包邊模具工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)及流程

文/胡芳鴿·廣汽本田汽車有限公司

包邊模是利用包邊模具把一個(gè)工件邊沿向內(nèi)折疊，使之包含并夾持住另一個(gè)工件，從而連接兩個(gè)或更多工件而形成包含狀態(tài)的整體零部件。由于板料包邊工藝的復(fù)雜性，包邊模的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)比較困難，包邊板料變形區(qū)域小且變形大，導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，分析難度大。本文針對(duì)本田過(guò)往量產(chǎn)包邊模和行業(yè)內(nèi)的包邊模展開一系列研究，從成形工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編程加工等方面提取設(shè)計(jì)要素、梳理了包邊模具成形工藝設(shè)計(jì)流程，并通過(guò)實(shí)踐總結(jié)，為后續(xù)新車型提供了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可有效節(jié)約設(shè)計(jì)、制造成本，縮短包邊模設(shè)計(jì)開發(fā)周期。

包邊模具在汽車工藝中應(yīng)用

汽車生產(chǎn)四大工藝包含沖壓、焊裝、涂裝和總裝，沖壓是在壓力機(jī)的作用下，通過(guò)沖壓模具使鋼板發(fā)生塑性變形，最終成為我們所需要單品零件形狀。焊裝是把四門兩蓋分總成、側(cè)圍分總成、底板分總成、由小件焊接而成的車體鈑金合件，通過(guò)傳輸裝置、夾具、合裝臺(tái)等設(shè)備定位后，焊接合裝，完成汽車白車身。本文闡述的包邊模是焊裝車間完成四門(前、后車門)兩蓋(發(fā)動(dòng)機(jī)、行李廂蓋)分總成所使用的模具(圖1)，即四門兩蓋的外板、內(nèi)板在包邊機(jī)的作用下，通過(guò)包邊模具進(jìn)行包邊(圖2)，生產(chǎn)出我們需要的半總成零件。包邊模具工藝規(guī)劃和設(shè)計(jì)是否合理，直接影響總成零件及白車身零件的精度，對(duì)于汽車品質(zhì)至關(guān)重要。

圖1 使用包邊模的零件

圖2 包邊模的作用

過(guò)往包邊模具不良總結(jié)與分析

如圖3 所示，通過(guò)對(duì)過(guò)往包邊模具制造、維修記錄進(jìn)行匯總和分類，分析發(fā)現(xiàn)：包邊總成表面品質(zhì)不良以及凸緣外翻(包不住邊)的主要原因是模具制造不良；而量產(chǎn)維修主要是因?yàn)橹靼呰倝K磨損、預(yù)包邊鑲塊磨損、上型導(dǎo)正定位銷位置不良造成。

圖3 量產(chǎn)維修匯總分析

基于不良分析，得出以下結(jié)論，如圖4 所示。

圖4 預(yù)包邊、主包邊、定位導(dǎo)正銷對(duì)包邊的影響

(1)影響包邊效果的因素有預(yù)包邊，主包邊，定位導(dǎo)正銷等。

(2)預(yù)包邊效果如何在于選擇合理的預(yù)包邊工藝角度。

(3)主包邊效果的前提是建立在合理預(yù)包邊的基礎(chǔ)上。

基于以上，需提取包含以下兩個(gè)方面的要素：(1)影響預(yù)包邊效果的因素；制約預(yù)包邊和主包邊的相關(guān)項(xiàng)目因素,找出相互的聯(lián)系。(2)影響主包邊效果的因素；如何制作可行的工藝型面用來(lái)加工制作包邊模具。

包邊模具工藝設(shè)計(jì)要素提取及標(biāo)準(zhǔn)建立

研究以往的包邊模具，再結(jié)合新車型制造和量產(chǎn)模具維修履歷，包邊模具設(shè)計(jì)要素的提取須包含以下三個(gè)方面的內(nèi)容：包邊工藝成形性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性、編程加工性。充分發(fā)揮小組成員在成形工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編程加工項(xiàng)目推進(jìn)等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，初步總結(jié)出各領(lǐng)域的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，如表1 所示。

表1 包邊模具工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)總結(jié)

