文/馬曉彩·秦皇島燕大汽車零部件制造有限公司產(chǎn)品研發(fā)部

全車玻璃導(dǎo)軌成形工藝及主要模具設(shè)計(jì)

文/馬曉彩·秦皇島燕大汽車零部件制造有限公司產(chǎn)品研發(fā)部

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)加速，汽車行業(yè)也迅速發(fā)展，綠色、低碳、節(jié)能、輕量、環(huán)保是現(xiàn)在汽車設(shè)計(jì)的主流。人們?cè)跐M足汽車的性能和功能的要求上，越來越關(guān)注汽車的造型和外觀，也就是整車的流線造型和美觀。所以，表現(xiàn)汽車外觀的汽車車身無疑成為很多人關(guān)注的焦點(diǎn)。汽車車身由幾個(gè)主要的部件整體焊接裝配而成，這些部件的性能和外觀直接關(guān)系到整車的性能和外觀。

結(jié)構(gòu)分類

全車玻璃導(dǎo)軌是汽車車身上一個(gè)重要的組成部件，它的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、流線造型對(duì)整車的安全性能和外觀起著很大的作用。玻璃導(dǎo)軌和車門內(nèi)外板等部件一起構(gòu)成整個(gè)車門系統(tǒng)，具體可分為整體式和分體式，如圖1所示。整體式玻璃導(dǎo)軌和車門內(nèi)板、外板、車門加強(qiáng)板等部件通過焊接組裝到一起組成整個(gè)車門系統(tǒng)。分體式玻璃導(dǎo)軌直接和車門內(nèi)板、外板通過焊接組裝到一起組成整個(gè)車門系統(tǒng)，此結(jié)構(gòu)中內(nèi)板屬于全內(nèi)板。

圖1 車門系統(tǒng)

根據(jù)汽車的種類大致可分為轎車全車玻璃導(dǎo)軌和商務(wù)車全車玻璃導(dǎo)軌。如圖2、3、4、5所示。圖2是某轎車的全車玻璃導(dǎo)軌，具體包括左右前門、左右后門和左右總裝玻璃導(dǎo)軌等六個(gè)總成玻璃導(dǎo)軌部件。圖3是某商務(wù)車車型的全車玻璃導(dǎo)軌，具體包括左右前門、左右滑動(dòng)門（后門）四個(gè)總成玻璃導(dǎo)軌部件以及左右滑動(dòng)門的六個(gè)滑動(dòng)總成導(dǎo)軌部件。圖4是某轎車分體式全車玻璃導(dǎo)軌，具體包括左右前門玻璃前部導(dǎo)軌、上加強(qiáng)板和前門后部導(dǎo)軌總成（又稱B柱），左右后門前部導(dǎo)軌總成、上加強(qiáng)板和后門后部導(dǎo)軌總成（又稱C柱）等十二個(gè)部件。圖5是某微車的全車玻璃導(dǎo)軌，同樣包含左右前門、左右滑動(dòng)門（后門）八個(gè)總成玻璃導(dǎo)軌部件以及左右滑動(dòng)門的滑動(dòng)總成導(dǎo)軌部件，不同的是前門總成玻璃導(dǎo)軌部件是車門玻璃下導(dǎo)軌，車門玻璃上導(dǎo)軌和車門內(nèi)板連在一起。

圖2 轎車整體式全車玻璃導(dǎo)軌

圖3 商務(wù)車整體式全車玻璃導(dǎo)軌

圖4 轎車分體式全車玻璃導(dǎo)軌

圖5 微型車全車玻璃導(dǎo)軌

工藝分析

以轎車車型的全車玻璃導(dǎo)軌為例，介紹全車玻璃導(dǎo)軌的主要性能和工藝特點(diǎn)。圖6所示為轎車全車玻璃導(dǎo)軌示意圖，可以方便描述各部件在車身上的具體位置。整體的性能要求，包括：玻璃可以上下滑動(dòng)順暢無阻、無振動(dòng)，且全車玻璃導(dǎo)軌的流線要與整車的流線也就是整車側(cè)圍完全匹配，在裝配誤差允許范圍內(nèi)不能有任何影響外觀的缺陷；全車導(dǎo)軌的外表面全是A級(jí)表面，表面質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，不能有任何影響表面質(zhì)量的瑕疵。所以，全車玻璃導(dǎo)軌的關(guān)鍵特性就是形線尺寸和表面質(zhì)量，因而對(duì)工裝模具的設(shè)計(jì)和加工都有很高的要求。

