轎車側圍上檻翻邊整形方式研討

上海賽科利汽車模具技術應用有限公司 （201209） 王 勇

轎車側圍上檻翻邊整形方式研討

上海賽科利汽車模具技術應用有限公司 （201209） 王 勇

隨著主機廠對成本的壓縮，側圍工序的數量也在壓縮，大多都采用4道工序（不包含落料模）的側圍沖壓工藝，同時需要保證模具結構強度以及沖壓零件的產品質量，這就給側圍上檻的沖壓工藝帶來了更大的復雜性。側圍上檻需要與頂蓋以及前后風窗進行搭接匹配，產品上存在負角且形狀復雜，后工序需要進行側翻邊整形工藝，側翻邊整形的沖壓工藝制定方案以及側整形質量直接影響著整個零件的外觀質量及尺寸精度。

1.一道工序法

一道工序法為側圍上檻在一個工序內采用一個斜楔將負角區域整形到位，此種方法沖壓工藝通常為OP10拉延、OP20上檻修邊（直修或者側修到產品），OP30上檻進行側翻邊整形，斜楔方向為車身坐標系，OP40進行上檻法蘭面上的側沖孔或者其他區域的沖孔。此種工藝的優點為能夠保證上檻圓角的光順度，無翻邊交刀痕跡，這樣模具結構簡單并且強度好。

此種工藝的缺點是，OP30上檻由于采用一個斜楔進行側翻邊整形，側圍上檻弧度較大，會造成兩側區域，尤其是A柱區域整形角度差，整形刀塊的運動方向與整形輪廓的法線方向存在很大的夾角（見圖1），整形過程中整形刀塊向夾角較大區域進行趕料，會造成法蘭面起皺甚至疊料，能否采用此種工藝方式取決于此處的翻邊整形的CAE分析結果的好壞。此種缺陷產生與否與此處的產品形狀也有很大的關系，產品特征如果存在吸料坑、吸料凹槽或者法蘭面上的工藝缺口就大大減輕了這種缺陷，直到滿足質量要求為止，如圖2所示。

圖1 上檻翻邊整形方向

圖2 產品特征及CAE結果

2.一道工序帶下壓料法

在高檔轎車的白車身焊裝中，側圍與頂蓋搭接處通常為激光焊接甚至是激光釬絲焊接（見圖3），這就要求不但側圍上檻的外觀質量及圓角的光順度要好，而且側翻邊整形的側壁以及法蘭面的平整度也要高。此種情況下通常采用一道工序帶下壓料法，沖壓工藝為OP10拉延，OP20直修（不修到產品，修邊處在拉延壓料面上，距凹模口切線10mm保證修邊壓料板強度），OP30上檻側翻邊整形，側整形刀塊下面安裝下壓料板，壓力源為氮氣缸，側整形刀塊接觸板料前，下壓料板先將廢料壓在下凸模上，然后側整形刀再進行整形（見圖4），OP40上檻側精修。此種工藝方法不但能夠滿足上檻的外觀質量及圓角的光順，并且能夠滿足側整形側壁以及法蘭面的平整度。此種方法應用于與頂蓋搭接處為激光焊且上檻弧度較為平緩的側圍，缺點為OP30模具結構復雜、調試以及沖壓生產維護難度大。

圖3 側圍與頂蓋之間激光焊斷面

3.一道工序僅A柱區域帶下壓料法

這種方法與一道工序帶下壓料法的區別在于此種方法上檻翻邊整形僅A柱區域帶下壓料。此種方法OP20僅A柱區域修邊不到產品，上檻其他部位修邊到產品，OP30上檻側整形時，僅OP20修邊不到產品區域進行下壓料。此種方法應用于側圍A柱翻邊整形處產品形狀復雜（見圖5），A柱側整形由深到淺過渡小于100，A柱區域側翻邊整形需要采用帶下壓料板，否則會出現疊料現象。此種工藝方法比一道工序帶下壓料法稍微簡單一點，壓料區域略短。

圖4 一道工序帶下壓料法斷面圖

圖5 某側圍A柱區域產品形狀

4.兩道工序法

兩道工序法為整個上檻的負角區域翻邊整形通過兩道工序完成，兩道工序存在翻邊整形交刀。此種工藝方法通常為OP10拉延，OP20側修邊到產品，OP30上檻局部側整形，OP40上檻其余部位側整形。此種工藝方法應用于側圍上檻弧度較大的情況下，如果采用一道工序法進行側翻邊整形，上檻左右兩側區域由于整形輪廓線與斜楔方向夾角過大，材料流入方向與整形輪廓法線不一致，會造成整形結束后零件產生過渡扭曲，影響零件的整體尺寸精度以及面品質量，采用兩道工序法可以在很大程度上避免這種問題。但是此種工藝方法上檻側翻邊整形存在前后工序交刀，在側壁以及法蘭面上容易出現交刀的痕跡，以及圓角不順，影響產品的外觀質量（見圖6）。

圖6 交刀處痕跡

兩道工序法上檻整形又分兩種，一種是OP30先整形上檻的兩側區域，OP40整形上檻的中間區域以及燈口鷹嘴區域；另外一種OP30先整形上檻的其中一側，OP40再整形上檻的另外一側。第一種應用于側圍上檻整形弧度較為均勻的情況，多用于三廂車，第二種應用于上檻A柱側區域弧度較大的情況，而其他區域弧度平緩的情況，多用于兩廂車（見圖7）。

圖7 三廂車與兩廂車

5.兩道工序A柱區域帶下壓料法

這種方法與兩道工序法的區別在于此種方法A柱區域整形帶下壓料。工藝方法為OP10拉延，OP20上檻A柱處直修（不直接修邊到產品），其他區域側修到產品，OP30A柱處（帶下壓料板）及側圍后部側整形，OP40A柱處側精修，上檻中間側整形，燈口鷹嘴處側整形。此種方法應用于側圍A柱區域側整形輪廓與翼子板匹配處帶有明顯臺階（見圖8），側整形由深到淺過渡區域小，A柱側整形側壁深度大，法蘭面寬， A柱區域側翻邊整形必須采用帶下壓料板，否則會出現疊料現象。此種工藝的缺點是A柱處調試過程中需要調試下壓料板的壓料力，壓料力太大會造成整形開裂，壓料力太小會造成整形起皺，調試以及生產維護困難。

圖8 某側圍A柱處產品造型

6.兩道工序A柱區域切整法

這種方法為兩道工序A柱區域帶下壓料法的改進，此工藝方法與兩道工序A柱區域帶下壓料法的區別在于在OP40進行A柱區域的側整形，OP30整形上檻其他區域，在OP40中把A柱區域的下壓料板改為了下兜料方式，節省了壓力源，在整形2mm到底前將廢料切除。此種工藝方法適用于OP30不能對A柱區域進行側整形并且A柱區域法蘭面容易出現起皺情況的側圍工藝。此工藝方法的缺點是模具結構非常復雜，在下凸模有回退機構的情況下還要考慮掉廢料問題，現場調試以及生產維護困難。

7.結語

不同的側圍產品，其上檻形狀也不同；不同的搭接匹配方式，需要的關注點也不同，側圍上檻側翻邊整形工藝需要根據實際產品形狀、裝車匹配要求以及CAE分析結果定制（本項目由上海市重大技術裝備研制專項（ZB-ZBYZ-02-11-1616）資助）。

20130410）