解决发罩外板冲压件前挡风玻璃处波浪变形问题_高秀峰.pdf

锻造与冲压 2023.466Product产品 研发与设计解决发罩外板冲压件前挡风玻璃处波浪变形问题文高秀峰，吴旭坤，赵继鑫广汽本田汽车有限公司针对发罩外板冲压件前挡风玻璃搭接处的波浪变形问题，通过对波浪变形的原因进行理论分析和试验验证，进行模具结构的优化，解决了该处波浪变形问题。随着用户审美的提高，汽车整车造型更加时尚、新颖，冲压产品的造型也变得更加复杂。为满足用户的高品质需求，冲压产品品质也要随之提高。汽车发罩总成由发罩外板和发罩内板通过包边组合而成，发罩外板是车身上大型外观零件，其造型复杂，表面质量要求高，轻微的外观变形都会降低整车的商品性。在模具调试过程中，发罩外板前挡风玻璃搭接处在翻边、包边工序经常发生波浪变形等不良问题，采用常规的模具研配、调试手法只能轻微改善波浪变形，需要分析波浪变形产生的真正原因，从本质上消除波浪变形不良问题。本文结合发罩外板产品造型和模具结构工艺，通过理论分析发罩外板前挡风玻璃位置在翻边、包边工序产生波浪变形的原因，结合理论分析和试验验证，提出消除发罩外板波浪变形模具的恒久方案。经过批量生产的验证，模具恒久方案可行、有效，解决方案可以为发罩外板、行李厢盖外板等模具结构设计提供参考。发罩外板挡风玻璃处波浪变形分析汽车冲压模具工艺介绍 按照模具成形工艺划分，汽车冲压模具分拉延、修边、翻边、包边等工艺模具。拉延确定产品的形状，修边将拉延件多余废料切除，翻边确定外周轮廓线，包边将外板、内板压合在一起。修边工序在将多余废料切除时确定了产品的修边线，后工序按已定的修边线进行翻边、包边。若已定的修边线长度大于需求的翻边线和包边线长度，翻边、包边工序会出现材料堆积；若已定的修边线长度小于需求的翻边和包边线长度，翻边、包边工序会出现材料拉扯，材料的堆积和拉扯均会引起外观面的变形。发罩外板产品造型分析 如图 1 所示，由于整车造型的需要，发罩与前挡风玻璃搭接处的轮廓线为圆弧形。发罩外板在修边工序确定了修边线长度 L1，后工序以修边线 L1为基准进行翻边和包边。由图 1 可知，翻边线轮廓圆弧的半径修边线轮廓圆弧的半径，即翻边线长度 L2修边线长度 L1；同理，包边线轮廓圆弧的半径翻67 2023.4 Forging&MetalformingProduct产品 研发与设计边线轮廓圆弧的半径，即包边线长度 L3翻边线长度 L2修边线长度 L1。以图 1 中 b 车型发罩外板为例，L1 1513.4mm(基准)，L2 1525.7mm(L112.3mm)，L3 1540.7mm(L1 27.3mm)，L3 L2 L1。发罩外板前挡风玻璃处波浪变形分析 如图 2 所示，由于翻边线长度 L2修边线长度L1，为了补偿翻边线与修边线的周长差，翻边时向外观面进行第一次“借料”，“借料”造成外观面材料不均匀扰动，导致前挡风玻璃处的外观面产生波浪变形；由于包边线长度 L3翻边线长度 L2，为了补偿包边线与翻边线的周长差，包边时向外观面进行第二次“借料”，前挡风玻璃处的变形加剧。材料在翻边、包边过程中的两次扰动造成了发罩外板前挡风玻璃处外观面的波浪变形，极大的降低了发罩外板的商品性。发罩外板挡风玻璃处波浪变形对策试验验证 通过理论分析，由于前挡风玻璃轮廓圆弧修边线、翻边线、包边线的周长差，翻边、包边时向外观面“借料”是导致发罩外板前挡风玻璃处波浪变形的直接原因。为了补偿在翻边、包边工序的周长差，在修边件的修边线上开小口，翻边时小开口第一次扩大，补偿翻边线与修边线的周长差；包边时小开口第二次扩大，补偿包边线与翻边线的周长差。如图 3 所示，经过多轮试验验证，发罩外板在修边线上开小口，经过翻边、包边后前挡风玻璃处无波浪变形，外观满足品质要求。图 1 发罩外板造型分析图 2 发罩外板波浪变形的原理恒久方案试验结果与理论分析相互印证，通过补偿圆弧处修边线、翻边线、包边线的周长差，可以解决前挡风玻璃处的波浪变形不良。但在发罩外板修边线上开小口，则无异于开裂不良，不符合产品品质要求。若在修边线上加小凸包，翻边时小凸包被第一次压平，补偿翻边线与修边线的周长差；包边时小凸包被第二次压平，补偿包边线与翻边线的周长差。如图 4 所示，在发罩外板修边线增加小凸包，不仅可以补充轮廓圆弧内外径差，而且满足产品不能开裂的品质要求。图 3 小开口试验图 4 模具凸包恒久对策锻造与冲压 2023.468Product产品 研发与设计模具最优方案选择 在修边件的修边线增加凸包，可通过拉延工序或修边工序实现。若凸包在拉延工序实现，由于拉延成形过程中材料流动，先接触到凸包的点会流入到外观面引起发罩外板外观变形。在修边工序通过压料板与下模的强压实现凸包(图5)，则可以避免凸包影响到外观面。同时需要在翻边、包边结束语从产品造型、材料扰动、模具成形的原因分析发罩外板前挡风玻璃处产生波浪变形的原因，通过优化模具结构工艺，解决了发罩外板前挡风玻璃搭接处由于轮廓线造型和模具工艺缺陷导致的波浪变形不良。研究结果可为发罩外板、行李厢盖外板模具结构设计提供参考，为行业解决类似不良提供对策思路。未来整车造型会更加时尚、新颖，冲压产品造型也会变得更加复杂，需要不断改进优化过往的模具工艺，才能适应时代及行业发展的要求。图 5 修边模具凸包图 6 翻边模具凸包处避空工序凸包对应位置的镶块进行相应的避空(图 6)。在发罩外板修边工序模具前挡风玻璃的修边刀口增加凸包造型，经过修边剪切时的成形，发罩外板修边工序件上生成凸包造型，如图 7 所示。修边线上的凸包可用于补偿翻边线、包边线的周长差。如图 8 所示，经过翻边、包边工序后发罩外板前挡风玻璃处均无波浪变形不良，满足整车外观品质要求，发罩外板前挡风玻璃处的波浪变形得到完美的解决。图 7 修边工序产品凸包图 8 发罩外板前挡风玻璃处无波浪变形