翼子板風窗安裝面處棱線不順的解決方案

文／鹿勝寶，牛恒仁，王力·中國第一汽車集團有限公司

翼子板是車身上一個重要零件，其主型面為外觀A 級曲面，與側圍外板、發(fā)罩外板、前門外板等鈑金件搭接的同時，還與大燈、前保等外制塑料件搭接。其中，與發(fā)罩和側圍外板搭接的前風窗位置的棱線在車身上處于一個明顯的目視位置，輕微的棱線不順都將導致較差的視覺效果。本文針對某項目中翼子板棱線不順的產生原因進行分析探討，并進行了相應的工藝改善。

問題描述

某車型翼子板前風窗位置安裝面如圖1 所示，其安裝爪為一平面，翻邊立面為凹弧面，中間存在簡單的自然過渡圓角。在評審中發(fā)現(xiàn)安裝面位置存在棱線不順的問題，在漆后的整車上評審明顯，屬于不可接受項問題，如圖2、圖3 所示。

圖1 某車型翼子板風窗位置安裝面

圖2 白車身棱線評審狀態(tài)

圖3 整車漆后棱線的評審狀態(tài)

問題分析及整改

該翼子板的小風窗安裝面是經拉延、修邊后，再進行側翻邊形成的。在拉延和修邊工序中，此棱線尚未成形；在后工序中，該位置空開無工作內容。因此判定，缺陷產生工序最可能發(fā)生在側翻工序。

模具排查分析

對側翻工序模具進行排查，確認側翻鑲塊安裝爪位置著色如圖4 所示。可以看出，模具側翻鑲塊上圓角位置(紅色箭頭所示位置)無著色，處于放空狀態(tài)。由圖5 可以看出側翻鑲塊上放空的位置正好處于棱線中段，由于棱線設計呈凹弧，側翻工藝屬于多料翻邊，中段放空導致在側翻前期材料在此位置聚積，側翻后期再靠翻邊間隙將材料擠出，最后在棱線上呈現(xiàn)出過渡不順的狀態(tài)。

圖4 側翻鑲塊安裝爪位置著色

圖5 側翻鑲塊安裝爪位置剖面圖

模具整改驗證

針對側翻鑲塊上圓角放空的問題，重新進行補焊研配，同時調整翻邊間隙的一致性，鑲塊整改后狀態(tài)如圖6 所示，可以看出，上圓角放空位置已經基本補齊。整改后為盡快模擬漆后實車效果，對單件進行電泳，制件電泳后狀態(tài)如圖7 所示。通過觸覺及視覺確認，目前狀態(tài)有較大改善，但在安裝爪對應位置局部仍有輕微手感及棱線不飽滿的視感。

圖6 側翻鑲塊安裝爪整改后著色

圖7 制件整改、電泳后狀態(tài)

為了質量提升需要，徹底消除棱線不順的問題，需要對成形工藝進行更為詳細的分析。

成形工藝分析

如圖8 所示，在棱線上取三個截面A、B、C，分析棱線的不同位置在側翻邊過程中的狀態(tài)?？梢钥闯觯趥确轿磺?.9mm 時，兩側位置的棱線基本形成，而中部帶安裝爪部分的棱線尚未形成。

圖8 各截面在側翻到位前3.9mm 時的成形狀態(tài)

此問題從棱線的接觸應力(圖9)上也能看出，棱線成形上分為明顯的Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，棱線Ⅰ區(qū)首先接觸成形，然后Ⅱ區(qū)接觸成形。工藝設計上的這種棱線成形的先后差是導致最終棱線不順的根本原因。通過對產品結構分析可以得知，安裝爪為平面，側立壁為凹弧面，兩者通過變圓角進行拼接。在該造型下，一次側翻到位的方式必將帶來安裝爪對應棱線的后觸料，引發(fā)棱線不順的缺陷。

圖9 棱線位置在側翻到位前3.9mm 時的凸模接觸應力

成形工藝優(yōu)化

為了徹底解決棱線不順的問題就需要解決安裝爪對應棱線后觸料的問題。從工藝角度，先進行一步棱線的預翻邊，翻邊深度以安裝爪兩側邊長為限，這樣就保證了棱線成形在預翻過程中的同時觸料，然后再對安裝爪進行整形。通過二次成形的方式可以有效的規(guī)避中段棱線后觸料的問題。但是考慮到模具結構、空間的因素，此工藝更改無法實施，這就需要考慮如何在一次成形上解決中段棱線后觸料的問題。

在一次成形中改變先后觸料順序必須從制件本身造型出發(fā)。決定觸料先后點的關鍵在于側翻鑲塊的下R 角，如圖10 所示，通過適當增大安裝爪位置對應的下R 角，可以使棱線中段位置與兩端同時觸料或先于兩端觸料。無論棱線中段是先觸料還是與兩端同時觸料都不會引起中段的板料聚積，都有利于棱線不順問題的徹底消除。

圖10 產品造型更改示意圖

在對產品造型局部進行整改之前需要根據安裝匹配關系確認更改是否影響裝車。翼子板在此位置的安裝空間內存在一個安裝支架，具體見圖11所示。首先，需要確認與安裝支架的搭接關系，經測量在安裝面靠近R 角位置2mm 內更改對裝車無影響，據此對側翻工序模具進行整改。

圖11 翼子板在白車身上的局部匹配關系

整改及驗證

根據上面的整改思路，將模具側翻鑲塊中段棱線附近燒焊出一條較高的圓角(圖12a)，與之對應的凸模鑄體需要去除一些，以保證他們的配合間隙(圖12b)，然后進行模具側翻的精研出件。

圖12 模具側翻工序鑲塊及凸模的整改圖示

通過對模具棱線部位的更改，制件棱線不順的問題得到徹底解決，圖13 所示為制件整車漆后的效果。

圖13 棱線部位的整車漆后效果

結束語

翼子板的棱線不順問題往往除了調試自身原因外，還與產品造型、成形工藝有著密切的關聯(lián)。在產品造型上，安裝面與外觀棱線的過渡方式至關重要，本文中的過渡方式如果更改為圖14 所示的方式，會改善成形的觸料順序，從源頭上消除棱線不順的問題；如果產品上無法避免，則可以從工藝上考慮采取預翻邊的方式，優(yōu)先成形棱線，保證其成形質量。

圖14 棱線下翻邊與安裝面的推薦過渡設計

文中棱線不順的整改方案可以作為前期產品評審及工藝設計的參考。無論采取哪種措施都可以在生產初期將問題規(guī)避，從而有效縮短后期整改周期，提升制件的質量。