轿车门盖类包边常见缺陷及对策
2016-06-21王宗甫东风裕隆汽车有限公司冲压工艺室
文/王宗甫·东风裕隆汽车有限公司冲压工艺室
轿车门盖类包边常见缺陷及对策
文/王宗甫·东风裕隆汽车有限公司冲压工艺室
四门两盖是汽车车身外表开启件,装配后要与周围零件保持均匀的间隙和良好的形状面差,以达到良好的互换性和较高的外观视觉效果。包边后零件出现的外观缺陷及尺寸变动(尺寸缩进和尺寸胀出)会直接影响零件外观及装配精度。
包边的工艺方法
包边工艺是一种将内板扣合到外板里面,利用包边模具或者滚边机器人把外板的翻边预弯、压平,使内外板成为一个整体的制造工艺。
常见的包边类型及特点
⑴手动包边机特点:①适合于小批量生产及样车试制,通过更换包边头,可以实现多种产品的包边;②一次性投入成本稍高,目前国内无供应商,需要进口设备;③占地面积小。
⑵单一品种包边专机特点:①适合于批量单一品种生产,天窗顶盖,侧围后轮罩处包边多采用这种方案,驱动力可选择液压缸或伺服电机;②成本较低;③占地面积小。
⑶机器人滚边专机特点:①适合于批量单一品种生产,也可配合换模台做多品种生产,在欧美较为普及,随着机器人本体价格降低,在国内也逐渐成为趋势,机器人的加入使搬运、涂胶等包边配套工艺达到了全自动化;②一次性投入成本高;③占地面积较大。
⑷包边模具包边特点:①适合于大批量多品种生产,单机效率最高;②包边质量最稳定;③一次性投入成本高;④占地面积大。
包边模具包边主要是由液压机+包边模具+换模机构组合而成,比如我公司焊装车间1#、2#、3#包边线。液压机是通用的,模具是专用的,通过液压机的一次行程,由模具完成零件的定位→压紧→45°预弯→90°压平(图1)。
包边时常见的外观缺陷原因及对策
生产中常见的外观缺陷有包不住、倒边、压不死、角不圆、圆角大、棱线外凸、定位孔变形、包边后开裂、棱线R大小不一致等问题。
图1 焊装车间的包边线
包不住
包不住(图2)主要是指外板的翻边经过90°的压平后,没有压到内板上面。
产生原因:①外板单件在翻边工序上的四周定位不够精确,外板落到凸模上时有活动量,在翻边时造成板件有少量偏移,导致此位置的Flange(翻边)高度过短;②模具开发过程中,外板单件的包边面展开失误,导致修边线轮廓计算错度;③内板拉延件经过剪边后,局部会产生反弹和扭曲,导致包边面过短。
图2 包不住缺陷
解决方案:①首先对外板翻边工序四周的定位进行调整,确保翻边时外板不会移动。对调整后的外板单件进行测量,观察Flange高度是否满足要求;②调整后的外板Flange高度如果仍不能满足要求,则需要扩大外板修边线轮廓;③找出内板此位置的反弹量,重新对模具进行调整,确保内板反弹量在允许的公差内;④如果反弹量不能够做到允许的公差范围内,则需要对应的扩大内板修边线轮廓。
倒边
倒边是指外板Flange经过45°预弯及90°压平后,翻边不但没有向里包住内板,反而是向外倒或者边重叠(图3)。
产生原因:倒边的前兆是翻边发生纵向弯曲。与外板翻边角度有关。当夹角在105°以上时,45°包边镶块的作用力很容易使翻边发生纵向弯曲,即倒边(见图3);45°包边镶块的角度不对或形状不对,在45°预弯完成后,翻边的角度远未到达45°,在90°压平时发生倒边。
图3 向外倒或者边重叠缺陷
解决方法:①当外板翻边角度超过105°时,包边模的结构设计要特别注意相应结构;②修正45°包边镶块,使45°包边后翻边角度到达或接近45°。
压不死
压不死就是指包边后内外板之间的间隙大于规定间隙值(0.1~0.3mm)。产生原因:下模座上的平衡块过高(图4),导致上模移动到压机下死点时,正压刀与凸模之间的间隙大于包边的标准厚度。只有达到厚度标准,才能满足包边后压死。包边用的液压机的吨位小于120t。外板单件翻边后,Flange根部R角过小(R≤0.5mm),预弯时从Flange根部开始变形(图5),正压刀在下压过程中,材料首先在Flange的根部聚集,使此位置先压死,但是由于聚料,导致Flange的端头位置上翘,与内板之间有间隙。
图4 压不死缺陷
图5 预弯时从Flange根部开始变形
外板单件Flange面上起皱。起皱原因分两种情况:⑴外板翻边工序的上下模翻边刀块间隙过大,在翻边时,使材料聚集,产生起皱。⑵外板单件拉延时,为了防止材料流动过快,凹模入口R设计过小,因R过小,材料产生了充分的塑性变形。使材料的强度和刚度增加了很多,翻边时导致Flange面不平整(图6)。
包边时局部产生材料聚集(如图7),聚集厚度大于包边的标准厚度δ。例如GPS1车型引擎盖前沿。包边过程中局部材料发生多次塑性变形,例如GPS1引擎盖前挡玻璃侧,包边后,材料有轻微的回弹现象。引擎盖前挡玻璃侧的包边因为要包成水滴状(如图8),材料经过45°预弯、90°包边过程中发生了多次塑性变形,材料强度和硬度都增加了很多,以至于包边后仍会产生回弹现象。
图6 翻边时导致Flange面不平整
图7 包边时局部产生材料聚集
图8 水滴状包边
解决方法:①把下模平衡块下面的垫片抽掉0.2~0.6mm,使正压刀与凸模之间的间隙达到包边的标准间隙即可。②观察液压机操作面板,如果上面显示的吨位小于120t,需要调节液压机进油阀,增加进油量,使压机吨位达到120t以上。③对外板翻边工序的凸模型面边沿进行R倒角,使翻边后的外板Flange根部的内侧R值为0.5~0.65mm。④针对第一种起皱,只需调整翻边刀块间隙,使间隙在标准范围内即可;针对第二种情况的起皱,需要增大拉延工序凹模入口R值,使其翻边后,Flange不会因为拉延工序时的塑性变形而不平整(图9)。⑤针对包边过程中易产生聚料的现象,最常见的解决方法就是在聚料部位沿着X-Z平面对称开1~2个豁口,在包边过程中使料往缺口部位走,不至于产生聚料,(图10为GPS1引擎盖前沿)。⑥对产生多次塑性变形部位的正压刀进行补焊、研配,使上模移动到下死点时,正压刀与凸模之间的间隙δ3=δ-0.2mm(图11)。
图9 Flange面不平整的解决方法
图10 GPS1引擎盖前沿
图11 确定正压刀与凸模之间的间隙值