帶充電口的翼子板工藝優化研究

文／程巖·一汽轎車股份有限公司

隨著電動車市場的快速發展，帶充電口特征的側圍，翼子板也越來越多的出現在車身上。翼子板由于其形狀較小，搭接部件眾多，因而產品結構復雜，相對應的沖壓工藝及模具結構都較為復雜。翼子板在車身裝配過程中是最后安裝的零件，因與側圍外板、發罩外板、前門外板、前大燈、前保險杠、輪眉飾板、門檻等件都有搭接關系，控制點眾多，車身匹配及調整難度較高，導致對制件本身的尺寸和面品精度都有極高的要求，而充電口特征的增加，進一步增加了工藝難度，如何保證制件的面品及尺寸精度要求，并由制件傳統的六序工藝縮短到五工序，適應我公司最大載入五工序的生產線需求，成為了我公司急需解決的課題，本文主要介紹了帶充電口翼子板實現短工序的工藝改善方案。

工藝優化

產品充電口如果按傳統工藝，OP10拉延工序會將充電口填充，通過OP20預修邊、OP50翻邊整形、OP60精修邊三道工藝內容，其中要避開OP30發罩搭接側的斜楔整形工序及OP40與門搭接側的斜楔整形工序，所以帶充電口的翼子板需要六工序。

為了實現五工序，同樣要避開OP30發罩搭接側的斜楔整形工序及OP40與門搭接側的斜楔整形工序，只有改變拉延工藝造型，OP10拉延過程中充電口進行預成形，OP20進行預修邊、整形（工序合并），OP50 精修邊，如圖1所示。

拉延工藝型面改善

針對充電口拉延工藝型面，從圖2中的兩種方式對比分析可以看出，充電口中間工藝補充面撐起的狀態在材料成形過程中，板料型面始終貼緊凸模型面，充電口周圈成形時保證凸模型面周圍板料撐緊，成形穩定；而充電口中間沒有支撐的工藝補充面成形過程中產生了板料凹陷，充電口周圈成形時只有一側板料服貼，成形狀態不穩定，如圖3所示。根據模擬分析后油石檢查效果(圖4）也可看出，充電口中間撐起的工藝補充面品質量更好，故選定了充電口中間撐起的工藝補充形狀。

充電口預成形的工藝補充（圖5），既要保證成形過程板料流動均勻可控，又要保證后工序的預修邊位置在終成形底面且整形量＜5mm，經過多輪分析及模擬最終確定W/H＞4（W成形寬度，H成形深度），R凹＞15mm，R凸＞10mm(圖6）。

修邊整形工藝優化

充電口拉延預成形后，由于整形量較大需要進行預修邊及充電口整形，正常需要兩工序完成，為了實現翼子板五工序生產，此處進行了工藝優化，將預修邊及整形工藝復合在一道工序。

圖1 翼子板五序、六序工藝對比

圖2 充電口兩種工藝補充對比

圖3 成形過程對比

圖4 油石檢查結果對比

圖5 充電口預成形工藝補充

圖6 充電口預成形斷面

產品優化

原產品充電口位置、R角及回轉半徑，側立壁拔模角等尺寸皆對充電口的成形可行性、面品缺陷產生重要的影響，經過多輪的模擬分析及產品評審及產品溝通，產品得到了改善(圖7）。

圖7 產品充電口更改前后對比

充電口回轉半徑改善

通過全工序模擬分析后， 產品最小回轉半徑R為23.32mm，充電口四角會產生嚴重的面品缺陷（圖8），建議充電口回轉半徑R＞40mm，對產品進行改善。

圖8 更改圓角前產品打油石缺陷

充電口R角改善

充電口模擬分析后成形破裂(圖9），原R凸為1.5mm，R凹為3mm，模擬后底部四角開裂，建議R凸＞3mm，R凹＞8mm，對產品進行改善。

充電口側立壁拔模角改善

翻邊不同時觸料（圖10），按沖壓方向一側拔模角5°，一側拔模角25°，導致了產品成形過程中一側是翻邊，另一側是整形，給制件的面品帶來嚴重影響。建議按照沖壓方向四周側立壁改為3°拔模角，對產品進行改善。

圖9 更改前產品成形破裂

圖10 更改前產品立壁拔模角

充電口位置改善

充電口距輪眉棱線過近，易產生輪眉棱線滑移及充電口A面波浪，建議充電口到輪眉的距離＞30 mm。建議充電口到門縫輪廓的距離≥60mm，避免拉楔整形結構鑲塊強度過于薄弱（圖11），產品有了很大的改善。

圖11 更改前充電口位置

模具結構優化

翼子板常規的六序生產，充電口處的翻邊整形工序周圈是有上壓料板強壓控制的，內有下壓料板夾料翻邊整形，相對面品質量較好，翻邊整形結構如圖12所示。

圖12 六序翼子板充電口夾料翻邊整形結構

翼子板五序生產，充電口處的OP10預成形工序，拉延結構如圖13所示。如何保證板料成形過程中材料均勻流動受控，而不是自由成形，這對充電口的工藝補充有較高的要求，充電口的工藝補充變化會給充電口周邊的面品質量帶來很大影響。

圖13 五序翼子板充電口拉延結構

翼子板五序生產，充電口處的OP20預修邊整形工序，如圖14所示，保證板料先修邊再成形到位，通過對預修邊和整形工序進行合并，實現了翼子板的短工序生產。

圖14 五序翼子板充電口預修邊整形結構

修邊及整形的復合工藝優點是縮減了一道工序，缺點是修邊時制件無壓料，凸凹模修邊鑲塊間隙不當易產生制件毛刺，上模不壓料導致上模回程時刮件，制件局部會竄動產生變形。預修邊后整形使制件輪廓流動，上模回程時不會帶件，廢料部分通過上模彈頂銷確保不卡在刃口內，修邊輪廓通過精修邊工序確保尺寸精度，尺寸合格制件如圖15所示。

圖15 尺寸合格制件

結束語

本文通過對帶充電口特征的翼子板進行產品、工藝、結構的優化，徹底實現五工序生產，對降低模具投資，提高生產效率，起到巨大的作用。拉延模充電口全新工藝補充形狀的合理性，決定了后期充電口表面缺陷的嚴重程度；預修邊整形工序的工藝內容合并，滿足了短工序的要求；精修充電口的工序保證了充電口的尺寸公差要求。通過對產品結構的改善，降低了制件面品缺陷風險，通過對拉延模具、預修邊整形的復合模具、精修邊模具的改善，使得制件的面品公差和尺寸公差得到了有效改善，目前此工藝方案已經推廣應用到我公司后序車型中。