雖然已經(jīng)初步提取了設(shè)計(jì)要素，但需要細(xì)化和量化相關(guān)要素參數(shù)，逐項(xiàng)量化內(nèi)容項(xiàng)目的工藝基準(zhǔn)，讓標(biāo)準(zhǔn)能夠起到指導(dǎo)大家“如何做，做多少”的效果。結(jié)合H 牌圖紙數(shù)據(jù)、其他廠家包邊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，分析總結(jié)需要量化的參數(shù)基準(zhǔn)，如圖5 所示。

圖5 工藝基準(zhǔn)量化開展思路

(1)包邊成形角度和預(yù)包邊順序基準(zhǔn)整合。

按照該思路，整合了H 牌發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前車門、后車門、尾蓋的包邊模參數(shù)特性，再結(jié)合日本荻原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定包邊模工藝設(shè)計(jì)參數(shù)基準(zhǔn)，如表2 所示。

表2 包邊模具工藝設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

(2)預(yù)包邊機(jī)構(gòu)的設(shè)定基準(zhǔn)。

參考《日本三協(xié)標(biāo)準(zhǔn)件使用說(shuō)明》，整合出關(guān)于如何選擇和使用預(yù)包邊結(jié)構(gòu)的原則和依據(jù)，其中尤為重要的兩項(xiàng)依據(jù)是傾斜角度&零件特性，如表3 所示。

表3 預(yù)包邊模具機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

(3)預(yù)/主包邊鑲塊的結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)。

比較H 牌圖紙基準(zhǔn)和日本荻原兩標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)；依據(jù)實(shí)際量產(chǎn)包邊模具加工和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度功能等因素，制定廣汽本田設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如圖6 所示。

圖6 預(yù)/主包邊鑲塊的結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)

(4)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)基準(zhǔn)設(shè)定，解析工藝項(xiàng)目間的制約因素，不斷完善包邊模具工藝設(shè)計(jì)，如表4 所示。

表4 各工藝項(xiàng)目制約因素分析

包邊模具工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在新車型中的實(shí)際應(yīng)用

(1)包邊模工藝設(shè)計(jì)流程：為了順利的開展設(shè)計(jì)工作，使用箭頭圖表法，梳理包邊模工藝設(shè)計(jì)流程圖，如圖7 所示。

圖7 包邊模工藝設(shè)計(jì)流程

(2)某車型發(fā)罩包邊模工藝設(shè)計(jì)成果。

參考工藝設(shè)計(jì)流程及工藝參數(shù)設(shè)計(jì)要素，逐項(xiàng)開展設(shè)計(jì)工作，按照日程要求完成了某車型發(fā)動(dòng)機(jī)罩包邊模具工藝設(shè)計(jì)(工藝參數(shù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)；工藝型面的數(shù)據(jù)制作；工藝DL 圖制作)，如圖8、圖9 所示；實(shí)踐證明，標(biāo)準(zhǔn)能夠有效的指導(dǎo)包邊模具工藝設(shè)計(jì)開展(圖10)。

圖8 包邊模工藝設(shè)計(jì)

圖9 包邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖10 包邊模制作

包邊模具工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)及流程總結(jié)

(1)包邊模具工藝設(shè)計(jì)總結(jié)及完善。雖然我們依據(jù)包邊模工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及流程，順利完成了某車型發(fā)動(dòng)機(jī)罩和行李廂蓋的包邊模設(shè)計(jì)和制作，但在實(shí)際的制作中還存在不足，如表5 所示。

表5 包邊模具工藝設(shè)計(jì)分析與改善

(2)包邊模具工藝設(shè)計(jì)流程完善。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，不斷完善包邊模具工藝設(shè)計(jì)流程，形成正式的包邊模工藝設(shè)計(jì)流程圖(圖11)。

圖11 包邊模工藝設(shè)計(jì)流程圖

結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)量產(chǎn)包邊模維修履歷進(jìn)行匯總、分析，提取出包邊模工藝設(shè)計(jì)相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)要素，再通過(guò)對(duì)H 牌、日本三協(xié)、日本荻原等圖紙及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比研究，量化包邊模工藝設(shè)計(jì)要素基準(zhǔn)，依據(jù)初步設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，完成了某車型發(fā)動(dòng)機(jī)罩和行李廂蓋包邊工藝分析,以及包邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)、分析，對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和流程不斷完善，形成了企業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)際證明，該包邊模具工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及流程，大大降低模具開發(fā)成本,縮短了包邊模設(shè)計(jì)周期，提升了產(chǎn)品外觀質(zhì)量及生產(chǎn)效率。