汽車覆蓋件頂蓋沖壓工藝方案標準化研究

楊玉貴，丁 哲，胡建全

（四川成飛集成科技股份有限公司，四川成都610091）

1 引言

汽車車身內外重要大覆蓋件一般有17個：側圍翼子板4個，前門內外板4個，后門內外板4個，發動機蓋內外板2個，行李箱蓋內外板2個，頂蓋1個。在這17個制件中，11個外板件屬于特別重要的制件，其重點關注的方面為外觀精度，但要完全達到理想的外觀精度卻難度極大。外板件在整車上外露可視，表面上有任何微小的缺陷都會在涂漆后引起光線的漫反射而有損外形的美觀，因此外覆蓋件表面不允許出現紋波、起皺、凹陷等破壞表面質量的缺陷[1]。由于尺寸精度對整車焊裝精度有很大影響，因此6個內板制件對尺寸的精度要求極高。典型的轎車覆蓋件裝配示意圖如圖1所示。

圖1 典型轎車覆蓋件裝配示意圖

2 頂蓋沖壓方案標準化設計研究

2.1 頂蓋制件的分類

（1）按汽車頂蓋大小區分。

頂蓋尺寸的差別，對修邊工序廢料排布有重要影響，根據頂蓋長度，可區分為小型頂蓋、中型頂蓋和大型頂蓋。

（2）按車型區分。

頂蓋一般可區分為三廂（轎車）頂蓋、兩廂（SUV）車頂蓋、7座（面包車）頂蓋，由于兩廂和三廂車型不同，裝配方式差別很大，工藝方案基本不具有移植性（或稱復制），模具結構沒有可比性。

（3）按有無天窗型式分，可分為無天窗頂蓋、帶天窗頂蓋、全景天窗頂蓋，如圖2所示。

圖2 無天窗、帶天窗、全景天窗頂蓋示意圖

（4）按頂蓋與其它匹配制件的匹配方式區分。

在天窗部位，由于與天窗加強板滾壓方式不同，不同的車型頂蓋的翻邊方式、匹配方式也存在很大的差異，典型的頂蓋匹配方式如圖3所示。

圖3 典型的頂蓋匹配示意圖

天窗部位有無側翻要求，對前頂蓋修邊工藝排布、哪一序開始翻邊有很大影響，如圖4所示。

圖4 頂蓋前側修邊翻邊示意圖

2.2 頂蓋沖壓方案標準化分類

影響頂蓋方案設計的因素有很多，制定沖壓方案應盡可能有利于提升沖壓件的品質、保證沖壓時的穩定性、降低模具的維修難度、降低制造成本，且方案盡可能實現標準化，常見的影響沖壓方案的因素如圖5所示。

圖5 影響沖壓方案標準化設計的關鍵因素

頂蓋的特征區別為三廂天窗頂蓋、兩廂天窗頂蓋以及左右側是否存在側整形3種類型，根據最可能的組合方式又可分為4種類型：①兩廂無側整形天窗頂蓋；②兩廂有側整形天窗頂蓋；③三廂無側整形天窗頂蓋；④三廂有側整形天窗頂蓋。

3 影響沖壓設計的重要子要素標準化分析

目前，許多用戶新建沖壓線壓機臺數只規劃了4臺，為了推行沖壓方案的標準化，要求頂蓋都按照4工序數進行沖壓工藝方案設計。

3.1 兩廂車頂蓋尾部掀背門匹配區域的成形方式及標準化

兩廂車頂蓋與三廂車頂蓋的差別主要在頂蓋后側與掀背門搭接區域是否需要采取二次成形工藝方法，該特征對頂蓋的沖壓工藝方案設計有著決定性影響。目前兩廂車頂蓋后側區域二次成形的方式有兩種：OP20四周壓料成形或OP30部分壓料（或不壓料）成形。

第一種成形方式：OP20周圈壓料側成形，如圖6所示。

圖6 OP20周圈壓料成形

第二種成形方式：OP30部分壓料側成形，如圖7所示。

圖7 OP30部分壓料側成形

3.2 天窗部位修邊、翻邊方案設計標準化

天窗出廢料方式有：整片下出料、一序加廢料刀下出料、兩工序切斷下出料、加整形收料后吸盤吸取出料。為了標準化工藝，建議采用OP20沖完整大孔整片下出料方式，OP30直翻邊完成的工藝方案。這樣，在天窗頂蓋的天窗OP20/OP30可實現標準化修邊、翻邊工藝方法，如圖8所示。

圖8 天窗廢料處理方法

因此，天窗部位的標準工藝流程為：OP10拉伸→OP20天窗沖孔→OP30天窗翻邊→OP40天窗側翻。

3.3 前部側修邊斜楔角度的標準化

前側的修邊角度一般在90°+（16°~24°），如果不能垂直修邊的情況下，采用斜楔修邊。為了推行標準化設計，建議將前側斜楔修邊方向統一為70°方向，如圖9所示。

圖9 前部側修邊角度標準化

3.4 頂蓋左右側側翻工藝方法

在兩廂頂蓋左右側需要側翻的時候，由于受4工序排布影響，尾部的成形只能采用OP20先修邊，OP30局部壓料成形方式進行，對應的工序分布如圖10所示。

圖10 頂蓋左右側翻工藝

3.5 側成形斜楔角度標準化

一般情況下統一為按50°設計，便于滑塊座相關部件加工，如圖11所示。

圖11 側成形斜楔角度標準化示意圖

3.6 頂蓋制件的定位

如果頂蓋頂面四周R過小，需要過拉處理；后工序整形定位不穩定時，需要考慮預留定位缺口，常見三廂頂蓋和兩廂頂蓋定位缺口設置方法如圖12所示。

圖12 頂蓋定位設計

4 頂蓋沖壓方案標準化設計

根據常見頂蓋的沖壓工作內容，對各工序進行組合，頂蓋沖壓工藝方案標準化設計可以按照下述4種進行：

（1）三廂車左右無側整形頂蓋的沖壓方案標準化設計如表1所示。

表1 三廂車左右無側整形頂蓋的沖壓方案標準化

（2）三廂車天窗頂蓋（左右有側整形）沖壓方案標準化設計如表2所示。

表2 三廂車天窗頂蓋（左右有側整形）沖壓方案標準化

（3）兩廂車天窗頂蓋（左右無側整形）沖壓方案標準化設計如表3所示。

表3 兩廂車天窗頂蓋（左右無側整形）沖壓方案標準化

（4）兩廂車天窗頂蓋（左右有側整形）沖壓方案標準化設計如表4所示。

表4 兩廂車天窗頂蓋（左右有側整形）沖壓方案標準化

以上頂蓋規劃為4工序的常規沖壓方案標準化排布方式，當制件存在特殊造型、工序數為5工序時，不能使用上述標準化排布；當制件工藝狀態更好，也有可能采用更簡略化的3工序沖壓工藝方案。

5 結束語

頂蓋作為17個汽車車身重要覆蓋件中結構最規范、形狀最固定的制件，雖然存在多種形式及個體特征，但進行分類后，主要是4類形式。如果工序數約定為4工序，頂蓋可以采用標準化沖壓工藝流程。工藝排布標準化以后，就可以將成熟的典型結構移植或改造到新項目的頂蓋上，以降低結構設計時間。