背門內(nèi)板涂膠支撐爪沖壓工藝補(bǔ)償方案

閆浩涵，林春雷，許曉燕

（北京汽車股份有限公司 沖壓技術(shù)部，北京 101300）

0 引言

隨著SUV車型在國(guó)內(nèi)的熱銷，各汽車廠推出不同尺寸、不同類型的SUV車型。SUV背門內(nèi)板與外板之間的涂膠支撐爪在包邊過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)涂膠支撐爪與背門外板間隙過(guò)大（不同車型間隙不同）的問(wèn)題。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)采用沖壓工藝補(bǔ)償法解決該問(wèn)題。

1 問(wèn)題產(chǎn)生原因

在背門內(nèi)板（包括涂膠支撐爪）、外板相關(guān)尺寸合格的條件下，背門內(nèi)板與外板包邊時(shí)存在間隙，間隙過(guò)大影響涂膠后的涂裝膨脹效果，進(jìn)而影響整車的NVH（整車噪音、震動(dòng)及舒適性），如圖1所示。

圖1 涂膠支撐爪斷面

首先在檢具上檢測(cè)沖壓件的尺寸是否合格，尤其注意涂膠支撐爪位置。常規(guī)檢測(cè)受人工檢測(cè)誤差影響，且一般忽視涂膠支撐爪的檢測(cè)，質(zhì)量不易控制，如圖2所示。現(xiàn)采用三坐標(biāo)掃面檢測(cè)，結(jié)果顯示涂膠支撐爪尺寸合格，如圖3所示。同時(shí)需考慮涂膠支撐爪是否變形，在原設(shè)計(jì)方案上增加了加強(qiáng)筋防止變形，如圖4所示。

圖2 常規(guī)檢測(cè)

圖3 三坐標(biāo)掃面檢測(cè)結(jié)果

從生產(chǎn)方面驗(yàn)證，沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線生產(chǎn)的沖壓件經(jīng)端拾器放置傳送帶上，零件未變形，將SPM（每分鐘沖次）提升到14。從匹配性驗(yàn)證，對(duì)背門內(nèi)、外板進(jìn)行扣合，未出現(xiàn)涂膠支撐爪與背門外板間隙過(guò)大的現(xiàn)象，如圖5所示。

經(jīng)上述分析，問(wèn)題出現(xiàn)在包邊過(guò)程，如圖6所示，受背門總成在包邊模上擺放位置的限制，力F會(huì)分解為F1和F2，其中F1作用使板料竄動(dòng)，F(xiàn)2完成包邊壓合。背門內(nèi)、外板在模具中有定位限制，內(nèi)板中間漏空，在力的作用下拱起，造成涂膠支撐爪與外板產(chǎn)生間隙，如圖7所示。

圖4 設(shè)計(jì)方案

圖5 匹配性驗(yàn)證結(jié)果

圖6 包邊受力分析

2 沖壓工藝方案實(shí)施

通過(guò)數(shù)據(jù)分析與驗(yàn)證，在沖壓工藝設(shè)計(jì)階段對(duì)背門內(nèi)板涂膠支撐爪進(jìn)行工藝補(bǔ)償可以解決上述問(wèn)題，具體方案如下。

圖7 涂膠支撐爪與外板產(chǎn)生間隙

（1）確定一致的受力方向。包邊模上擺放的背門總成與背門內(nèi)板沖壓受力方向一致，在該狀態(tài)下進(jìn)行沖壓工藝補(bǔ)償才有實(shí)際意義，否則補(bǔ)償值會(huì)發(fā)生變化，效果不佳。

（2）通過(guò)理論與實(shí)際分析，沖壓工藝補(bǔ)償值與沖壓受力方向F和涂膠支撐爪的延長(zhǎng)線夾角θ有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，補(bǔ)償方案參數(shù)如圖8所示。通過(guò)理論分析與實(shí)物驗(yàn)證，間隙值Z與夾角θ的關(guān)系如圖9所示。

圖8 補(bǔ)償方案參數(shù)

圖9 工藝補(bǔ)償值曲線

通過(guò)表1數(shù)據(jù)觀察工藝補(bǔ)償值與夾角θ的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)涂膠支撐爪的翻邊工藝補(bǔ)償需要以根部為圓心，按式（1）對(duì)應(yīng)輸入相關(guān)參數(shù)值，然后得出補(bǔ)償值。設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)模具對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖壓工藝補(bǔ)償設(shè)計(jì)，如圖10所示。

表1 工藝補(bǔ)償值與夾角θ的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖10 沖壓工藝補(bǔ)償角度

背門內(nèi)板涂膠支撐爪在理論上與包邊模垂直放料方向的夾角為39.5°，按照式（1）計(jì)算γ=17.1°。設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí)將翻邊整形工序的涂膠支撐爪從實(shí)際數(shù)模根部向模具沖壓受力方向偏離17°，工藝補(bǔ)償如圖11所示，補(bǔ)償后模具生產(chǎn)的背門內(nèi)板在包邊時(shí)彌補(bǔ)了包邊分力產(chǎn)生的拱起間隙，保證了背門內(nèi)板的成形質(zhì)量。工藝補(bǔ)償實(shí)際效果如圖12所示。

圖11 工藝補(bǔ)償

圖12 背門內(nèi)板涂膠支撐爪效果驗(yàn)證

3 結(jié)束語(yǔ)

在背門內(nèi)板成形工藝設(shè)計(jì)時(shí)，如果使用輥邊包合工藝、背門內(nèi)板涂膠支撐爪方案，則需要考慮背門外板與背門內(nèi)板涂膠支撐爪之間是否會(huì)產(chǎn)生間隙。如果理論分析存在間隙，通過(guò)沖壓工藝設(shè)計(jì)對(duì)背門內(nèi)板涂膠支撐爪的翻邊角度進(jìn)行補(bǔ)償，可以解決包邊間隙問(wèn)題，為整車質(zhì)量提供保證。