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冲压模具/锻压/冷镦模具 |
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对开门外板件的冲压工艺方案 |
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作者：北汽福田汽车潍坊模具厂 张建彬 来源：AI汽车制造业 |
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目前，随着汽车行业的快速发展，我国的汽车市场正在从单一的实用性到多功能型、从一般的代步工具到全方位满足个性需求方向转变，这种转变进一步促进了我国多功能汽车的快速发展。多功能汽车集轿车、旅行车和厢式货车于一身，具有广泛的用途。多功能汽车既可乘客又可装载货物，它比微货、轻卡高级，比轿车随意，同时又不失动力强劲的特性，在大城市不受限行，既解决了轿车所不能解决的问题，又解决了皮卡不能通行的问题。同时，其类似于厢式货车的车身设计，不仅空间宽敞容量大，而且还兼具轿车的舒适性和操作的安全性，因此越来越受到人们的青睐。各大汽车制造厂家也看好这一市场，纷纷推出自己的新型多功能车，为此，我公司也于不久前发布了自己的多功能迷迪“商.家车”（如图1）。在迷迪“商.家车”的开发中，我厂承担了其白车身关键外覆盖件的翼子板、顶盖、前门、后门及后背门等产品模具和压合模的设计与开发任务，在整个开发过程中积累了一些经验，现以对开门外板为例，总结个中经验与同行分享。 
图1 迷迪“商.家车”
产品介绍
图2为我公司自主开发的多功能迷迪“商.家车”的对开门外板，其材料为DC05，料厚为0.8mm，外形尺寸长1 280mm、宽680mm。本件在汽车外覆盖件属于A级零件，要求外表面必须光顺平滑、棱线清晰、刚性良好，同时由于它与侧围、顶盖、后地板及后车灯等零件搭接，因此压合包边后的四周外轮廓精度要求较高，公差要求为±0.5mm。
图2 对开门外板
冲压工艺性分析及方案确定
由图2可知，从零件整体上看，零件的主要部位相对比较平坦，零件成形时凸模表面与毛坯以大面积接触，由于平面上的拉应力很低，材料得不到充分的塑性变形，这对增强零件的刚性不利。零件四周轮廓3处可以正修，一处需要侧修完成。零件边界前侧具有内凹缺口，修边后废料难于下滑，需要先切周边再将其切成小料豆，故可在一序模具上实现。由于零件上的圆孔位于主平面和斜面两个不同面上，且距离较近，因此需要通过两次冲压完成。斜面上的圆孔法向方向对应处需要翻边，故冲孔只能通过钩冲实现，因此窗口必须在钩冲前序一次冲出，以便将钩冲机构驱动器置于窗口内。该产品最终状态要与内板压合成一个整体，这就要在保证内板能够放入的前提下，控制各翻边角度在105°以内，以满足后序压合模的要求。展开后的翻边数模，从零件的整体趋势上看，通过调整冲压方向，前后侧翻边可以正翻，而左右侧翻边需要侧翻完成，但由于零件前侧还要整形，因此翻边需要通过两道工序才能完成。
综上分析，最终确定冲压工序为以下四序：
第一序：拉延（图3a）；
第二序：修边冲孔侧修边（图3b）；
第三序 ：翻边整形侧冲孔（图3c）；
第四序：翻边侧翻边（图3d）。
图3 对开门外板的冲压工序
冲压缺陷预测与措施
如图2所示，经产品工艺性分析，冲压缺陷预测如下：
1. 在A处，整条棱线的圆角半径为R3，上下表面相差20多毫米，直接拉延易开裂。
2. 在B处，其形状过尖，材料不易移动，故拉延时易在此处开裂。
3. 在C处，因拉延材料流动不均易出现表面不光顺。
4. 后序压合时，外板轮廓易向内滚动。
5. 拉延冲击痕容易上升到D处产品表面上。
图4 过拉延处局部放大视图
针对以上预测的冲压缺陷，我们采取了如下应对措施：
1. 产品A处的整条棱线采用先过拉延成形出来，然后通过后序整形至产品形状，过拉延具体尺寸如图4。
2. 在产品B处，通过降低和减缓压料面的高度及形状来保证拉延时外界材料补充充分，保证零件拉延后不开裂。
3. 在图5所示的阴影区域采用负料厚间隙做法，即在加工型面时，以拉延凸模为准，上模对应区域料厚间隙取0.6mm（ 产品料厚为0.8mm），在拉延到下死点时，对该区域墩死校平。
4. 四周轮廓采用过翻边0.5mm，确保零件四周外轮廓压合后的高精度要求。
图5 拉延负料厚位置图
5. 满足图6所示设计要求，即L0大于L1，将拉延冲击痕排除在产品型面外。
图6避免拉延冲击痕设计要求：L0大于L1
模具的调试验证
由于在制定产品冲压工艺方案时，我们就对产品可能产生的冲压缺陷进行了详细的预测和分析,并制定了相应的应对措施，所以实际生产模具调试时十分顺利，仅用了4轮就调试出了合格的拉延件（如图7），大大缩短了拉延模的调试周期。同时，后序的翻边模研配后，经过3轮的调试就达到了预期的效果，生产出了满足要求的合格产品零件。
图7 拉延件实物
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(2/19/2009) |
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