汽车侧围外板冲压工艺分析与优化

赵道智　蔡青峰　邓丁　胡哲兵

摘 要：对于汽车来说，汽车的车身外覆盖件的质量会对汽车的外观质量造成一定的影响，因此对于汽车的研发来说，其中比较重要的就是对车身外覆盖件的开发。在对汽车侧围外板冲模进行开发的过程中可以明显的看出，制件材料比较薄、外形尺寸比较大且形面的形状不规则，很难成形等问题，都会让冲压过程出现很多的问题，其中的叠料、裂纹、皱褶等现象都是比较常见的问题。本文主要是对侧围外板的冲压工艺技术进行一定的分析，对其中存在的问题进行一定的优化，对制件的质量进行了有效的提高，使得汽车整体的质量也得到了很大的提升，不仅能够更好的促进项目的顺利开展，同时也能让汽车行业在市场中的竞争力得到进一步的增强。

关键词：汽车侧围外板;冲压工艺;优化

对于汽车生产行业来说，衡量冲压工艺水平的主要因素就是生产的效率和生产的成本。一般来说，冲压工艺主要包括冲压件的成形性能分析和冲压成形方案的确定，好的冲压工艺会对加工时间进行缩短，同时还会对模具的结构进行简化，对模具的使用寿命进行延长。在我国汽车行业不断发展的今天，汽车厂家的竞争在日益激烈，厂家必须要对工艺进行不断的优化，降低成本保证质量，只有这样才能提高企业竞争的能力。一般情况下，汽车的车身外覆盖质量会影响到汽车的外观质量，在汽车的整体开发中是一项最为关键性的环节，这个的环节的开发程度会对汽车的整体品质带来决定性的影响。

一、制件冲压工艺分析

对于轿车的车身来说，侧围外板是其中外形最大且作为复杂的覆盖件，整体来说，不仅呈现出结构复杂的特点，对于装配精度的要求也是非常高的。对于大型的汽车覆盖件来说，除了落料之外的其他制件都是由生产线进行生产的，并且还已经实现了一定的机器化操作。落料和拉延分贝是为汽车的侧围外板两道冲压工序，其中的落料模式不需要上自动冲压线的。汽车侧围外板零件产业生产出了有落料之外，其他的都在工位上的机器人冲压线上进行。对于冲压工艺来说，需要对其中的零件成形工艺进行考虑，这样可以更好的对产品的外观质量进行保证，同时还能对生产操作和材料的利用率以及模具的使用效率进行综合的考虑。对于传统的轿车侧围外板冲压工序来说，普遍都会超过5道，因此想要提高上恒产效率并且降低生产成本，就需要就需要对个工艺进行科学的复合，尽可能的减少工序，并且还要对制件的生产质量进行保证。一般来说，轿车零件工艺性主要有以下几种。

（一）结构特点

在轿车零件中，侧围外板是轿车外覆盖件中尺寸比较大的一种构建，同时它还具有较为复杂的空间自由曲面，因此在进行生产和制造的时候，很难使用传统的解析方式来对其进行表达，只能使用参数曲面来进行代替。对于侧围外板制件来说，它还会有一定的形状，其中比较多的就是的门框和窗口，这样的形状会让侧围零件冲壓成形变得更加复杂性。

（二）质量要求

轿车侧围外板作为轿车重要的外覆盖件，对表面外观质量是有着极高要求的，因此必须要对质量要求进行重视。总体来说，轿车侧围外板的表现主要有三类：外观表面、开门后可见表面和不可见表面，三个不同区域的质量要求是不同的，但是总体来说，表面质量要求具有较高的要求。对于外观表面质量来说，不能有皱纹、压痕和博波纹等缺陷，而且整体要呈现出清晰且平直的棱线，曲线要保持圆滑并且要过渡均匀。

（三）零件精度要求

需要与侧围外板进行匹配的零件数量是非常多的，包括的内容也比较多，因此就要对零件有较高的精度要求。其中尺寸精度是一项重要的内容，具体可以包括轮廓尺寸、孔位尺寸、局部形状特征等等。想要进一步的进行保证，还要对焊装的组装的互换性进行保证，而且对于形状的精度要求也是比较高的，需要与主模型进行契合，只有这样才能对整个车身的风格进行明确体现。

二、冲压工艺问题分析

在轿车侧围外板的开发初期，经常会采用的就是冲压工艺设计方案就是拉深、冲孔修边、侧翻边，但是在进行具体设计和制造的时候，发现其中会存在一定的问题和缺陷，对制件的尺寸和表面质量造成了一定的负面影响，具体体现在：首先是在之间与汽车尾门的配合部位，可能会出现大小不均匀的R角，这样的情况会让车身与车门制件之间存在一定的缝隙，且呈现出不均匀的现象，进而直接影响到整车的外观质量，如图1所示;其次是车顶盖中压件在与制件进行搭接之后，出现叠料的问题，进而对制件的轻度造成了一定的影响，甚至还会导致制件出现开裂的现象。如图2所示;汽车的尾门与制件制件的配合部位出现了一定的褶皱和翻边的情况，进而使其在与其他冲压件进行搭接的过程中，出现了一定的缝隙，进而对搭接的质量造成不利的影响，在对车门进行开启之后，搭接处的缝隙会变得更明显，不仅会影响到汽车的外观质量，还会影响到车的质量，如图3所示。

