汽車覆蓋件翼子板銳棱模具應(yīng)用研究

銳棱技術(shù)是為了保證汽車外觀特征棱線的圓角清晰美觀，在模具加工時將模具型面的特征線圓角銳化處理或做成鋒利圓角(極致可做到R0)的一種技術(shù)方法。本文通過對汽車覆蓋件翼子板銳棱模具的研究，利用CAE 軟件進行沖壓模擬仿真分析，得到一個相對優(yōu)良的工藝方案，指導(dǎo)現(xiàn)場模具制造，探索研究翼子板小R 角成形，以及加工制造和模具研配等內(nèi)容。

某車型翼子板介紹

汽車沖壓覆蓋件主要有側(cè)圍、翼子板、前后蓋、門板等，這些零件尺寸較大，對品質(zhì)要求較高，往往由主機廠自建車間生產(chǎn)。本文介紹的翼子板零件是汽車外表的覆蓋件，這些零件既要保證強度，又要保證外表美觀、內(nèi)部功能完好，而且整體造型復(fù)雜搭配關(guān)系多，是白車身精度提升的關(guān)鍵零件。某車型翼子板(圖1)尺寸為908mm×658mm×229mm，屬于大型汽車覆蓋件，其主棱線為小圓角，約R1.5mm，需對棱線進行銳化處理。

翼子板使用的材料為 HC180LB，厚度為0.65mm，力學(xué)性能如表1 所示。

為實施某款智能手機的外觀設(shè)計(Smartphone Appearance Design, SAD)項目，某手機開發(fā)企業(yè)組建了一個由35名協(xié)同成員組成的協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新知識網(wǎng)絡(luò)。以協(xié)同成員為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，協(xié)同成員間的關(guān)聯(lián)關(guān)系為網(wǎng)絡(luò)邊，得到35名協(xié)同成員組成的P-P子網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

據(jù)證監(jiān)會〔2018〕13號市場禁入決定書披露，在天成控股公布2016年度業(yè)績虧損前，公司實控人的弟弟潘某利用內(nèi)幕消息，“成功”避損。

銳棱成形圓角較小，違背常規(guī)的沖壓原理，不利于板料的拉深成形。銳棱零件容易出現(xiàn)縮頸、拉裂、滑移線等不良缺陷，若要實現(xiàn)模具小R 角成形板材，必須要從模具設(shè)計及制造等方面著手，這對模具制造而言是巨大的挑戰(zhàn)。

對于小圓角成形模具，銳棱模具加工是重點課題。原因是機加工常用清根刀具都是直徑為3mm的球刀，若棱線部位清根不到位就很容易壓塌棱線，所以在模具加工棱線部位清根時需要使用棱線刀具(圖4)，加工注意事項如下：

⑴使用

3mm 球頭刀進行清根，走刀方向為垂直于棱線且取二分之一夾角(圖5)；

模具設(shè)計制造要點

零件減薄率分析確認

從2013年開始萌芽，到“互聯(lián)網(wǎng)+物流”探索愈發(fā)成熟，物流從成熟進入高速的增長期，2017年物流企業(yè)加快進入資本市場，年內(nèi)有8家企業(yè)躋身國內(nèi)主板，5家在境外證券交易所上市，45家登陸國內(nèi)“新三板”。上市、融資、兼并、重組、跨界整合，物流企業(yè)科技創(chuàng)新能力顯著提高，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能有效應(yīng)用，現(xiàn)在的無車承運、掛車承運告示新模式打開了新局面。

銳棱模具加工要點

基于設(shè)備生產(chǎn)特性和模具制造成本的客觀因素，四工序成形方案為本次翼子板最終工藝方案：拉延→全周側(cè)修邊沖孔→翻邊→翻邊整形沖壓。

沖壓方向設(shè)計是在綜合考慮產(chǎn)品信息、材料、工藝等因素及實際生產(chǎn)中的各種“非線性”問題的基礎(chǔ)上完成設(shè)計的，對產(chǎn)品的成形性和后工序的工藝方案設(shè)定影響很大。結(jié)合外覆蓋件翼子板的棱線圓角銳棱化需求，綜合考慮沖壓方向：成形角取所有棱線高度的平均值，兩側(cè)沖壓度盡量一致，保持兩側(cè)材料流入均衡，避免棱線滑移線出現(xiàn)(若出現(xiàn)棱線滑移線，一般無法消除)。同時，根據(jù)過往制造經(jīng)驗，為了在產(chǎn)品內(nèi)部達成充分塑性變形，讓材料得到?jīng)_壓延展，產(chǎn)品周邊設(shè)定工藝補充面是必要工作。銳棱的零件容易從棱線開始撕裂，所以設(shè)計工藝補充要高于棱線的兩側(cè)端頭。同時多余工藝補充內(nèi)容會利用后工序?qū)⒍嘤嗟膹U料切除，最終得到一個合格零件。

