CN103418675A - 一种汽车外板加工工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车外覆盖件冲压领域，尤其是一种汽车外板加工工艺方法。采用拉延工序中工艺补充面，工艺补充面斜面的斜度是斜面与压料面夹角30~45°；调整压料面高度，使得同一斜面中拉延深度不同的区域受力均匀，达到满足外表面变薄率要求并且四周斜面拉延不开裂。该方法主要应对外表面刚度不够且侧壁出现开裂和弧形翻边之后回弹大、外表面不平等缺陷。通过改变压料面高度、过拉延形式、工艺面斜度和形式等方法改善并解决上述缺陷。

Description

一种汽车外板加工工艺方法

技术领域

本发明涉及汽车外覆盖件冲压领域，尤其是一种汽车外板加工工艺方法。

背景技术

随着国内汽车行业的快速发展，汽车车型的不断增加，对于外板件（包括汽车顶盖如图1所示、汽车机盖如图7所示）的表面质量要求越来越高。

如图1所示，是一个汽车顶盖工件型面，材料双向轴拉伸系数biax=1.2。其特性为材料在主、副应变方向相同，数值接近的情况下屈服强度会增加，在方向相反的情况下屈服强度会减小，由于此特性使得材料在拉延工序中开裂的风险更大。

如图2所示，是汽车顶盖拉延工艺面，如图3所示，是现有加工顶盖工艺面的方法，压料面曲率和顶盖曲率类似，压料高度也是尽量均匀的，工艺斜面角度为通常的50°~60°。但是如果按照这样的工艺面拉延容易出现当外表面的减薄率还没有达到要求的情况下，工艺斜面上就已经出现了开裂现象。对于局部拉不透的区域加大拉延筋可能会导致该区域两边的材料因为受到方向相同的主、副应变导致的屈服强度增加，使得材料的塑性阶段减少，更容易开裂。所以对待上述的矛盾的情况不能再用现有的简单的修改拉延筋的方法进行调试，需要对工艺补充面进行改变。

如图7所示，是汽车机盖外板工件型面，圈选部分风窗处向上凸起回弹，该回弹超过4mm。此外，机盖外板翻边之后对应外表面容易的波纹不平的缺陷。这些都需要对工艺进行进一步的完善。

综上，许多的高强板运用在大型外覆盖件中，这导致了以前没有遇到或者可以忽略的缺陷产生和增大。为了提高外覆盖件的刚度和质量，对于外板件拉延变薄率，回弹和表面质量也有了更加严格的要求，同时保证这些要求以往的工艺已经远远不能满足，需要更加合理的新的工艺方法来指导生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决汽车外板加工中冲压开裂、回弹、表面不平的问题。

本发明的具体技术方案是：

一种汽车外板加工工艺方法，应对顶盖拉延中出现外表面减薄率不达标和/或侧壁面开裂的缺陷，采用拉延工序中工艺补充面，工艺补充面斜面的斜度是斜面与压料面夹角30~45°；此斜度能增加材料的流动，减小材料在斜面上下过渡处的摩擦力，使得材料外表面和斜面受力更加均匀；调整压料面高度，改善材料横向的流动，使得同一斜面中拉延深度不同的区域受力更加均匀，达到满足外表面变薄率要求的前提下改善并解决四周斜面拉延开裂问题。

一种汽车外板加工工艺方法，应对机盖外板风窗处出现回弹大，无法包边或者包边不良好的情况，采用在机盖外板风窗处的工艺补充面中，增加其过拉延与工艺斜面的过渡角，减小工艺斜面的斜度，增大入模角以及增加风窗处对应的拉延筋深度，使得材料在风窗处塑性变形更加充分。

在翻边面处添加波浪形式的补充面。利用该波浪形式的补充面增加其翻边外弧长，减少风窗出翻边工序法兰边的横向变形，增加法兰边弯曲变形的比例，改善并显著减少回弹。

在翻边工序中使用波浪形状的翻边刀块，使得风窗回弹凸起最严重的区域先接触刀块，增大了回弹较大区域的弯曲形变，减小其残留内应力，改善机盖风窗处材料变形并减少回弹。

一种汽车外板加工工艺方法，应对外板圆弧翻边容易影响其附近外表面的表面质量，使得其产生波纹或塌陷缺陷，采用减小翻边外表面处压料芯间隙，翻边外表面处压料芯的间隙0.1~0.2倍的料厚，增加该处压料力，使得材料在该处被模具夹紧，减小其波动的程度。

减小翻边工艺凸模边角，增加材料在该处的弯曲形变，减少材料的滑动，改善其表面质量。

改变拉延工艺中工艺补充面的形式，使得材料在该处形成一个预变形的状态，同时也改变了材料在该处的应变状态，利用该形式改善其表面质量。

附图说明

图1是一顶盖工件型面；

图2是顶盖拉延工艺面；

图3是现有加工顶盖工艺面的方法；

图4是本发明加工顶盖的工艺补充面；

图5是顶盖前端拉延工艺面；

图6是顶盖后端拉延工艺面；

图7是机盖外板工件型面；

图8是机盖外板翻边波浪刀块；

图9是机盖外板为减小风窗回弹拉延特殊工艺补充面；

图10是机盖外板为消除翻边不平拉延特殊过拉延。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明工艺方法进行具体说明。