三、冲压工艺优化

对于轿车侧围外板的工艺设计与模具的设计来说，它的难度复杂程度是要与其他冲压件进行对比的，想要对冲压工序进行减少，就需要对冲压技术和工艺收单进行重点研究，尤其是要对模具结构进行合理复合，让冲压工序可以得到合理的复合，减少工序成本。在进行具体实施的过程中，不仅需要对常用的复合工艺进行工序的复合，对于传统的分开工艺也是如此，只有这样才能进一步的达到减少工序的最终目的。

（一）修边和整形复合

对于轿车的侧围外板后门区域来说，它是重点的整形区，因为这个位置紧邻着修边线，传统的模具结构如果采用修边和整形分开的方式，就会有一定的负面影响。通过一定的观察和研究可以得出，这个部位的整形量是比较少的，一般来说就是变形和局部的胀形，一般不会影响到修边线，因此在进行模具结构设计的时候，可以将这两个工序进行复合，在修边+冲孔+整形+斜修边（OP30）工序中一次完成先修边再整形的工艺。

（二）直翻边整形与斜楔翻边复合

轿车侧围外板尾灯处翻边呈现出2个角度，而且对于这个区域来说，整体的空间是比较小的，因此不利于开展复杂工艺，通常会将2个角度的翻边分开在不同的工序中进行实施。想要对工序进行减少和优化，就需要采用小型非标准斜楔翻边与直翻边复合结构模具，让2个方面的构建可以交错完成模具的结构复合，进而顺利的完成直翻边整形与斜翻边的复合，并在整个工序中一次完成。

（三）翻边与斜楔冲孔复合

轿车的侧围外板上的轮罩安装孔的孔径有一定的公差，并且精度要求比较高的，而且孔的方向与修边工序的冲压方向会呈现出较大的夹角，在这样的情况下就无法采用先冲孔后翻边的冲压工艺。因此想要实现传统冲压成形，就只能是拉深、斜楔修边、直修边、翻边、冲孔，一共5道工序。但是在对冲压工艺进行一定的优化之后就可以对工序数量进行合理的缩减，主要的方式就是直接用直翻边与斜楔冲孔的复合结构，把侧冲孔与直翻边进行复合，最后将这个区域的冲压工序数量进行缩减，并且保持在4道以内，同时还要对侧孔的精度要求进行保证，进而保证整个冲压工序的质量。

四、冲压方案优化的意义

通过负荷结构的模具对轿车的侧围外板冲压工艺进行优化，以上述的三种优化方式作为代表可以让冲压工艺由原先的5道缩短到4道，对同类制件的冲压成形具有较强的借鉴影响。参照以上的分析和研究，对冲压工艺尽心优化，主要就是对OP30和OP40工艺进行合理调整，对轿车的侧围外板的成形困难部位进行冲压工序的复合，让轿车的侧围外板可以在4道工序内之间完成冲压成形，并且还要保证生产稳定，负荷相关的质量要求。在原有的工艺和模具进行合理的优化和改进之后，制件原有的圆角不均匀、褶皱和叠料缺陷都得到了一定的改善，进而对整车的外观质量进行了保证。冲压成形的工艺是车身覆盖件制造中应用最为广泛的工艺之一，如果在进行车身开发的时候没有对造型设计、零件工程化阶段以及样车阶段的冲压工艺进行综合的考虑，在进行后期模具制造的时候，就会导致零件的制造工艺变得复杂性，甚至是无法制造模具的问题也会出现，但是在这样的时候如果对零件进行重新设计或者度幅度的改动，就会严重的影响到整车开发的进度，进而增加开发成本，因此必须要对轿车冲压工艺优化的问题进行格外重视。

五、结语

综上所述，在进行轿车车身開发的过程中，应用冲压工艺可以对车身开发的周期进行有效的缩短，同时还能提高零件的质量，对生产成本进行降低，同时还能实现制造的柔性化，从而更好地响应市场的变化，提高汽车在市场中的竞争能力。在具体的冲压设计中，首先就是要制定出合理的冲压工艺优化方案，这对制件质量具有重要的影响。在实际的工作中要对经验性的内容进行不断的总结，将实际工作的参数和条件进行有效的记录，进而制定出科学合理且经济的冲压工艺方法，进一步的提高产品的开发质量，为今后的冲压项目开发工作打下坚实的基础。

参考文献：

[1]高雪峰，李岩，王鹏，唐文宇.汽车侧围外板冲压工艺分析与优化[J].中国高新区，2018（14）：160.

[2]肖红波，蔡浩华.轿车侧围外板冲压成形工艺优化[J].模具工业，2017（08）：28-30.

[3]万鹏，赵雪松，王幼民，韩小后.汽车侧围外板尾翼拉延成型工艺改善研究[J].重庆文理学院学报（社会科学版），2016（02）：89-93.

[4]李运杰，刘同设.汽车侧围外板冲压工艺分析与优化[J].模具工业，2013（10）：49-51.