汽车整车的美观度取决于造型,造型确认后冲压外板件的搭接质量将会对整车产生直接影响。整车评审阶段如果只关注间隙、面差上的偏差,而忽视表面缺陷造成的搭接错位,会产生更严重的外观问题。因为外表面上的微小质量问题,会以扭曲、棱线不顺等形式出现在整车光影上,使整车美感尽失。翼子板与车门搭接面在Audit评价标准中被定义为A级面,棱线不顺会给整车效果带来负面影响,在模具制造调试阶段时常发生,主要发生在与前门搭接处。以往车型棱线不顺经过多次整改,能满足品质要求,但影响模具交付周期。
翼子板门轴侧棱线不顺问题与制件造型、工艺设计、模具结构、细化方案、钳工调试等诸多因素有关,为提升门轴处精细感,需解决翼子板单件的棱线不顺问题,现阐述翼子板门轴侧棱线不顺问题与制件造型及现场调试的关系,并制定整改对策。
翼子板门轴侧棱线不顺的原因分析
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(a)棱线不顺易发部位
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(b)局部状态
图1 翼子板门轴侧棱线不顺
翼子板门轴侧棱线不顺问题如图1椭圆处所示,棱线不顺影响整车的外观质量,属于Audit评审中的A类缺陷,目视R角不一致,搭接间隙错动,降低了消费者对外观造型的满意度,需要修复。造成翼子板门轴侧棱线不顺的原因主要有2个:制件造型和现场调试。
01
制件造型
从制件结构对冲压成形影响的角度考虑,翼子板门轴侧安装法兰面段差结构、断面弧长、与前门分缝等方面的差异均会对该部位的棱线成形质量产生较大影响。
▲ 门轴侧安装法兰面段差结构影响
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图2 安装法兰面段差与翻边间隙的关系
翻边间隙对棱线成形质量具有较大影响,翻边间隙不均时会出现棱线不顺问题,图2所示为安装法兰面段差与翻边间隙的关系。从图2可以看出,当安装面不在一个面时,在车身X向存在段差,会使后序翻边刀块与下模存在较大间隙d,导致成形过程圆弧处积料,最终出现段差对应部位圆角过大,其余部位圆角小的棱线不顺现象。
▲ 门轴侧断面长度的影响
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图3 某车型门轴侧不同部位的断面
R角及弧长不一致时,视觉上会给消费者棱线不顺的感觉。图3所示为某车型门轴侧不同部位的断面结构,从图3可以看出,翼子板与门轴侧搭接部位的圆角R值虽然相等,但由于倒角的2个面角度不一致会造成此部位圆角的弧长不一致,出现棱线不顺的问题。
▲ 与前门分缝的影响
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图4 翼子板与前门分缝对翻边的影响
翼子板与前门的分缝位置影响翻边角度,易引起棱线不顺问题,图4所示为前门分缝对翻边的影响,从图4可以看出,前门分缝线和车身Z轴夹角为β1,此部位侧翻斜楔的角度最大为β2,当β2>β1时,翼子板此部位正翻和侧翻无法实现交刀,即侧翻刀块与制件存在较大间隙,不能实现垂直翻边,起不到翻边作用。
02
现场调试
受人员技能(人)、设备精度(机)、板料性能(料)、调试方法(法)、现场环境(环)等因素的影响,现场生产的冲压件与CAE分析结果会出现差异,尤其是研合质量和翻边间隙的影响较大。
翼子板门轴侧棱线不顺问题的解决方案
2
为解决翼子板门轴侧棱线不顺问题,提高制件合格率,以下从数模设计、工艺设计、现场调试等方面展开讨论。
01
数模设计阶段
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图5 翼子板门轴侧无段差结构
针对翼子板门轴侧安装面在X向存在段差而导致棱线不顺的问题,对翼子板门轴侧数模进行SE分析后发现,取消安装面台阶造型,棱线不顺问题得到解决,图5所示为翼子板门轴侧无段差结构。建议在车身结构设计时,翼子板门轴侧安装面在Y向为一个面,且此面在车身Y向存在3°左右夹角,消除翼子板门轴侧安装面在车身X向存在的段差而造成圆弧处整形积料诱发棱线不顺的问题。
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图6 车身Y向存在拔模面的翼子板门轴侧断面结构
针对断面弧长差异导致的棱线不顺问题,对翼子板门轴侧数模进行SE分析后发现,在翼子板门轴侧增加与车身Y向3°左右的拔模面后,棱线不顺问题得到解决,图6所示为在车身Y向存在拔模面的翼子板门轴侧断面结构。在车身设计时,翼子板与门侧搭接处a-b段增加平面,平面与车身Y向有3°拔模角度,消除翼子板门轴侧目视圆角不一致而造成圆弧处整形积料诱发棱线不顺的问题。
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图7 翼子板门轴处的分缝角度
针对翼子板与前门分缝不合理导致的棱线不顺问题,对翼子板门轴侧数模进行SE分析后发现,将翼子板A柱部位和前门分缝线与车身Z轴夹角控制在10°以内,棱线不顺问题得到解决,图7所示为翼子板门轴处的分缝角度。车身设计时,在翼子板A柱部位和前门分缝线与车身Z轴夹角控制在10°以内,以实现A柱部位侧翻边为垂直翻边,保证机盖侧翻由一个斜楔完成。
02
工艺设计阶段
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(a)落料
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(b)拉深
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(c)修边+侧修边+冲孔
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(d)翻边+侧翻边+整形+侧整形
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(e)翻边+侧翻边+侧整形+冲孔+侧冲孔
图8 某车型翼子板成形工序
翼子板成形一般采用1模2件、左右对称式设计,一般由5副模具组合完成生产。图8所示为某车型翼子板的工序:①落料;②拉深;③修边+侧修边+冲孔;④翻边+侧翻边+整形+侧整形;⑤翻边+侧翻边+侧整形+冲孔+侧冲孔。
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(a)优选方案
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(b)补充方案
图9 门轴侧交刀示意图
图9所示为翼子板门轴侧交刀示意图,翼子板门轴侧翻边成形时,工艺设计优选翼子板A柱分缝切线与车身Z向夹角小于10°方案,优先选择垂直正翻边、垂直侧翻边方案,如图9(a)所示,制件造型及侧翻方向无法满足要求时采用补充方案,如图9(b)所示,经验证采用以上方案可解决与前门分缝造成的棱线不顺问题。
03
现场调试
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图10 研合方案
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