包邊模具工藝設計要點及流程

文/胡芳鴿·廣汽本田汽車有限公司

包邊模是利用包邊模具把一個工件邊沿向內折疊，使之包含并夾持住另一個工件，從而連接兩個或更多工件而形成包含狀態(tài)的整體零部件。由于板料包邊工藝的復雜性，包邊模的設計和生產比較困難，包邊板料變形區(qū)域小且變形大，導致計算時間長，分析難度大。本文針對本田過往量產包邊模和行業(yè)內的包邊模展開一系列研究，從成形工藝、結構設計和編程加工等方面提取設計要素、梳理了包邊模具成形工藝設計流程，并通過實踐總結，為后續(xù)新車型提供了技術標準，可有效節(jié)約設計、制造成本，縮短包邊模設計開發(fā)周期。

包邊模具在汽車工藝中應用

汽車生產四大工藝包含沖壓、焊裝、涂裝和總裝，沖壓是在壓力機的作用下，通過沖壓模具使鋼板發(fā)生塑性變形，最終成為我們所需要單品零件形狀。焊裝是把四門兩蓋分總成、側圍分總成、底板分總成、由小件焊接而成的車體鈑金合件，通過傳輸裝置、夾具、合裝臺等設備定位后，焊接合裝，完成汽車白車身。本文闡述的包邊模是焊裝車間完成四門(前、后車門)兩蓋(發(fā)動機、行李廂蓋)分總成所使用的模具(圖1)，即四門兩蓋的外板、內板在包邊機的作用下，通過包邊模具進行包邊(圖2)，生產出我們需要的半總成零件。包邊模具工藝規(guī)劃和設計是否合理，直接影響總成零件及白車身零件的精度，對于汽車品質至關重要。

圖1 使用包邊模的零件

圖2 包邊模的作用

過往包邊模具不良總結與分析

如圖3 所示，通過對過往包邊模具制造、維修記錄進行匯總和分類，分析發(fā)現(xiàn)：包邊總成表面品質不良以及凸緣外翻(包不住邊)的主要原因是模具制造不良；而量產維修主要是因為主包邊鑲塊磨損、預包邊鑲塊磨損、上型導正定位銷位置不良造成。

圖3 量產維修匯總分析

基于不良分析，得出以下結論，如圖4 所示。

圖4 預包邊、主包邊、定位導正銷對包邊的影響

(1)影響包邊效果的因素有預包邊，主包邊，定位導正銷等。

(2)預包邊效果如何在于選擇合理的預包邊工藝角度。

(3)主包邊效果的前提是建立在合理預包邊的基礎上。

基于以上，需提取包含以下兩個方面的要素：(1)影響預包邊效果的因素；制約預包邊和主包邊的相關項目因素,找出相互的聯(lián)系。(2)影響主包邊效果的因素；如何制作可行的工藝型面用來加工制作包邊模具。

包邊模具工藝設計要素提取及標準建立

研究以往的包邊模具，再結合新車型制造和量產模具維修履歷，包邊模具設計要素的提取須包含以下三個方面的內容：包邊工藝成形性、結構設計性、編程加工性。充分發(fā)揮小組成員在成形工藝、結構設計、編程加工項目推進等方面的技術優(yōu)勢，初步總結出各領域的設計要點，如表1 所示。

表1 包邊模具工藝設計要點總結

雖然已經初步提取了設計要素，但需要細化和量化相關要素參數(shù)，逐項量化內容項目的工藝基準，讓標準能夠起到指導大家“如何做，做多少”的效果。結合H 牌圖紙數(shù)據(jù)、其他廠家包邊設計標準，分析總結需要量化的參數(shù)基準，如圖5 所示。

圖5 工藝基準量化開展思路

(1)包邊成形角度和預包邊順序基準整合。

按照該思路，整合了H 牌發(fā)動機罩、前車門、后車門、尾蓋的包邊模參數(shù)特性，再結合日本荻原設計標準，設定包邊模工藝設計參數(shù)基準，如表2 所示。

表2 包邊模具工藝設計基準

(2)預包邊機構的設定基準。

參考《日本三協(xié)標準件使用說明》，整合出關于如何選擇和使用預包邊結構的原則和依據(jù)，其中尤為重要的兩項依據(jù)是傾斜角度&零件特性，如表3 所示。

表3 預包邊模具機構設計基準

(3)預/主包邊鑲塊的結構基準。

比較H 牌圖紙基準和日本荻原兩標準的特點；依據(jù)實際量產包邊模具加工和結構強度功能等因素，制定廣汽本田設計標準，如圖6 所示。

圖6 預/主包邊鑲塊的結構基準

(4)依據(jù)標準參數(shù)基準設定，解析工藝項目間的制約因素，不斷完善包邊模具工藝設計，如表4 所示。

表4 各工藝項目制約因素分析

包邊模具工藝設計標準在新車型中的實際應用

(1)包邊模工藝設計流程：為了順利的開展設計工作，使用箭頭圖表法，梳理包邊模工藝設計流程圖，如圖7 所示。

圖7 包邊模工藝設計流程

(2)某車型發(fā)罩包邊模工藝設計成果。

參考工藝設計流程及工藝參數(shù)設計要素，逐項開展設計工作，按照日程要求完成了某車型發(fā)動機罩包邊模具工藝設計(工藝參數(shù)的規(guī)劃設計；工藝型面的數(shù)據(jù)制作；工藝DL 圖制作)，如圖8、圖9 所示；實踐證明，標準能夠有效的指導包邊模具工藝設計開展(圖10)。

圖8 包邊模工藝設計

圖9 包邊模結構設計

圖10 包邊模制作

包邊模具工藝設計要點及流程總結

(1)包邊模具工藝設計總結及完善。雖然我們依據(jù)包邊模工藝設計標準及流程，順利完成了某車型發(fā)動機罩和行李廂蓋的包邊模設計和制作，但在實際的制作中還存在不足，如表5 所示。

表5 包邊模具工藝設計分析與改善

(2)包邊模具工藝設計流程完善。根據(jù)實際設計中存在的問題，不斷完善包邊模具工藝設計流程，形成正式的包邊模工藝設計流程圖(圖11)。

圖11 包邊模工藝設計流程圖

結束語

本文通過對量產包邊模維修履歷進行匯總、分析，提取出包邊模工藝設計相關領域的設計要素，再通過對H 牌、日本三協(xié)、日本荻原等圖紙及設計標準進行對比研究，量化包邊模工藝設計要素基準，依據(jù)初步設計標準，完成了某車型發(fā)動機罩和行李廂蓋包邊工藝分析,以及包邊模結構設計，并通過對設計及制造過程中存在的問題進行總結、分析，對設計標準和流程不斷完善，形成了企業(yè)設計標準，經生產實際證明，該包邊模具工藝設計標準及流程，大大降低模具開發(fā)成本,縮短了包邊模設計周期，提升了產品外觀質量及生產效率。