翼子板风窗安装面处棱线不顺的解决方案

2021-11-30鹿胜宝牛恒仁王力中国第一汽车集团有限公司

锻造与冲压 2021年22期

文／鹿胜宝，牛恒仁，王力·中国第一汽车集团有限公司

翼子板是车身上一个重要零件，其主型面为外观A 级曲面，与侧围外板、发罩外板、前门外板等钣金件搭接的同时，还与大灯、前保等外制塑料件搭接。其中，与发罩和侧围外板搭接的前风窗位置的棱线在车身上处于一个明显的目视位置，轻微的棱线不顺都将导致较差的视觉效果。本文针对某项目中翼子板棱线不顺的产生原因进行分析探讨，并进行了相应的工艺改善。

问题描述

某车型翼子板前风窗位置安装面如图1 所示，其安装爪为一平面，翻边立面为凹弧面，中间存在简单的自然过渡圆角。在评审中发现安装面位置存在棱线不顺的问题，在漆后的整车上评审明显，属于不可接受项问题，如图2、图3 所示。

图1 某车型翼子板风窗位置安装面

图2 白车身棱线评审状态

图3 整车漆后棱线的评审状态

问题分析及整改

该翼子板的小风窗安装面是经拉延、修边后，再进行侧翻边形成的。在拉延和修边工序中，此棱线尚未成形；在后工序中，该位置空开无工作内容。因此判定，缺陷产生工序最可能发生在侧翻工序。

模具排查分析

对侧翻工序模具进行排查，确认侧翻镶块安装爪位置着色如图4 所示。可以看出，模具侧翻镶块上圆角位置(红色箭头所示位置)无着色，处于放空状态。由图5 可以看出侧翻镶块上放空的位置正好处于棱线中段，由于棱线设计呈凹弧，侧翻工艺属于多料翻边，中段放空导致在侧翻前期材料在此位置聚积，侧翻后期再靠翻边间隙将材料挤出，最后在棱线上呈现出过渡不顺的状态。

图4 侧翻镶块安装爪位置着色

图5 侧翻镶块安装爪位置剖面图

模具整改验证

针对侧翻镶块上圆角放空的问题，重新进行补焊研配，同时调整翻边间隙的一致性，镶块整改后状态如图6 所示，可以看出，上圆角放空位置已经基本补齐。整改后为尽快模拟漆后实车效果，对单件进行电泳，制件电泳后状态如图7 所示。通过触觉及视觉确认，目前状态有较大改善，但在安装爪对应位置局部仍有轻微手感及棱线不饱满的视感。

图6 侧翻镶块安装爪整改后着色

图7 制件整改、电泳后状态

为了质量提升需要，彻底消除棱线不顺的问题，需要对成形工艺进行更为详细的分析。

成形工艺分析

如图8 所示，在棱线上取三个截面A、B、C，分析棱线的不同位置在侧翻边过程中的状态。可以看出，在侧翻到位前3.9mm 时，两侧位置的棱线基本形成，而中部带安装爪部分的棱线尚未形成。

图8 各截面在侧翻到位前3.9mm 时的成形状态

此问题从棱线的接触应力(图9)上也能看出，棱线成形上分为明显的Ⅰ区和Ⅱ区，棱线Ⅰ区首先接触成形，然后Ⅱ区接触成形。工艺设计上的这种棱线成形的先后差是导致最终棱线不顺的根本原因。通过对产品结构分析可以得知，安装爪为平面，侧立壁为凹弧面，两者通过变圆角进行拼接。在该造型下，一次侧翻到位的方式必将带来安装爪对应棱线的后触料，引发棱线不顺的缺陷。

图9 棱线位置在侧翻到位前3.9mm 时的凸模接触应力

成形工艺优化

为了彻底解决棱线不顺的问题就需要解决安装爪对应棱线后触料的问题。从工艺角度，先进行一步棱线的预翻边，翻边深度以安装爪两侧边长为限，这样就保证了棱线成形在预翻过程中的同时触料，然后再对安装爪进行整形。通过二次成形的方式可以有效的规避中段棱线后触料的问题。但是考虑到模具结构、空间的因素，此工艺更改无法实施，这就需要考虑如何在一次成形上解决中段棱线后触料的问题。

在一次成形中改变先后触料顺序必须从制件本身造型出发。决定触料先后点的关键在于侧翻镶块的下R 角，如图10 所示，通过适当增大安装爪位置对应的下R 角，可以使棱线中段位置与两端同时触料或先于两端触料。无论棱线中段是先触料还是与两端同时触料都不会引起中段的板料聚积，都有利于棱线不顺问题的彻底消除。

图10 产品造型更改示意图

在对产品造型局部进行整改之前需要根据安装匹配关系确认更改是否影响装车。翼子板在此位置的安装空间内存在一个安装支架，具体见图11所示。首先，需要确认与安装支架的搭接关系，经测量在安装面靠近R 角位置2mm 内更改对装车无影响，据此对侧翻工序模具进行整改。

图11 翼子板在白车身上的局部匹配关系

整改及验证

根据上面的整改思路，将模具侧翻镶块中段棱线附近烧焊出一条较高的圆角(图12a)，与之对应的凸模铸体需要去除一些，以保证他们的配合间隙(图12b)，然后进行模具侧翻的精研出件。

图12 模具侧翻工序镶块及凸模的整改图示

通过对模具棱线部位的更改，制件棱线不顺的问题得到彻底解决，图13 所示为制件整车漆后的效果。

图13 棱线部位的整车漆后效果

结束语

翼子板的棱线不顺问题往往除了调试自身原因外，还与产品造型、成形工艺有着密切的关联。在产品造型上，安装面与外观棱线的过渡方式至关重要，本文中的过渡方式如果更改为图14 所示的方式，会改善成形的触料顺序，从源头上消除棱线不顺的问题；如果产品上无法避免，则可以从工艺上考虑采取预翻边的方式，优先成形棱线，保证其成形质量。