棱線開裂對于銳棱零件調(diào)試制作是重點課題。由于產(chǎn)品棱線R 角小，棱線很容易從棱線端頭產(chǎn)生撕裂。所以要對覆蓋件翼子板冷沖壓模具進行研究，利用CAE 軟件Autoform 進行沖壓模擬仿真分析，經(jīng)過多次調(diào)整零件工藝造型，得到了一個相對優(yōu)良的結(jié)果，保證棱線端頭減薄率控制在22%以下(圖2)，失效系數(shù)控制在0.8 以下(圖3)，最大限度減輕現(xiàn)場模具制造難度。

在銳棱模具制造過程中，模具型面研配是一道關(guān)鍵工序，研配好的模具見圖7。銳棱模具制造研配過程應(yīng)注意如下幾點：

展現(xiàn)分享：鼓勵學(xué)生主動介紹課前預(yù)習(xí)的相關(guān)成果，進行課題演示、分享個人觀點，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。教師在這個過程中重點聽取和記錄學(xué)生在預(yù)習(xí)中理解不透的知識點和疑問。

由于零件此處的棱線圓角過小，所以要采取兩側(cè)走刀方式對棱線進行有效加工。棱線加工步驟需遵循：首先，使用整體型面粗加工(留0.8mm 余量)；其次，使用模面進行半精加工，剩余0.2mm；然后，對棱線進行整體淬火；淬火完成后，再用模面進行最后精加工，加工刀具及機加工參數(shù)建議參照表2。

其他注意的事項：為減少拉延特征棱線R 角熱處理過程中的磨損和變形，在半精加工和精加工之間做凸R 角的熱處理，最好使用激光淬火，保證棱線處理的一致性。

在汪宗星的心里一直認為，民營企業(yè)不僅僅是一個經(jīng)濟實體，更是一個社會肌體，履行社會責任不是“補償”，也不僅僅是回報，而是企業(yè)立足社會的根本需要，是企業(yè)發(fā)展的動力。同樣，回報社會、奉獻社會更是企業(yè)的神圣使命，也是企業(yè)家自身價值的根本所在。

加工走刀要求：按棱線的法向方向(垂直于棱線)定義走刀方向，分區(qū)加工和棱線兩側(cè)單側(cè)走刀，如圖6 所示。

研配要求

⑵使用菱形刻槽刀線驅(qū)動進行挖槽加工，一般分4 次加工，每次機加進給深度0.1mm。

⑴特征棱線在機加工和激光淬火之后，用膠布纏上蓋好，保證不受損；

⑵棱線兩側(cè)10mm 型面保持輕微刀紋，作為研配參考；

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)護理學(xué)實訓(xùn)教學(xué)采用分章節(jié)、分項目教學(xué)形式，學(xué)生練習(xí)時多是各自為政，只要自己動手會做就可以了。而學(xué)生今后走上臨床工作崗位，搶救、治療病人等工作多以團隊形式開展，這種傳統(tǒng)的基礎(chǔ)護理學(xué)實訓(xùn)教學(xué)模式培養(yǎng)出來的學(xué)生，團隊協(xié)作能力尤顯不足。

⑶用硬油石相對于造型線斜45°推光，一般銳棱的地方不能推掉很多量，用油石交叉推三至四次，銳棱應(yīng)該很光滑，否則檢討是否機加工到位；

⑷型面研合時需要帶零件研合，根據(jù)零件強壓著色指示書，進行規(guī)范作業(yè)，凸凹模研配藍油接觸面必須均勻著色。

現(xiàn)場實際零件確認

模具制造水平的提高需要結(jié)合現(xiàn)場實物(圖8)不斷分析、總結(jié)。在零件首次成形后，利用高精度藍色掃描設(shè)備進行掃描確認，零件的三維掃描結(jié)果如圖9 所示。通過零件數(shù)模與掃描結(jié)果對比，零件狀態(tài)良好，說明整體銳棱加工設(shè)計是正確的，順利達成零件小R 角成形目的，外觀R 角最小達到R1.3mm，大大突破零件以往水平。

結(jié)束語

通過對某車型覆蓋件翼子板銳棱分析研究，總結(jié)模具制造加工的要點，從而達成產(chǎn)品品質(zhì)提升目的，為整車高顏值賦能。其中也有預(yù)估不足之處，只能通過理論與實際不斷探索，提高零件制造水平，達到國際模具先進水平。目前，隨著我國模具行業(yè)不斷發(fā)展，后續(xù)大量利用銳棱模具的應(yīng)用實例和經(jīng)驗總結(jié)會對沖壓模具制造生產(chǎn)起指導(dǎo)作用，有助于國內(nèi)模具行業(yè)良好發(fā)展。