側圍外板頂邊梁正修邊結構與工藝淺析

馮海群，龐高磊，夏燦添

（廣汽乘用車有限公司，廣東廣州511434）

1 引言

隨著我國汽車行業快速發展，車企的競爭越來越激烈，成本的控制也是各個車企采取的有效手段。因此在保證質量的前提下，各個環節采取降本策略。在制造環節中，沖壓汽車覆蓋件的模具成本中占有一定比。設計簡便的模具能降低制造成本、降低量產期的維修保養成本。現以某轎車的側圍為例，從頂邊梁（見圖1）正修與側修的模具結構差異、正修邊的工藝進行分析。

圖1 側圍制件圖

2 修邊工序模具基本結構

2.1 修邊工序定義

一個制件的成形，一般需要4個工序：拉伸、修邊、翻遍、沖孔，修邊工序是把拉伸成形后板件（見圖2）修剪廢料區域的過程（見圖3）。

圖2 拉伸成形后外形

圖3 修邊后外形

2.2 修邊工序模具組成

修邊模結構一般由下模、上模、壓料板構成，如圖4、圖5、圖6所示。下模、上模都安裝修邊刀；壓料板是裝配在上模，其目的是壓住板件，使得修邊過程不會產生毛刺、變形，如圖7所示。

圖4 側圍修邊工序下模

圖5 側圍修邊工序上模

圖6 側圍修邊工序壓料板

圖7 修邊斷面圖

3 正修邊與側修邊的結構差異

3.1 正修邊

關于側圍頂邊梁正修邊，修邊刀固定在上模，修剪的方向與機臺沖壓方向一致，日系車企（本田、豐田）多采用此結構，其結構簡單。

正修邊的條件是：修邊角度θ＜15°（修邊角度即是制件修邊位置的形狀與水平角度的夾角）。圖8所示的是某車型實際修邊角度θ=5°，這樣在修邊過程刃口不容易崩，減少毛刺產生，而且能縮短廢料排放通道，切完的廢料直接滑出模具外。

圖8 斷面A-頂邊梁正修結構

3.2 側修邊

如果正修邊角度＞15°，則需要設計側修斜楔CAM，使得滿足修邊角度要求，如圖9所示。

圖9 斷面B-頂邊梁側修結構

斜楔是掛在上模，上模往下運動時，與下模的驅動導板接觸實現修邊動作。在此過程，斜楔不是固定式，導板滑動存在滑動間隙（約0.05mm），因此斜楔的穩定性不如正修邊結構，板件容易出現毛刺，且廢料通道呈“L”形，不利于廢料的排出。

4 側圍頂邊梁正修邊的工藝要求

若要實現正修邊，則修邊角度θ＜15°，有些車型側圍頂邊梁部位的角度滿足不了此要求，會在拉伸成形時角度攤開，如圖10所示，做成小平面。

圖10 正修邊制件與拉伸數模斷面圖

但攤開的前提滿足以下兩點：

（1）拉伸工序成形時不能出現開裂或者暗裂，即通過CAE分析確保板厚的減薄率＜25%（基準值），特別是頂邊梁內側的A柱、B柱、C柱（見圖11），通過某車型側圍頂邊梁采用正修邊的實際CAE分析減薄率結果如表1所示。

圖11 頂邊梁內側減薄率

表1 CAE分析減薄率

（2）拉伸、修邊、翻遍工序的制件沖壓擺角設置合理。由于制件的造型已定型，在成形上取最優的擺角，使得拉伸成形不開裂、修邊工序的修邊角度滿足15°以內，翻遍工序頂邊梁的法蘭不出現起皺等。基于上述條件，某車型的側圍的實際制件沖壓擺角如圖12、圖13、圖14所示。

圖12 拉伸工序擺角

圖13 修邊工序擺角

圖14 翻遍工序擺角

5 結束語

通過側圍頂邊梁正修與側修的模具結構差異以及正修的工藝分析，正修邊模具結構簡單，降低模具制造成本，減少修邊刃口的崩刃，有利于廢料排出，降低模具的生產故障率，減少模具的保養成本。