汽車前圍流水槽工藝研究及優(yōu)化

文/黃林，徐迎強·安徽江淮汽車集團股份有限公司

前圍是車身前部與車艙分隔模塊，而前圍流水槽零件則是前圍模塊最主要的結構之一。它的主要作用是通過零件自身溝槽的特殊結構將前窗流下的雨水排出車身，避免因雨水流進車身內部引起銹蝕問題。另外，它還在一定程度上傳遞來自車身前減振器的載荷。因此前圍流水槽在與車身其他零件搭接時，其配合間隙及位置精度等尤為重要。

前圍流水槽零件本身形狀并不復雜，因排水需要，其主體結構呈“U”字形。但因其料厚薄，回彈難以控制，且裝配要求較高，在實際裝車調試階段難度較大，調試到合格產(chǎn)品件消耗時間多。不同的車型前圍流水槽的結構也不盡相同，一般分為分體式與整體式結構，整體式結構比較常見，可節(jié)約模具的開發(fā)成本，而分體式前圍流水槽調試難度相對較低。本文主要基于整體式前圍流水槽結構進行分析，并簡單介紹分體式前圍流水槽的調試特點。

產(chǎn)品結構

圖1為三種前圍流水槽的結構形式，(a）(b）為整體式結構，(c）為分體式結構（零件A和B），即減振器安裝孔（圖1(a）2位置）與側面的立壁面(圖1(a）1位置，與通風蓋板搭接）不在同一個零件上，中間通過焊接搭接在一起。

工藝設計

圖1中的三種前圍流水槽的材質料厚分別為 B170P1-0.8mm、H180YD+ZF45/45-0.7mm、H220YD+ZF45/45-0.8mm，各材質的性能參數(shù)見表1。

因零件尺寸較大，翻邊的位置及孔的數(shù)量較多，整體式前圍流水槽基本為5序模具完成，如圖3所示。主要工序內容為：拉延→修邊+沖孔→側修邊+沖孔→翻邊+整形→沖孔+側沖孔。分體式則是由兩個零件搭接而成，因此需要增加一個零件模具工裝開發(fā)。

圖1 前圍流水槽兩種結構

圖2 前圍流水槽分總成結構

圖3 整體式前圍流水槽工序內容

表1 各材質的性能參數(shù)

工藝設計階段，考慮到零件底部平面起伏較大，普通拉延方式可能會造成起皺缺陷。為確保前圍流水槽底平面的質量，模具在第一序拉延模上做雙活設計，即在上模設計壓料芯結構，壓住局部板料再成形。經(jīng)CAE模擬分析后，如圖4所示，零件局部可能存在一定回彈，因此需在回彈區(qū)域做適當回彈補償，減少回彈量。

圖4 某車型整體式前圍流水槽回彈分析結果

裝車問題點

整體式前圍流水槽在調試期間的主要問題在于單件自由狀態(tài)翻邊面回彈，即減振器安裝孔所在面與立壁翻邊面的角度相對于數(shù)模增大，而分總成的定位孔在立壁翻邊面的法蘭邊上，導致減振器安裝孔向-X方向偏移(圖5）。另一方面，零件料厚較薄在焊接后易受焊接精度的影響，存在不穩(wěn)定性。

圖6是一個分體式前圍流水槽帶立壁翻邊的零件，零件A工序內容與整體式前圍流水槽基本相同，但因減振器安裝孔與立壁翻邊面不在同一個零件，在翻邊回彈的情況下，可以通過調整零件B與其搭接的止口邊，向中間靠近，可作為一個改善偏孔的手段，減少調試的難度。

圖5 前圍流水槽分總成在檢具上的狀態(tài)及偏孔方向

圖6 分體式前圍流水槽裝配

結論

針對前圍流水槽單件及分總成的回彈、偏孔等問題，經(jīng)過現(xiàn)場多輪調試，主要措施分以下幾方面：

⑴調整模具的翻邊間隙，提升模具研合率，盡可能保證沖壓單件的精度及穩(wěn)定性，減小回彈量。

⑵采用立式工位器具(圖7），不疊放，減小存放及轉運過程中的變形。

圖7 前圍流水槽工位器具

⑶在減振器安裝孔上增加輔助定位銷，過定位約束X方向的相對位置。

⑷針對已出現(xiàn)的調試難點形成總結，在產(chǎn)品件設計階段考慮調試的方便性，綜合考慮開發(fā)成本的情況下，盡可能從設計源頭降低后期裝車困難。