翼子板合并件修邊工藝的優(yōu)化

1左、右子板合并成形工藝翼板是車輛的主要外部覆蓋材料之一，其質(zhì)量直接影響到車輛的質(zhì)量和外觀。翼子板的材料要求具有良好的加工成形性,目前常用材料為鋼板,其沖壓成形難度較大。隨著工藝設(shè)計的改進,左、右翼子板合并成形成為一種新的工藝方法。然而,翼子板合并件在修邊工序中存在合并部位排料(即廢料排出)困難,一直是行業(yè)內(nèi)十分困擾的難題。2對零件的結(jié)構(gòu)特點和工藝分析2.1工藝造型結(jié)合模具成形汽車翼子板零件具有非對稱、曲面特征線明顯、與側(cè)圍之間的搭接配合面形狀復(fù)雜等特點。整個翼子板零件位于轎車側(cè)面的中心位置,需要與前保險杠、發(fā)動機蓋、側(cè)圍以及前門等搭接,成形過程中容易出現(xiàn)變形、起皺等缺陷,需要經(jīng)過側(cè)修、側(cè)整形等多道工序,成形難度較大。翼子板作為車身的外觀件,表面質(zhì)量尤為重要,經(jīng)模具沖壓成形后,要進行AUDIT檢測以及檢具檢測。從成形工藝及效果看,零件拉深成形后,會產(chǎn)生一定的收縮,因此要采取輪廓收縮補償措施。某汽車左、右翼子板零件造型如圖1所示。翼子板合并件的拉深工藝造型如圖2所示。相比單件生產(chǎn),翼子板合并件的設(shè)計不僅大幅降低了模具開發(fā)與制造成本,還提高了板材利用率。然而,左、右翼子板合并設(shè)計的最大難點是合并部位的廢料在第2道工序分切后排出極不穩(wěn)定,導(dǎo)致自動化生產(chǎn)無法實現(xiàn)。2.2翼子板合并件工藝目前翼子板一般都采用4道工序成形,除第1道工序拉深、最后一道工序翻邊整形外,中間2道工序為修邊。其中左、右翼子板合并部位的廢料在第2道工序被切除,左右件被分切開。翼子板合并件原修邊工藝如圖3所示,該修邊工藝在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛,特點為:左、右翼子板合并部位的廢料被全部切斷,實現(xiàn)分切;合并部位的整塊廢料在廢料刀的剪切作用下,形成尺寸更小的廢料,便于廢料排到模具外。該工藝方法原理上可行。但實際應(yīng)用表明,在應(yīng)用該修邊工藝時,左、右翼子板的合并部位排料困難,嚴重影響了零件質(zhì)量和模具的使用效果。3分析與優(yōu)化傳統(tǒng)修復(fù)工藝中的邊界問題3.1修邊工藝對模具壽命影響分析原翼子板合并件修邊工藝方案雖然在原理上可行,在實際應(yīng)用中卻反復(fù)出現(xiàn)合并部位排料困難,甚至無法自動排料的問題。根本原因在于,該工藝方案第2道工序中修邊模下模結(jié)構(gòu)(見圖4)限制了廢料的順利滑落。在左、右翼子板合并部位,修邊模下模設(shè)計連續(xù)的修邊刃口,這樣能夠一次性修切該部分全部廢料,使左、右翼子板實現(xiàn)分切;在左、右下模修邊刃口之間設(shè)計了3把廢料刀,在模具工作過程中,當(dāng)廢料被上、下模修邊刃口切斷后,上模繼續(xù)下行,廢料在廢料刀的剪切作用下再次被修切成一些小的廢料。從圖4可以看出,下模廢料刀刃口的位置要比下模修邊刃口低,廢料在被修切后極易卡在左、右下模修邊刃口之間,并且合并部位廢料的曲面弧度越大,廢料在修邊過程中越易發(fā)生變形,廢料被卡住的現(xiàn)象就會更嚴重。若廢料被卡在左、右下模修邊刃口之間沒有及時處理,還會影響下一次修邊,導(dǎo)致模具的自動化生產(chǎn)無法實現(xiàn)。經(jīng)分析,原修邊工藝中左、右翼子板合并部位排料困難的問題,僅通過改變模具結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法解決,還需要從工藝角度進行優(yōu)化設(shè)計。3.2工藝優(yōu)化設(shè)計經(jīng)上述分析,左、右翼子板合并部位排料困難,直接原因是修邊后的廢料容易卡在左、右下模修邊刃口之間,且廢料刀會引起廢料變形,進一步加劇卡廢料現(xiàn)象。因此模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時須滿足2個要求:1左、右翼子板合并部位廢料必須切斷,否則整塊廢料無法排出;2下模廢料刀刃口的位置要比下模修邊刃口低,這樣才能通過“先修后切”保證修邊效果。對于翼子板合并件在合并部位的修邊工藝設(shè)計,則需要考慮2個問題:一是左、右翼子板需要在第2道修邊工序中實現(xiàn)分切,否則后序翻邊整形就無法進行;二是考慮排料風(fēng)險。綜上分析,從工藝優(yōu)化設(shè)計角度,針對翼子板合并部位設(shè)計了一種“沖孔+分切”的修邊工藝方案,優(yōu)化后的翼子板合并件修邊工藝如圖5所示。相比原修邊工藝,優(yōu)化后的修邊工藝改變了左、右翼子板合并部位廢料一次修切的方式,在合并部位廢料中間留有2段廢料,其余廢料則采用類似沖孔的方式進行修切。優(yōu)化工藝后的模具下模修邊刃口局部造型如圖6所示。為同時實現(xiàn)左、右翼子板的分切,在合并部位中間預(yù)留的廢料區(qū)域,上模設(shè)計包含修邊、分切刃口的分切刀塊,下模設(shè)計分切刃口。優(yōu)化后的上模分切刀塊、下模分切刃口分別如圖7、圖8所示。在修邊時,上模分切刀塊的修邊刃口首先與下模修邊刃口接觸,左、右翼子板合并部位的大部分廢料以沖孔的形式進行修切,且在上模分切刀塊的推動下掉入廢料滑槽并排到模具外,因此不會出現(xiàn)廢料被卡在左、右修邊刃口之間的現(xiàn)象。修切完成后,上模分切刀塊的分切刃口與下模分切刃口接觸,將合并部位中間的2塊預(yù)留廢料切斷(此時不會產(chǎn)生新的廢料),使左、右翼子板被分切開。4左、右子板料合并在優(yōu)化后的修邊工藝基礎(chǔ)上進行模具設(shè)計,經(jīng)現(xiàn)場沖壓驗證,修邊、分切后的左、右翼子板料邊光順,其合并部位被完全分切開,無黏料現(xiàn)象,且無任何毛刺產(chǎn)生。左、右翼子板在合并部位被修邊、分切后只帶有少量的廢料,這些廢料在下一道“修邊+整形”工序中能輕松去除,使合并部位的修邊排料問題得到解決。5修邊排料工藝方案比選翼子板合并件在修邊工序中存在合并部位排