汽車(chē)前圍流水槽工藝研究及優(yōu)化

文/黃林，徐迎強(qiáng)·安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司

前圍是車(chē)身前部與車(chē)艙分隔模塊，而前圍流水槽零件則是前圍模塊最主要的結(jié)構(gòu)之一。它的主要作用是通過(guò)零件自身溝槽的特殊結(jié)構(gòu)將前窗流下的雨水排出車(chē)身，避免因雨水流進(jìn)車(chē)身內(nèi)部引起銹蝕問(wèn)題。另外，它還在一定程度上傳遞來(lái)自車(chē)身前減振器的載荷。因此前圍流水槽在與車(chē)身其他零件搭接時(shí)，其配合間隙及位置精度等尤為重要。

前圍流水槽零件本身形狀并不復(fù)雜，因排水需要，其主體結(jié)構(gòu)呈“U”字形。但因其料厚薄，回彈難以控制，且裝配要求較高，在實(shí)際裝車(chē)調(diào)試階段難度較大，調(diào)試到合格產(chǎn)品件消耗時(shí)間多。不同的車(chē)型前圍流水槽的結(jié)構(gòu)也不盡相同，一般分為分體式與整體式結(jié)構(gòu)，整體式結(jié)構(gòu)比較常見(jiàn)，可節(jié)約模具的開(kāi)發(fā)成本，而分體式前圍流水槽調(diào)試難度相對(duì)較低。本文主要基于整體式前圍流水槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并簡(jiǎn)單介紹分體式前圍流水槽的調(diào)試特點(diǎn)。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

圖1為三種前圍流水槽的結(jié)構(gòu)形式，(a）(b）為整體式結(jié)構(gòu)，(c）為分體式結(jié)構(gòu)（零件A和B），即減振器安裝孔（圖1(a）2位置）與側(cè)面的立壁面(圖1(a）1位置，與通風(fēng)蓋板搭接）不在同一個(gè)零件上，中間通過(guò)焊接搭接在一起。

工藝設(shè)計(jì)

圖1中的三種前圍流水槽的材質(zhì)料厚分別為 B170P1-0.8mm、H180YD+ZF45/45-0.7mm、H220YD+ZF45/45-0.8mm，各材質(zhì)的性能參數(shù)見(jiàn)表1。

因零件尺寸較大，翻邊的位置及孔的數(shù)量較多，整體式前圍流水槽基本為5序模具完成，如圖3所示。主要工序內(nèi)容為：拉延→修邊+沖孔→側(cè)修邊+沖孔→翻邊+整形→沖孔+側(cè)沖孔。分體式則是由兩個(gè)零件搭接而成，因此需要增加一個(gè)零件模具工裝開(kāi)發(fā)。

圖1 前圍流水槽兩種結(jié)構(gòu)

圖2 前圍流水槽分總成結(jié)構(gòu)

圖3 整體式前圍流水槽工序內(nèi)容

表1 各材質(zhì)的性能參數(shù)

工藝設(shè)計(jì)階段，考慮到零件底部平面起伏較大，普通拉延方式可能會(huì)造成起皺缺陷。為確保前圍流水槽底平面的質(zhì)量，模具在第一序拉延模上做雙活設(shè)計(jì)，即在上模設(shè)計(jì)壓料芯結(jié)構(gòu)，壓住局部板料再成形。經(jīng)CAE模擬分析后，如圖4所示，零件局部可能存在一定回彈，因此需在回彈區(qū)域做適當(dāng)回彈補(bǔ)償，減少回彈量。

圖4 某車(chē)型整體式前圍流水槽回彈分析結(jié)果

裝車(chē)問(wèn)題點(diǎn)

整體式前圍流水槽在調(diào)試期間的主要問(wèn)題在于單件自由狀態(tài)翻邊面回彈，即減振器安裝孔所在面與立壁翻邊面的角度相對(duì)于數(shù)模增大，而分總成的定位孔在立壁翻邊面的法蘭邊上，導(dǎo)致減振器安裝孔向-X方向偏移(圖5）。另一方面，零件料厚較薄在焊接后易受焊接精度的影響，存在不穩(wěn)定性。

圖6是一個(gè)分體式前圍流水槽帶立壁翻邊的零件，零件A工序內(nèi)容與整體式前圍流水槽基本相同，但因減振器安裝孔與立壁翻邊面不在同一個(gè)零件，在翻邊回彈的情況下，可以通過(guò)調(diào)整零件B與其搭接的止口邊，向中間靠近，可作為一個(gè)改善偏孔的手段，減少調(diào)試的難度。

圖5 前圍流水槽分總成在檢具上的狀態(tài)及偏孔方向

圖6 分體式前圍流水槽裝配

結(jié)論

針對(duì)前圍流水槽單件及分總成的回彈、偏孔等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多輪調(diào)試，主要措施分以下幾方面：

⑴調(diào)整模具的翻邊間隙，提升模具研合率，盡可能保證沖壓?jiǎn)渭木燃胺€(wěn)定性，減小回彈量。

⑵采用立式工位器具(圖7），不疊放，減小存放及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的變形。

圖7 前圍流水槽工位器具

⑶在減振器安裝孔上增加輔助定位銷(xiāo)，過(guò)定位約束X方向的相對(duì)位置。

⑷針對(duì)已出現(xiàn)的調(diào)試難點(diǎn)形成總結(jié)，在產(chǎn)品件設(shè)計(jì)階段考慮調(diào)試的方便性，綜合考慮開(kāi)發(fā)成本的情況下，盡可能從設(shè)計(jì)源頭降低后期裝車(chē)?yán)щy。