圖6 全車玻璃導(dǎo)軌示意圖

圖7 玻璃導(dǎo)軌的主要工藝流程

在不斷的摸索與經(jīng)驗(yàn)積累中，技術(shù)人員總結(jié)出設(shè)計(jì)制作此類產(chǎn)品的主要工藝流程，并且通過實(shí)際的生產(chǎn)證明了工藝的合理性，具體的工藝流程見圖7。通過試制和研究發(fā)現(xiàn)，全車玻璃導(dǎo)軌中前門玻璃后部導(dǎo)軌總成和后門玻璃前部導(dǎo)軌總成這兩個(gè)部件在沖壓中回彈是最難控制的，需要在模具設(shè)計(jì)時(shí)把回彈量補(bǔ)償出來。圖8是前門玻璃后部導(dǎo)軌外板的成形工序圖，在每道序中由于成形變形和回彈影響需要考慮不同的補(bǔ)償量。

圖8 成形工序

模具結(jié)構(gòu)

以一套翻邊模具結(jié)構(gòu)（圖9）來說明回彈的影響。模具結(jié)構(gòu)中成形模塊按數(shù)模數(shù)控加工、裝配，試模后出現(xiàn)大面積回彈，直接影響表面精度，為了保證成形后滿足尺寸要求，需要給成形模塊做一定的補(bǔ)償值來抵消成形后的回彈。其中一道工序是輥壓型材，在輥壓工序中利用專用的輥弧工裝做出與零件數(shù)據(jù)一致的弧形，在后序的修邊、翻邊等沖壓工序中由于變形和回彈的影響弧線已經(jīng)變形，超出了工件的尺寸偏差，所以模具設(shè)計(jì)階段就在成形模塊上做小于數(shù)據(jù)弦深0.8mm的弧面，調(diào)試模具階段發(fā)現(xiàn)工件回彈明顯變小但還存在微量回彈變形，尺寸超差，又通過反復(fù)幾次的試模修型，最后工件完全符合檢具，滿足了主機(jī)廠裝車需要，如圖10所示是沖壓前后回彈的比較，如圖11所示是合格的后門玻璃前導(dǎo)軌半成品件。

圖10 沖壓前后回彈的比較

圖11 合格工件

圖12 生產(chǎn)的各類玻璃導(dǎo)軌

沖壓工序中其他主要工序如修邊、成形等也都會(huì)出現(xiàn)回彈，為滿足尺寸精度要求、消除回彈變形，在設(shè)計(jì)模具時(shí)也需要在相應(yīng)的成形模塊上做出補(bǔ)償，補(bǔ)償量一般是在調(diào)試模具過程中不停地對(duì)模塊進(jìn)行修改得到的。同類合格工件，所使用的輥壓型材口型幾乎是一致的，只在關(guān)鍵尺寸上稍有差別，但是弧面寬度和半徑大小有較大的變化，基本屬于同類產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)模具時(shí)要在成形模塊上做回彈弧面，因?yàn)榛∶鎸挾群桶霃酱笮≈苯佑绊懝ぜ幕貜椓?，所以每件產(chǎn)品的成形模塊具體補(bǔ)償量是不一樣的，需要在實(shí)踐中反復(fù)實(shí)驗(yàn)和修磨才能量化。

圖12為本公司開發(fā)的各類玻璃導(dǎo)軌產(chǎn)品，在模具設(shè)計(jì)階段全部考慮了回彈的影響，對(duì)成形模塊進(jìn)行了不同的回彈補(bǔ)償量，最終滿足尺寸精度和表面質(zhì)量要求，這些產(chǎn)品現(xiàn)在一直在批量生產(chǎn)中。

結(jié)束語

通過對(duì)全車玻璃導(dǎo)軌研發(fā)，技術(shù)人員了解到汽車的全車玻璃導(dǎo)軌零件的主要特點(diǎn)：輥壓型材口型截面尺寸精度高；外形多為二維或三維曲線造型；零件細(xì)長(zhǎng)且分布很多或用于焊接定位或用于安裝的孔和豁口；外觀形面精度要求高；屬于車身的A級(jí)表面等等。這些關(guān)鍵特性使全車玻璃導(dǎo)軌在生產(chǎn)制作和流通過程中，各道工序有著嚴(yán)格的要求，尤其是影響著車身美觀的外表面不允許有任何的磕碰和劃傷，必須用專門的工業(yè)器具流通傳遞。