汽車覆蓋件頂蓋沖壓工藝方案標(biāo)準(zhǔn)化研究

楊玉貴，丁 哲，胡建全

（四川成飛集成科技股份有限公司，四川成都610091）

1 引言

汽車車身內(nèi)外重要大覆蓋件一般有17個(gè)：側(cè)圍翼子板4個(gè)，前門內(nèi)外板4個(gè)，后門內(nèi)外板4個(gè)，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)外板2個(gè)，行李箱蓋內(nèi)外板2個(gè)，頂蓋1個(gè)。在這17個(gè)制件中，11個(gè)外板件屬于特別重要的制件，其重點(diǎn)關(guān)注的方面為外觀精度，但要完全達(dá)到理想的外觀精度卻難度極大。外板件在整車上外露可視，表面上有任何微小的缺陷都會(huì)在涂漆后引起光線的漫反射而有損外形的美觀，因此外覆蓋件表面不允許出現(xiàn)紋波、起皺、凹陷等破壞表面質(zhì)量的缺陷[1]。由于尺寸精度對(duì)整車焊裝精度有很大影響，因此6個(gè)內(nèi)板制件對(duì)尺寸的精度要求極高。典型的轎車覆蓋件裝配示意圖如圖1所示。

圖1 典型轎車覆蓋件裝配示意圖

2 頂蓋沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)研究

2.1 頂蓋制件的分類

（1）按汽車頂蓋大小區(qū)分。

頂蓋尺寸的差別，對(duì)修邊工序廢料排布有重要影響，根據(jù)頂蓋長(zhǎng)度，可區(qū)分為小型頂蓋、中型頂蓋和大型頂蓋。

（2）按車型區(qū)分。

頂蓋一般可區(qū)分為三廂（轎車）頂蓋、兩廂（SUV）車頂蓋、7座（面包車）頂蓋，由于兩廂和三廂車型不同，裝配方式差別很大，工藝方案基本不具有移植性（或稱復(fù)制），模具結(jié)構(gòu)沒(méi)有可比性。

（3）按有無(wú)天窗型式分，可分為無(wú)天窗頂蓋、帶天窗頂蓋、全景天窗頂蓋，如圖2所示。

圖2 無(wú)天窗、帶天窗、全景天窗頂蓋示意圖

（4）按頂蓋與其它匹配制件的匹配方式區(qū)分。

在天窗部位，由于與天窗加強(qiáng)板滾壓方式不同，不同的車型頂蓋的翻邊方式、匹配方式也存在很大的差異，典型的頂蓋匹配方式如圖3所示。

圖3 典型的頂蓋匹配示意圖

天窗部位有無(wú)側(cè)翻要求，對(duì)前頂蓋修邊工藝排布、哪一序開始翻邊有很大影響，如圖4所示。

圖4 頂蓋前側(cè)修邊翻邊示意圖

2.2 頂蓋沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化分類

影響頂蓋方案設(shè)計(jì)的因素有很多，制定沖壓方案應(yīng)盡可能有利于提升沖壓件的品質(zhì)、保證沖壓時(shí)的穩(wěn)定性、降低模具的維修難度、降低制造成本，且方案盡可能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，常見的影響沖壓方案的因素如圖5所示。

圖5 影響沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素

頂蓋的特征區(qū)別為三廂天窗頂蓋、兩廂天窗頂蓋以及左右側(cè)是否存在側(cè)整形3種類型，根據(jù)最可能的組合方式又可分為4種類型：①兩廂無(wú)側(cè)整形天窗頂蓋；②兩廂有側(cè)整形天窗頂蓋；③三廂無(wú)側(cè)整形天窗頂蓋；④三廂有側(cè)整形天窗頂蓋。

3 影響沖壓設(shè)計(jì)的重要子要素標(biāo)準(zhǔn)化分析

目前，許多用戶新建沖壓線壓機(jī)臺(tái)數(shù)只規(guī)劃了4臺(tái)，為了推行沖壓方案的標(biāo)準(zhǔn)化，要求頂蓋都按照4工序數(shù)進(jìn)行沖壓工藝方案設(shè)計(jì)。

3.1 兩廂車頂蓋尾部掀背門匹配區(qū)域的成形方式及標(biāo)準(zhǔn)化

兩廂車頂蓋與三廂車頂蓋的差別主要在頂蓋后側(cè)與掀背門搭接區(qū)域是否需要采取二次成形工藝方法，該特征對(duì)頂蓋的沖壓工藝方案設(shè)計(jì)有著決定性影響。目前兩廂車頂蓋后側(cè)區(qū)域二次成形的方式有兩種：OP20四周壓料成形或OP30部分壓料（或不壓料）成形。

