的裝配間隙，以達到良好的互換性。因此，要求門、蓋外表面及棱線光滑平順，沒有壓痕、凹陷、凸包、折邊翹曲等缺陷。由于門蓋在整個車身制造中所占的比例及其所具功能的特殊性，故對門蓋生產(chǎn)工藝及設備和工裝的要求比較高。奇瑞公司目前主要采用壓合模包邊、滾輪包邊和專機包邊這三種包邊工藝，其中壓合模包邊以節(jié)拍較快、精度較好、質(zhì)量穩(wěn)定、技術相對成熟等優(yōu)勢較常使用。現(xiàn)筆者通過長時間的現(xiàn)場工作經(jīng)驗，對包邊模出現(xiàn)的問題分析研究及整改驗證，掌握一些問題的特性和調(diào)整對策。本文就汽車總成件壓合常見的局部外凸不順的問題，談談其產(chǎn)生的主要因素及解決的措施。

壓合模壓合過程

汽車覆蓋件外板沿沖壓件的翻邊棱線包在內(nèi)板上，使之成為一個總成的過程，稱為壓合。壓合過程如圖1所示，壓合過程外板的翻邊面運動情況工藝如圖2所示。包邊工藝分兩步實現(xiàn)：⑴驅(qū)動機構(gòu)帶動預彎鑲塊壓外板，由于預彎時受壓合翻邊邊緣部位加工硬化的影響，如圖3(a)外板邊緣上端受力，便繞著a點預彎成一定角度，實現(xiàn)預彎邊，圖3(b)中硬化點A的硬度為22HRC，B的硬度為15.2HRC，C的硬度為22HRC，一般部位的硬度為0～5HRC。⑵上模的壓合鑲塊下行將預彎后的外板邊緣壓合完成。

圖2 壓合過程外板的翻邊面運動情況工藝

影響棱線外凸不順因素

單件條件

⑴外板件。

圖3 預彎硬化情況

1）外板翻邊角度。外板翻邊夾角是決定能否壓合的關鍵要素，如圖4所示。外板翻邊夾角θ如果過大，包邊過程受力大，包邊總成件就會出現(xiàn)外板棱線外凸不順的問題。外板單件夾角的通常要求：壓合前外板翻邊允許的最大夾角θ≤105°（含回彈3°）。經(jīng)過多車型的驗證，在滿足上述翻邊角的情況下，一般壓合都比較穩(wěn)定。

2）翻邊內(nèi)圓角半徑R。翻邊內(nèi)圓角半徑R（見圖5）值越小，越有利于折邊，且滾線值越小。半徑R過大，包邊總成件易出現(xiàn)制件R角塌陷，導致外凸不順的情況。盡可能采取對策使彎曲R為1～1.5mm。

3）翻邊高度。局部翻邊高度過高，預彎時受壓點上移，就會引發(fā)外凸不順問題，如圖6所示。翻邊高度取決于產(chǎn)品設計的壓合邊的高度，直線邊緣高度一般為8～10mm ，水滴包邊一般控制在12～15mm之間，拐角部為3mm，漸變區(qū)域為5mm。

圖4 外板翻邊角度引起折痕

圖6 翻邊高度不當引發(fā)外凸不順問題

⑵內(nèi)板件。

1）內(nèi)板法蘭面毛刺。如果有內(nèi)板法蘭邊緣存在一定毛刺，壓合鑲塊將外板與內(nèi)板壓平時，外板在毛刺位置會被頂起。在壓合鑲塊壓實后，壓合刀將鼓起的料擠到R角，形成外凸不順。所以，內(nèi)板法蘭面要求比較高，不能有毛刺、不平整等問題。

圖7 內(nèi)板毛刺引發(fā)外凸不順問題

2）法蘭面料邊寬度。內(nèi)板法蘭面寬度與外板保持一定間隙，不至與外板R角干涉，將外板邊緣頂出，造成總成件棱線外凸不順。內(nèi)外板間的竄動量(內(nèi)板邊緣與外板翻折處距離)應在1～2mm之間，另外外板與內(nèi)板交疊部分的寬度不少于3mm。

預彎刀各參數(shù)

預彎刀切入角度、預彎角度、預彎方向是影響壓合總成件面品棱線不順的重要因素。

⑴進入角。

預彎鑲塊的進入角也會直接造成外凸不順的問題。當向下的分力大時，會使翻邊向下移動，形成彎曲部位材料多余，造成不順。預彎刀塊的進入角度見表1，其中以預彎刀塊進入角度為60°較佳，如圖8所示。

圖 8 預彎鑲塊進入角

■ 表1 預彎刀塊的進入角度

⑵預彎角度。

預彎角度不當造成壓合后總成件外凸不順。預彎刀塊折彎角在40°～50°之間，其中45°最理想。

⑶預彎方向。

外板翻邊面在壓合時的走向是跟隨預彎力的方向，所以預彎刀的方向要與外板翻邊面的包邊走向一致，否則預彎時料會單向積聚，造成外凸不順。因此，一般在圓角部位，單獨裝一個預彎刀塊和折彎機構(gòu)，保證預彎刀方向與外板翻邊的包邊走向一致，如圖9所示。

圖9 R角部位單獨裝設預彎機構(gòu)

預彎過渡

對于拐角區(qū)和漸變區(qū)為了保證外表面不會受應力集中而變形的影響，包邊時經(jīng)常要求外板翻邊高度平緩過渡，同時預彎刀也需要與外板符形平緩過渡，保證預彎后翻邊面過渡平順，無急劇起伏情況。預彎變化急劇位置，一般都會有R角外凸不順的情況。另外對于圓角部位和拐角部位，為了保證外表面質(zhì)量， R角部位有時只需要平緩的預彎一定角度，延順過渡過來，不做完全包合，防止尖角部分受兩邊拉應力下塌變形，如圖10所示。

