特殊造型侧围外板加油口处冲压工艺分析

2020-08-24赵子海廖小刚江克洪

模具工业 2020年8期

关键词：压料外板冲孔

赵子海，缴平，廖小刚，王伟，王健，江克洪

（浙江吉利汽车集团制造工程（ME）中心，浙江慈溪 315300）

0 引言

侧围外板是汽车车身最大、最复杂的外覆盖件，其外观面较多，加油口处更是消费者容易看到的外观面，其外观质量直接影响整车的外观感知。采用合理的冲压工艺及模具结构，再利用CAE软件进行辅助预测，可有效预防侧围冲压件加油口处产生的外观缺陷。

1 常见的侧围加油口处形状及工艺方案

1.1 常见的加油口处形状

一般加油口设计在比较平缓的A面上，深度一般为12 mm；孔尺寸公差较小，精度要求较高；顶部都是外观A面，顶部与加油口有间隙面差要求；侧壁拔模角度车身Y方向为3°～5°，加油口处典型形状如图1所示。

图1 加油口处典型形状

1.2 常见的加油口处冲压工艺方案

侧围加油口处典型的成形工艺为拉深（加油口处按照A面光顺连接）、预冲孔、整形、精冲孔4道工序，如图2所示。

有些企业成形侧围加油口处采用先预拉深一部分，再整形预冲孔、精冲孔3道工序的方案，此方案存在拉深时易产生A面缺陷。拉深产生的凹坑缺陷只能在整形工序消除，在下模加油口整形凹模对应A面缺陷处进行隆起，上模压料芯进行强压处理来优化，对钳工水平要求较高，且最终缺陷不易消除，缺陷如图3所示。

图2 侧围加油口处典型工艺方案

图3 侧围加油口处预拉深时产生凹坑缺陷

2 特殊造型加油口处冲压工艺方案

2.1 特殊造型加油口形状

图4所示是某车型的侧围外板，加油口在主腰线上下两侧，且主腰线处起伏较大，加油口侧壁相对车身Y方向存在拔模角，上部为20°，下部为3°，以保证整形过程中下模零件的强度。

图4 某车型侧围外板

2.2 特殊造型加油口处初始工艺方案及缺陷分析

特殊造型加油口处初始工艺方案为拉深（加油口处按照A面光顺连接）、预冲孔、整形、侧精冲孔4道工序完成。实际模具调试时，加油口处上部两角部靠近三角窗处，存在凹坑面品缺陷，如图5圆圈处所示，属于Audit打分B50不可接受缺陷，必须对缺陷问题进行分析及优化处理。

缺陷原因分析如下。

（1）加油口处拐角轮廓半径太小，且拐角轮廓为凹轮廓，整形过程为缺料整形。整形过程中材料流动不均匀，引起A面轻微变形，该零件初始时R为35 mm，经CAE分析对比和以往经验，此处拐角半径最小R为40 mm较合理。

（2）加油口上部拔模角20°，整形时整形刀块周圈做3°回弹补偿，补偿后上部侧壁与冲压方向夹角为17°，整形刀块初始接触板料，离压料芯远，刀块下行过程中，板料受到整形刀块的力，分解为向下和向侧壁的力，如果压料芯压料力不足或压料芯研合面较差时，都会造成材料失控，引起A面变形，如图6所示。

图5 侧围加油口区域凹坑缺陷

图6 加油口处整形产生缺陷原因

因零件结构已经定型，拐角半径无法更改，只能在冲压工艺和结构上进行优化，通过减小预冲孔的孔径10 mm，整形工序采用下凸模隆起和上压料芯强压的方案，经过持续优化后，此A面缺陷减轻到可接受范围。

2.3 特殊造型加油口处新工艺和结构处理措施

2.3.1 特殊造型加油口处的新工艺

新项目车型有一款与此造型相似的车型，如图7所示。新车型加油口处采用的新工艺为拉深（预拉深局部后工序无法修边处）、预冲孔（局部精冲）、整形（拔模角小的部位完全整形，拔模角大的部位只整形上R角）、侧整形（按照拔模角大的方向进行侧整）、精冲孔共5道工序完成，如图8和图9所示。增加侧整形的目的是为了侧整形方向与加油口侧壁平行整形，避免整形时A面产生缺陷，此工艺方案适用于侧围外板可以布置5～6道工序的企业。