第一種成形方式：OP20周圈壓料側(cè)成形，如圖6所示。

圖6 OP20周圈壓料成形

第二種成形方式：OP30部分壓料側(cè)成形，如圖7所示。

圖7 OP30部分壓料側(cè)成形

3.2 天窗部位修邊、翻邊方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

天窗出廢料方式有：整片下出料、一序加廢料刀下出料、兩工序切斷下出料、加整形收料后吸盤吸取出料。為了標(biāo)準(zhǔn)化工藝，建議采用OP20沖完整大孔整片下出料方式，OP30直翻邊完成的工藝方案。這樣，在天窗頂蓋的天窗OP20/OP30可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化修邊、翻邊工藝方法，如圖8所示。

圖8 天窗廢料處理方法

因此，天窗部位的標(biāo)準(zhǔn)工藝流程為：OP10拉伸→OP20天窗沖孔→OP30天窗翻邊→OP40天窗側(cè)翻。

3.3 前部側(cè)修邊斜楔角度的標(biāo)準(zhǔn)化

前側(cè)的修邊角度一般在90°+（16°~24°），如果不能垂直修邊的情況下，采用斜楔修邊。為了推行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，建議將前側(cè)斜楔修邊方向統(tǒng)一為70°方向，如圖9所示。

圖9 前部側(cè)修邊角度標(biāo)準(zhǔn)化

3.4 頂蓋左右側(cè)側(cè)翻工藝方法

在兩廂頂蓋左右側(cè)需要側(cè)翻的時(shí)候，由于受4工序排布影響，尾部的成形只能采用OP20先修邊，OP30局部壓料成形方式進(jìn)行，對(duì)應(yīng)的工序分布如圖10所示。

圖10 頂蓋左右側(cè)翻工藝

3.5 側(cè)成形斜楔角度標(biāo)準(zhǔn)化

一般情況下統(tǒng)一為按50°設(shè)計(jì)，便于滑塊座相關(guān)部件加工，如圖11所示。

圖11 側(cè)成形斜楔角度標(biāo)準(zhǔn)化示意圖

3.6 頂蓋制件的定位

如果頂蓋頂面四周R過(guò)小，需要過(guò)拉處理；后工序整形定位不穩(wěn)定時(shí)，需要考慮預(yù)留定位缺口，常見三廂頂蓋和兩廂頂蓋定位缺口設(shè)置方法如圖12所示。

圖12 頂蓋定位設(shè)計(jì)

4 頂蓋沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

根據(jù)常見頂蓋的沖壓工作內(nèi)容，對(duì)各工序進(jìn)行組合，頂蓋沖壓工藝方案標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)可以按照下述4種進(jìn)行：

（1）三廂車左右無(wú)側(cè)整形頂蓋的沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 三廂車左右無(wú)側(cè)整形頂蓋的沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化

（2）三廂車天窗頂蓋（左右有側(cè)整形）沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 三廂車天窗頂蓋（左右有側(cè)整形）沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化

（3）兩廂車天窗頂蓋（左右無(wú)側(cè)整形）沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)如表3所示。

表3 兩廂車天窗頂蓋（左右無(wú)側(cè)整形）沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化

（4）兩廂車天窗頂蓋（左右有側(cè)整形）沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)如表4所示。

表4 兩廂車天窗頂蓋（左右有側(cè)整形）沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化

以上頂蓋規(guī)劃為4工序的常規(guī)沖壓方案標(biāo)準(zhǔn)化排布方式，當(dāng)制件存在特殊造型、工序數(shù)為5工序時(shí)，不能使用上述標(biāo)準(zhǔn)化排布；當(dāng)制件工藝狀態(tài)更好，也有可能采用更簡(jiǎn)略化的3工序沖壓工藝方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

頂蓋作為17個(gè)汽車車身重要覆蓋件中結(jié)構(gòu)最規(guī)范、形狀最固定的制件，雖然存在多種形式及個(gè)體特征，但進(jìn)行分類后，主要是4類形式。如果工序數(shù)約定為4工序，頂蓋可以采用標(biāo)準(zhǔn)化沖壓工藝流程。工藝排布標(biāo)準(zhǔn)化以后，就可以將成熟的典型結(jié)構(gòu)移植或改造到新項(xiàng)目的頂蓋上，以降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)間。