張 宇， 趙曉柏

（長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心， 河北 保定 071000）

0 引 言

隨著消費者對整車造型外觀的關注度越來越高，外觀棱線的質量效果是消費者最直觀、最基本的感知，其能使消費者感受車輛的設計和制造的精細程度。翼子板是車身重要的外覆蓋件之一，其所在車身的裝配位置也是視覺敏感度高的區(qū)域，所以打造精致車身，對實現(xiàn)超出消費者預期的效果，提升市場競爭力非常重要。現(xiàn)針對翼子板門軸側棱線不順問題進行研究，梳理制件造型、結構設計、工藝排布方案、模具結構設計、加工策略、裝配調試等方面的注意事項，以供同行參考。

1 問題描述

翼子板門軸側上部輪廓翻邊棱線圓角目視大小不一致，如圖1所示，手觸存在不光順感，整車裝配后目視效果不美觀。

圖1 問題狀態(tài)

2 問題產生原因分析及改進方案

2.1 制件造型分析

影響機理：圖2所示A1區(qū)域和A2區(qū)域造型翻邊角度存在角度差，翻邊面角度不一致導致棱線圓角弦長L1＞L2，制件成形后目視A1區(qū)域圓角比A2區(qū)域大，手觸存在不光順感。

圖2 造型影響機理

改進方案：門側處a-b段增加立面如圖3所示，車身Y方向增加3°拔模角，立面h=3.5 mm，確保倒角后還保持0.5 mm的小立面。通過增加0.5 mm有效寬度的小立面，使A1與A2區(qū)域緊鄰圓角部位的翻邊面角度一致，實現(xiàn)造型目視效果一致，手觸光順。

圖3 造型改進方案

2.2 制件結構分析

影響機理：制件翻邊面結構存在臺階，翻邊刀塊接觸時，臺階處存在間隙造成圓弧處積料，導致圓角大小不一致，如圖4所示。

圖4 制件結構影響機理

改進方案：優(yōu)化制件結構，取消臺階結構設計，當臺階結構無法取消時，應盡量減小臺階高度，如圖5所示。

圖5 制件結構改進方案

2.3 工藝方案分析

影響機理：翼子板一般采用4道工序成形，在工序③設置正翻邊與側翻邊同序交刀，若交刀角度不良，會導致交刀范圍內出現(xiàn)不同角度的二次翻邊，使圓角受到破壞，導致棱線不順，如圖6所示。

圖6 工藝方案影響機理

改進方案：一般翼子板門軸側造型分縫切線與車身Z方向存在夾角的關鍵角度為10°，如圖7所示，根據(jù)夾角的大小有2種不同的處理方案。

圖7 造型分縫切線角度

夾角小于10°時，通過旋轉側翻邊的斜楔擺放方向，實現(xiàn)側翻邊變?yōu)榇怪狈?，同時正翻邊也為垂直翻邊，當交刀的2個方向都是垂直翻邊時，可避免圓角被破壞，如圖8所示。

圖8 造型分縫夾角小于10°時工藝改進方案

夾角大于10°時，交刀設計先正翻邊，且正翻邊方向為垂直翻邊，并通過旋轉側翻邊的斜楔擺放方向，使側翻邊刀塊只是起到包角作用，避免圓角被二次破壞，如圖9所示。

圖9 造型分縫夾角大于10°時工藝改進方案

2.4 模具結構分析

影響機理：模具翻邊工序的壓力源布置、壓料面積以及側翻邊斜楔的分縫位置對棱線的光順效果有強相關的影響。壓力源和壓料面積設計不合理會導致翻邊過程中的拉力將制件外露表面拉動，出現(xiàn)棱線不順現(xiàn)象。側翻邊斜楔分縫不合理會導致出現(xiàn)壓痕，也會造成棱線不順現(xiàn)象。

改進方案：合理選擇壓力源大小和布置區(qū)域，PB=Lt&。其中，PB為翻邊成形力，L為翻邊線總長度，t為料厚，&為制件抗拉強度。壓料力一般為翻邊成形力的15%，成形外板類模具增加一倍壓料力，壓料力P=PB×15%×2。布置原則：布置于該工序成形工作區(qū)域及易發(fā)生面品問題區(qū)域；受力區(qū)域也需均勻布置，如圖10所示。

圖10 模具結構影響機理

合理設置壓料器的壓料面積，確保凸模接觸制件的區(qū)域和壓料區(qū)域能有效壓料，一般翼子板成形工序③未完全翻邊到位，工序④此處保留70 mm寬壓料面積，其余位置背空，如圖11所示。

圖11 有效壓料區(qū)域

工序③、④斜楔分界線不能重合，以確保不出現(xiàn)壓痕或產生棱線不順問題，工序④鑲件邊界線需靠近A柱角部（注意負角），但至少過工序③相交線最小10 mm，如圖12所示。

圖12 工序③與工序④斜楔分界線

2.5 加工策略分析

影響機理：為實現(xiàn)棱線的突出效果，一般對工序③的翻邊凸模圓角會實施做尖處理，導致工序④和工序③形狀不一樣，存在間隙，受力時使尖角產生包裹在工序④圓角的變形趨勢，且制件邊緣長短不同，導致板料受到拉力不同，最終不同的拉力使R角變形不一致，導致棱線不順，如圖13所示。

圖13 加工策略影響機理

改進方案：將工序④凸模圓角做尖，消除材料變形空間，抑制其變形，同時在制件設計階段盡量減小邊緣長短差異，過渡區(qū)域適當加長，如圖14所示。

圖14 加工策略改進方案

2.6 模具裝配調試分析

影響機理：模具裝配滑車拼接縫處間隙不合理、型面研合不均勻，導致整體棱線基準存在差錯，影響制件棱線光順。

改進方案：依據(jù)尺寸鏈組成，影響裝配精度有以下因素，X方向：側向滑配、中心滑配，如圖15（a）所示；Y方向：滑車限位狀態(tài)；Z方向：壓板滑配、蓋板滑配、模座滑配、防側導板滑配，如圖15（b）所示。最終裝配效果需保證凸模蓋板與凸?；嚪挚p間隙≤0.01 mm。

圖15 裝配調試影響機理

除保證模具裝配精度以外，同時須確保門軸側壓料力、翻邊間隙合理性。壓料芯底部氮氣缸壓力確定后可視為一個定量值，在一定的壓力下，鉗工須保證研合面積及研合效果，如表1所示。

表1 滑車裝配研合要求

3 結束語

關于翼子板門軸側棱線不順的問題，首先在制件結構分析階段要對造型細節(jié)進行確認，確保在良好的造型結構下，通過工藝方案、模具結構的設計進行問題預防，并結合模具零件精細化加工、裝配、研合等各環(huán)節(jié)相互協(xié)調，最終才能保證預期的品質效果。