汽车车身覆盖件由于具有不规则的空间曲面,轮廓尺寸大,板薄,刚度低,精度要求高,因此冲压成形困难。同时,其冲压模具尤为复杂,质量上容易出现回弹、起皱、拉裂、表面缺陷和平直度低等问题,需要认真加以克服。
1.车身覆盖件成形工艺分类
为了有利于冲压成形,简化冲压工序与模具结构,根据汽车车身外形特点(主要是覆盖件本体的对称性)和拉深复杂程度,可以将各类覆盖件分为:
(1)对称型覆盖件,如水箱罩、前围板、发动机罩、行李箱罩等。
(2)不对称型覆盖件,如车门外板、车门内板、前后翼子板等。
(3)可对称成形覆盖件,如左、右前围侧板和左、右顶盖边梁等,可安排一模两件。
(4)带凸缘面的覆盖件,如车门外板。
(5)压弯覆盖件,如带风窗玻璃框的轿车顶盖、后行李箱盖板等。
需要指出的是,对于对称型或不对称型覆盖件,还可以按其拉深变形复杂程度与拉深高度分为均匀拉深与不均匀拉深或浅拉深和深拉深等。
2.覆盖件冲压基本工序
覆盖件形状复杂,轮廓尺寸大,不可能简单地经过一两道冲压工序就制成。
覆盖件冲压成形的基本工序有落料、拉深、翻边、整形、冲孔和修边等。根据实际需要和可能,可将落料—拉深、修边—冲孔、修边—翻边或翻边—冲孔等工序复合进行。所谓工序复合,是在压力机上滑块一次行程中于模具同一工位同时完成两道以上工序。
(1)剪板和拉深。覆盖件冲压成形先从剪板和拉深开始。剪板一般通过开卷—剪板自动线上完成。拉深工序是汽车覆盖件冲压基本成形工序。覆盖件的形状主要通过板料毛坯在拉深模中拉深成形。拉深件需经过整形和修边。
(2)落料。落料工序一般安排在拉深、翻边后再进行,要通过落料才知后续拉深工序所需要的坯料形状和尺寸。因为在生产技术准备时,覆盖件形状复杂,不可能事先计算出其准确的坯料尺寸,所以必须在拉深工艺试冲成功后才能确定坯料的形状和尺寸。
(3)整形。整形工序主要是将拉深工序中尚未完全成形的覆盖件形状成形出来。其变形性质一般是胀形或局部成形,通常和修边或翻边工序一同复合完成。胀形或局部成形是保持覆盖件整体形状与尺寸不变,只是通过局部面积增大、壁厚减薄而成形局部,如压制加强筋和标牌字样等。
(4)修边。修边主要是切除拉深件上的工艺补充部分和四周边角余料。工艺补充部分仅为拉深工序所需要而增加的板料补充部位。凡是非拉深件结构本体部分,包括工艺补充面,应在拉深成形后于修边模中切除。
(5)翻边。翻边主要是根据需要将覆盖件的边缘进行翻边,一般安排在修边之后。(www.daowen.com)
(6)冲孔。冲孔用以加工覆盖件上的各种孔,一般安排在拉深或翻边之后进行。若先冲孔,会造成在拉深或翻边时孔的位置、尺寸、形状发生精度变化,影响以后覆盖件的安装与连接。
3.车身覆盖件的拉深工艺
前已说明,车身覆盖件冲压成形工序多,一般需要4~6道甚至10道以上工序才能完工。然而,又往往只希望采用一次拉深成形。因此,在车身覆盖件的拉深成形中,需要特别注意以下技术要点:
(1)拉深工艺设计要为后续工序坯料的定位创造有利条件。如图4-15所示,拉深工序充分考虑了修边时的定位要求。其中4-15(a)表示模具左边设置了工件边定位槽;如图4-15(b)所示,设计了为工件定位用的工艺孔和导正销。
图4-15 拉深工序为修边工序考虑的工件定位结构
(a)翻边修边定位;(b)工艺孔修边定位
1,4—工件切割线;2—定位槽;3—修边凹模
(2)反向拉深的应用。对于覆盖件上与冲压方向相反的局部成形,可以通过同时采用反向拉深成形,如图4-16所示。但需注意,在正拉深成形时,常采用凸、凹模大圆角,使得其正拉深侧壁保持一定斜度。此时要求反拉深的深度不得超过正拉深的深度。中部反拉深部位建议采用30°斜度的侧壁,深度≤20mm。
图4-16 覆盖件的反拉深成形和减小深度等措施
(3)非拉深工序主要靠胀形或局部成形来实现,如覆盖件上的装饰棱线、装饰肋条、装饰凹坑、加强肋、躲避包等部分结构等。为防止开裂,需要采取局部加大圆角,使成形侧壁成一定斜度。
(4)两覆盖件间衔接与配合要求严格。即相连装饰棱线、装饰肋条、凹坑等要尽量吻合一致,光滑过渡,间隙要小,不影响外观。
(5)覆盖件凸缘的内圆角半径的控制。其凸缘的内圆角半径一般取8~10mm,当小于5mm时可增加整形工序。
(6)“成双拉深法”的应用。对于形状对称,零件尺寸又不太大的覆盖件,可采用“成双拉深法”,可通过增加工艺补充而设计成一个拉深件进行整体拉深,冲压成形后再切开成两件,如图4-17所示。
图4-17 成双拉深的工艺补充
(a)两产品示意图;(b)成双拉深件示意图
(7)选用冲压性能好的材料。覆盖件材料要求有良好的塑性变形能力,一般多为08或08Al等高强度镀锌钢板。
(8)对于浅拉深件,要注意控制好回弹。
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