帶充電口的翼子板工藝優(yōu)化研究

文／程巖·一汽轎車(chē)股份有限公司

隨著電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，帶充電口特征的側(cè)圍，翼子板也越來(lái)越多的出現(xiàn)在車(chē)身上。翼子板由于其形狀較小，搭接部件眾多，因而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對(duì)應(yīng)的沖壓工藝及模具結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜。翼子板在車(chē)身裝配過(guò)程中是最后安裝的零件，因與側(cè)圍外板、發(fā)罩外板、前門(mén)外板、前大燈、前保險(xiǎn)杠、輪眉飾板、門(mén)檻等件都有搭接關(guān)系，控制點(diǎn)眾多，車(chē)身匹配及調(diào)整難度較高，導(dǎo)致對(duì)制件本身的尺寸和面品精度都有極高的要求，而充電口特征的增加，進(jìn)一步增加了工藝難度，如何保證制件的面品及尺寸精度要求，并由制件傳統(tǒng)的六序工藝縮短到五工序，適應(yīng)我公司最大載入五工序的生產(chǎn)線(xiàn)需求，成為了我公司急需解決的課題，本文主要介紹了帶充電口翼子板實(shí)現(xiàn)短工序的工藝改善方案。

工藝優(yōu)化

產(chǎn)品充電口如果按傳統(tǒng)工藝，OP10拉延工序會(huì)將充電口填充，通過(guò)OP20預(yù)修邊、OP50翻邊整形、OP60精修邊三道工藝內(nèi)容，其中要避開(kāi)OP30發(fā)罩搭接側(cè)的斜楔整形工序及OP40與門(mén)搭接側(cè)的斜楔整形工序，所以帶充電口的翼子板需要六工序。

為了實(shí)現(xiàn)五工序，同樣要避開(kāi)OP30發(fā)罩搭接側(cè)的斜楔整形工序及OP40與門(mén)搭接側(cè)的斜楔整形工序，只有改變拉延工藝造型，OP10拉延過(guò)程中充電口進(jìn)行預(yù)成形，OP20進(jìn)行預(yù)修邊、整形（工序合并），OP50 精修邊，如圖1所示。

拉延工藝型面改善

針對(duì)充電口拉延工藝型面，從圖2中的兩種方式對(duì)比分析可以看出，充電口中間工藝補(bǔ)充面撐起的狀態(tài)在材料成形過(guò)程中，板料型面始終貼緊凸模型面，充電口周圈成形時(shí)保證凸模型面周?chē)辶蠐尉o，成形穩(wěn)定；而充電口中間沒(méi)有支撐的工藝補(bǔ)充面成形過(guò)程中產(chǎn)生了板料凹陷，充電口周圈成形時(shí)只有一側(cè)板料服貼，成形狀態(tài)不穩(wěn)定，如圖3所示。根據(jù)模擬分析后油石檢查效果(圖4）也可看出，充電口中間撐起的工藝補(bǔ)充面品質(zhì)量更好，故選定了充電口中間撐起的工藝補(bǔ)充形狀。

充電口預(yù)成形的工藝補(bǔ)充（圖5），既要保證成形過(guò)程板料流動(dòng)均勻可控，又要保證后工序的預(yù)修邊位置在終成形底面且整形量＜5mm，經(jīng)過(guò)多輪分析及模擬最終確定W/H＞4（W成形寬度，H成形深度），R凹＞15mm，R凸＞10mm(圖6）。

修邊整形工藝優(yōu)化

充電口拉延預(yù)成形后，由于整形量較大需要進(jìn)行預(yù)修邊及充電口整形，正常需要兩工序完成，為了實(shí)現(xiàn)翼子板五工序生產(chǎn)，此處進(jìn)行了工藝優(yōu)化，將預(yù)修邊及整形工藝復(fù)合在一道工序。

圖1 翼子板五序、六序工藝對(duì)比

圖2 充電口兩種工藝補(bǔ)充對(duì)比

圖3 成形過(guò)程對(duì)比

圖4 油石檢查結(jié)果對(duì)比

圖5 充電口預(yù)成形工藝補(bǔ)充

圖6 充電口預(yù)成形斷面

產(chǎn)品優(yōu)化

原產(chǎn)品充電口位置、R角及回轉(zhuǎn)半徑，側(cè)立壁拔模角等尺寸皆對(duì)充電口的成形可行性、面品缺陷產(chǎn)生重要的影響，經(jīng)過(guò)多輪的模擬分析及產(chǎn)品評(píng)審及產(chǎn)品溝通，產(chǎn)品得到了改善(圖7）。