圖10 R角平緩過渡部位不完全包合

預彎同步

當圓角部位圓角比較大時，在R中心部位分割預彎刀塊和折彎機構(gòu)。由于兩個預彎鑲塊有時預彎時間難以保證同步，接刀位置受到先后預彎施力的兩個鑲塊的影響，接刀點的接觸切入角度發(fā)生了變化，造成外凸不順的問題發(fā)生。圓角部位圓角比較大時，調(diào)整預彎刀的彎邊角度，這對不同折彎機構(gòu)的折彎刀同時接觸翻邊線是非常重要的，大圓角部位如圖11所示。

圖11 大圓角部位

壓合鑲塊角度和間隙

⑴壓合鑲塊的角度。

壓合鑲塊和基準型面形成的角度越大，包邊總成件易產(chǎn)生棱線外凸不順。壓合鑲塊的角度要求與基準型面平行（特殊情況除外）。

⑵壓合鑲塊與基準型面的間隙。

壓合鑲塊與基準型面的間隙過小，壓合包邊過緊，R角被壓小外擠，便出現(xiàn)外凸的情況。壓合鑲塊與基準型面的間隙為2倍外板料厚與內(nèi)板料厚之和（2a+h），要求控制均勻，變動量應控制在0.2mm以內(nèi)，如圖12所示。

圖12 壓合鑲塊與基準型面的間隙

預彎刀塊磨損

當壓合模下模預彎刀塊長時間使用，磨損成一條溝槽時，在預彎的過程中，預彎鑲塊的工作面以旋轉(zhuǎn)路徑向預彎方向推進，工件邊緣以R角為圓點，受到徑向力與法向力，逐步與基準型面成45°角，而工件邊緣隨之被壓成45°角，當外板工件邊緣的牙邊卡在了磨損的溝槽中，隨著預彎角度變化，工件邊緣沒有空間被繼續(xù)壓制，此時又形成了一個拉力，沿著工件的R角方向回拉，最終導致棱線外凸，如圖13所示。定期檢查預彎刀的磨損情況，如有磨損，應以預彎刀前端的基準面為基準及時補焊修復。

圖13 預彎刀塊磨損導致外凸

模具定位塊

模具本體為了保證板件放置到位，需要設置定位塊。當壓合過程中，由于定位塊處接觸不到，預彎是靠缺口兩側(cè)的外板內(nèi)應力預彎，造成外板邊緣的料邊同時流向缺口處，形成小凸臺，預彎后邊緣棱線就產(chǎn)生鼓包，壓合后就形成了外凸，如圖14所示。

圖14 包邊時設置定位塊部分出現(xiàn)外凸現(xiàn)象的過程

⑴設計時應注意定位塊對壓合的影響，合理地設置定位塊的位置。根據(jù)實際操作情況，不影響順暢放件的情況下，可直接拆除定位塊，并將鑲塊缺口處補焊好。

⑵如果無法避免定位塊的設置，可盡量減少鑲塊缺口的大小，另外預彎角度盡量過渡平順，最大程度地減小外凸不順。

預彎刀塊接刀處

圖15 預彎刀塊接刀處引發(fā)的外凸問題

當兩處預彎機構(gòu)在外板件弧度變化較大處預彎時，由于在預彎結(jié)合處，外板翻邊受到兩種方向的扭曲力，而兩處預彎刀的接口在預彎時料邊逐步形成角度，造成料邊易堆積成小凸臺，最終造成總成件外凸，如圖15所示。由于預彎時，外板翻邊順著預彎方向變化，導致兩預彎刃的接口處形成小鼓包，壓合后就形成了外凸。

⑴研合兩個相鄰的預彎刀型面，使型面搭接過渡平順并減小兩刀塊的交刀間隙，適當釋放在大曲率位置的翻邊面的預彎角度，保證預彎后翻邊面平順，無或小凸臺，從而消除不順。

⑵另外如產(chǎn)品部門允許，可適當開設工藝缺口，在拐點處平順地修剪一定量外板修邊線。避免在拐點處出現(xiàn)預彎過程中的料的堆積，從而解決外凸不順。

⑶可重新調(diào)整兩塊預彎刀的交刀位置，讓交刀位置跨過弧度最大拐點處，減小交刀間隙、預彎搭接等對外板翻邊面預彎效果的影響。

模具導向

模具導向有問題會引起模具預彎進入角、預彎角度等發(fā)生變化，從而引發(fā)包邊壓合后外凸不順。所以調(diào)試生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)，總成件不穩(wěn)定或有異常情況，需要對板件及模具上的導向部位打紅丹，排查各種可能引發(fā)問題的因素。如若導向上有問題，應及時校正或更換導向部件，以免造成批量報廢。

結(jié)束語

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車行業(yè)競爭日趨激烈，整車外觀質(zhì)量要求也越來越高，覆蓋件的包邊質(zhì)量對汽車外觀質(zhì)量顯得尤為重要。本文是結(jié)合奇瑞公司多款車型包邊模調(diào)試生產(chǎn)過程中處理問題的經(jīng)驗所得，為汽車壓合模包邊外凸不順問題的診斷檢修提供一定的參考。 （參考文獻略）

影響壓合總成局部外凸不順的因素及解決措施

文/李炳炎，章爽濱，吳劍華，許雪萍·奇瑞汽車股份有限公司