翼子板合并件修边工艺的优化

翼子板合并件修边工艺的优化

1左、右子板合并成形工艺翼板是车辆的主要外部覆盖材料之一，其质量直接影响到车辆的质量和外观。翼子板的材料要求具有良好的加工成形性,目前常用材料为钢板,其冲压成形难度较大。随着工艺设计的改进,左、右翼子板合并成形成为一种新的工艺方法。然而,翼子板合并件在修边工序中存在合并部位排料(即废料排出)困难,一直是行业内十分困扰的难题。2对零件的结构特点和工艺分析2.1工艺造型结合模具成形汽车翼子板零件具有非对称、曲面特征线明显、与侧围之间的搭接配合面形状复杂等特点。整个翼子板零件位于轿车侧面的中心位置,需要与前保险杠、发动机盖、侧围以及前门等搭接,成形过程中容易出现变形、起皱等缺陷,需要经过侧修、侧整形等多道工序,成形难度较大。翼子板作为车身的外观件,表面质量尤为重要,经模具冲压成形后,要进行AUDIT检测以及检具检测。从成形工艺及效果看,零件拉深成形后,会产生一定的收缩,因此要采取轮廓收缩补偿措施。某汽车左、右翼子板零件造型如图1所示。翼子板合并件的拉深工艺造型如图2所示。相比单件生产,翼子板合并件的设计不仅大幅降低了模具开发与制造成本,还提高了板材利用率。然而,左、右翼子板合并设计的最大难点是合并部位的废料在第2道工序分切后排出极不稳定,导致自动化生产无法实现。2.2翼子板合并件工艺目前翼子板一般都采用4道工序成形,除第1道工序拉深、最后一道工序翻边整形外,中间2道工序为修边。其中左、右翼子板合并部位的废料在第2道工序被切除,左右件被分切开。翼子板合并件原修边工艺如图3所示,该修边工艺在实际生产中的应用十分广泛,特点为:左、右翼子板合并部位的废料被全部切断,实现分切;合并部位的整块废料在废料刀的剪切作用下,形成尺寸更小的废料,便于废料排到模具外。该工艺方法原理上可行。但实际应用表明,在应用该修边工艺时,左、右翼子板的合并部位排料困难,严重影响了零件质量和模具的使用效果。3分析与优化传统修复工艺中的边界问题3.1修边工艺对模具寿命影响分析原翼子板合并件修边工艺方案虽然在原理上可行,在实际应用中却反复出现合并部位排料困难,甚至无法自动排料的问题。根本原因在于,该工艺方案第2道工序中修边模下模结构(见图4)限制了废料的顺利滑落。在左、右翼子板合并部位,修边模下模设计连续的修边刃口,这样能够一次性修切该部分全部废料,使左、右翼子板实现分切;在左、右下模修边刃口之间设计了3把废料刀,在模具工作过程中,当废料被上、下模修边刃口切断后,上模继续下行,废料在废料刀的剪切作用下再次被修切成一些小的废料。从图4可以看出,下模废料刀刃口的位置要比下模修边刃口低,废料在被修切后极易卡在左、右下模修边刃口之间,并且合并部位废料的曲面弧度越大,废料在修边过程中越易发生变形,废料被卡住的现象就会更严重。若废料被卡在左、右下模修边刃口之间没有及时处理,还会影响下一次修边,导致模具的自动化生产无法实现。经分析,原修边工艺中左、右翼子板合并部位排料困难的问题,仅通过改变模具结构已经无法解决,还需要从工艺角度进行优化设计。3.2工艺优化设计经上述分析,左、右翼子板合并部位排料困难,直接原因是修边后的废料容易卡在左、右下模修边刃口之间,且废料刀会引起废料变形,进一步加剧卡废料现象。因此模具结构设计时须满足2个要求:1左、右翼子板合并部位废料必须切断,否则整块废料无法排出;2下模废料刀刃口的位置要比下模修边刃口低,这样才能通过“先修后切”保证修边效果。对于翼子板合并件在合并部位的修边工艺设计,则需要考虑2个问题:一是左、右翼子板需要在第2道修边工序中实现分切,否则后序翻边整形就无法进行;二是考虑排料风险。综上分析,从工艺优化设计角度,针对翼子板合并部位设计了一种“冲孔+分切”的修边工艺方案,优化后的翼子板合并件修边工艺如图5所示。相比原修边工艺,优化后的修边工艺改变了左、右翼子板合并部位废料一次修切的方式,在合并部位废料中间留有2段废料,其余废料则采用类似冲孔的方式进行修切。优化工艺后的模具下模修边刃口局部造型如图6所示。为同时实现左、右翼子板的分切,在合并部位中间预留的废料区域,上模设计包含修边、分切刃口的分切刀块,下模设计分切刃口。优化后的上模分切刀块、下模分切刃口分别如图7、图8所示。在修边时,上模分切刀块的修边刃口首先与下模修边刃口接触,左、右翼子板合并部位的大部分废料以冲孔的形式进行修切,且在上模分切刀块的推动下掉入废料滑槽并排到模具外,因此不会出现废料被卡在左、右修边刃口之间的现象。修切完成后,上模分切刀块的分切刃口与下模分切刃口接触,将合并部位中间的2块预留废料切断(此时不会产生新的废料),使左、右翼子板被分切开。4左、右子板料合并在优化后的修边工艺基础上进行模具设计,经现场冲压验证,修边、分切后的左、右翼子板料边光顺,其合并部位被完全分切开,无黏料现象,且无任何毛刺产生。左、右翼子板在合并部位被修边、分切后只带有少量的废料,这些废料在下一道“修边+整形”工序中能轻松去除,使合并部位的修边排料问题得到解决。5修边排料工艺方案比选翼子板合并件在修边工序中存在合并部位排