圖7 產(chǎn)品充電口更改前后對(duì)比

充電口回轉(zhuǎn)半徑改善

通過(guò)全工序模擬分析后， 產(chǎn)品最小回轉(zhuǎn)半徑R為23.32mm，充電口四角會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的面品缺陷（圖8），建議充電口回轉(zhuǎn)半徑R＞40mm，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改善。

圖8 更改圓角前產(chǎn)品打油石缺陷

充電口R角改善

充電口模擬分析后成形破裂(圖9），原R凸為1.5mm，R凹為3mm，模擬后底部四角開(kāi)裂，建議R凸＞3mm，R凹＞8mm，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改善。

充電口側(cè)立壁拔模角改善

翻邊不同時(shí)觸料（圖10），按沖壓方向一側(cè)拔模角5°，一側(cè)拔模角25°，導(dǎo)致了產(chǎn)品成形過(guò)程中一側(cè)是翻邊，另一側(cè)是整形，給制件的面品帶來(lái)嚴(yán)重影響。建議按照沖壓方向四周側(cè)立壁改為3°拔模角，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改善。

圖9 更改前產(chǎn)品成形破裂

圖10 更改前產(chǎn)品立壁拔模角

充電口位置改善

充電口距輪眉棱線(xiàn)過(guò)近，易產(chǎn)生輪眉棱線(xiàn)滑移及充電口A面波浪，建議充電口到輪眉的距離＞30 mm。建議充電口到門(mén)縫輪廓的距離≥60mm，避免拉楔整形結(jié)構(gòu)鑲塊強(qiáng)度過(guò)于薄弱（圖11），產(chǎn)品有了很大的改善。

圖11 更改前充電口位置

模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

翼子板常規(guī)的六序生產(chǎn)，充電口處的翻邊整形工序周圈是有上壓料板強(qiáng)壓控制的，內(nèi)有下壓料板夾料翻邊整形，相對(duì)面品質(zhì)量較好，翻邊整形結(jié)構(gòu)如圖12所示。

圖12 六序翼子板充電口夾料翻邊整形結(jié)構(gòu)

翼子板五序生產(chǎn)，充電口處的OP10預(yù)成形工序，拉延結(jié)構(gòu)如圖13所示。如何保證板料成形過(guò)程中材料均勻流動(dòng)受控，而不是自由成形，這對(duì)充電口的工藝補(bǔ)充有較高的要求，充電口的工藝補(bǔ)充變化會(huì)給充電口周邊的面品質(zhì)量帶來(lái)很大影響。

圖13 五序翼子板充電口拉延結(jié)構(gòu)

翼子板五序生產(chǎn)，充電口處的OP20預(yù)修邊整形工序，如圖14所示，保證板料先修邊再成形到位，通過(guò)對(duì)預(yù)修邊和整形工序進(jìn)行合并，實(shí)現(xiàn)了翼子板的短工序生產(chǎn)。

圖14 五序翼子板充電口預(yù)修邊整形結(jié)構(gòu)

修邊及整形的復(fù)合工藝優(yōu)點(diǎn)是縮減了一道工序，缺點(diǎn)是修邊時(shí)制件無(wú)壓料，凸凹模修邊鑲塊間隙不當(dāng)易產(chǎn)生制件毛刺，上模不壓料導(dǎo)致上?；爻虝r(shí)刮件，制件局部會(huì)竄動(dòng)產(chǎn)生變形。預(yù)修邊后整形使制件輪廓流動(dòng)，上?；爻虝r(shí)不會(huì)帶件，廢料部分通過(guò)上模彈頂銷(xiāo)確保不卡在刃口內(nèi)，修邊輪廓通過(guò)精修邊工序確保尺寸精度，尺寸合格制件如圖15所示。

圖15 尺寸合格制件

結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)帶充電口特征的翼子板進(jìn)行產(chǎn)品、工藝、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，徹底實(shí)現(xiàn)五工序生產(chǎn)，對(duì)降低模具投資，提高生產(chǎn)效率，起到巨大的作用。拉延模充電口全新工藝補(bǔ)充形狀的合理性，決定了后期充電口表面缺陷的嚴(yán)重程度；預(yù)修邊整形工序的工藝內(nèi)容合并，滿(mǎn)足了短工序的要求；精修充電口的工序保證了充電口的尺寸公差要求。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改善，降低了制件面品缺陷風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)對(duì)拉延模具、預(yù)修邊整形的復(fù)合模具、精修邊模具的改善，使得制件的面品公差和尺寸公差得到了有效改善，目前此工藝方案已經(jīng)推廣應(yīng)用到我公司后序車(chē)型中。