实施例1

针对汽车顶盖消除外板拉延开裂和减薄不足的矛盾情况，如图4所示，本发明加工顶盖的工艺补充面，可以看出该工艺面的斜面与压料面的夹角要小许多，而且压料面也不同。

根据以往工艺拉延出现的状况，采用减少斜面夹角的方法。该方法使得斜面开裂现象得到很大的改善，达到合格要求。而对于图3中A区域，该区域变薄率小于4%，对于该情况现有技术采用的是增加该区域局部的拉延筋系数。但是由于材料本身的特性，如果单单增加此处拉延筋系数并不能很好的达到减薄率要求，并且伴随而来的是该区域周围出现开裂状况。

如图5圈选区域，对于该前端工艺斜面，整体变形获得与压料面呈30~45°的工艺斜面，在拐角区域圆滑过渡。斜面上下R角都保持R＜10mm。该零件后端工艺斜面如图6所示，该区域的工艺斜面同上述一样进行变形使得与压料面呈30~45°角，为了保证在圈选区域上部外表面区域材料的4%的最小变薄率，在中间20mm长度范围内降低压料面5mm，并且圆滑过渡到距离降低区域200mm的压料面。按照上述工艺方法加工后，表面变薄率不够、拉延开裂的矛盾的情况得到很好的改善，在此基础上小幅度调整拉延筋系数就可以得到很好的拉延状态。

采用降低该处局部压料面高度，并圆滑过渡到两边，保证压料走料顺畅。根据该方法达到了在外表面最小减薄率4%的前提下解决拉延开裂现象。

实施例2

针对汽车机盖外板在模压工序中产生回弹的缺陷，如图7所示，圈选部分风窗处向上凸起回弹，该回弹超过4mm。面对如此形状的回弹，使用波浪形状的翻边刀块进行改善。

如图8所示，采用机盖外板翻边波浪刀块，其中刀块的中间要比两端先20mm接触板料，使得中间的材料首先变形，并且因为刀块接触形成大，中间材料变形也更加充分，使用如此形状的翻边刀块进行翻边工序可以有效减小风窗处的回弹。

进一步的，当使用波浪翻边刀仍不足以使得该处的回弹达到要求，可增加如下工艺措施。

如图9所示，采用拉延补充面形式，可以看到现有的风窗出的补充面以虚线表示为平滑过渡的。图中本发明采用的拉延补充面，相对于现有形式，所采用的补充面以实线表示有一个圆滑过渡的凹槽，修边线在凹槽内平缓区域。同时在凹槽内使用图9所示的波浪形状，由于材料在翻边时材料的横向变形中弹性变形所占比较很大，如此很容易出现回弹引起外表面变形，使用波浪形式为了增加翻边弧长，减少翻边时横向的变形，增加弯曲变形的比例，这样也能更大的减小回弹。

为了更大的增加材料弯曲的塑性变形，需要减小拉延工艺面中风窗对应的工艺斜面斜度，同时增加拉延筋深度。该措施是为了让拉延工艺中就让风窗处材料变形充分，尽可能地增大弯曲方向材料的变形，突破材料的弹性变形阶段，使得材料在翻边结束后内应力减少，从而进一步减小回弹，最终达到合格状态。

实施例3

针对汽车机盖外板翻边之后对应外表面容易的波纹不平的缺陷，通过对比全工序中该缺陷的状态，可知波纹不平是在翻边工序产生的，造成该缺陷的直接原因是翻边时材料内应力失稳，变化不均匀产生的。

对于由于材料失稳产生波纹，采用改变翻边工序时压料芯的压力和间隙。局部减小翻边附近压料芯的间隙0.1—0.2倍料厚，使得可能产生波纹区域呈局部强压状态，增大材料厚向压力，减小其波动。

对于外表面失稳产生波纹，由于翻边材料变化产生的应力应变，在外表面形成不均匀的变化。采用减小翻边凸模拐角，增加翻边工序时材料的弯曲局部变形程度，增加翻边拐角处材料的稳定性，减少被翻的边对外表面的影响。即使是翻边出现的问题也可以在拉延工序中得到改善，于是修改了拉延工艺的过拉延形式获得更好的材料应变情况。

如图10所示，虚线是现有的过拉延形式，实线是本发明采用的过拉延形式。利用上述形式的过拉延也能减少翻边之后外表面的波纹不平缺陷，综合上述方案最终可以解决该不平缺陷，保证表面质量。

Claims (3)

1.一种汽车外板加工工艺方法，采用拉延工序中工艺补充面，工艺补充面斜面的斜度是斜面与压料面夹角30~45°；调整压料面高度，使得同一斜面中拉延深度不同的区域受力均匀，达到满足外表面变薄率要求并且四周斜面拉延不开裂。

2.一种汽车外板加工工艺方法，采用拉延工序中工艺补充面，该工艺补充面是在翻边面处添加波浪形式的补充面；在翻边工序中使用波浪形状的翻边刀块，使得回弹凸起的区域先接触刀块，增大回弹区域的弯曲形变，减小其残留内应力，达到减少回弹。

3.一种汽车外板加工工艺方法，采用减小翻边外表面处压料芯间隙，翻边外表面处压料芯的间隙0.1~0.2倍的料厚，使得材料在该处形成一个预变形的状态，利用该形式改善其表面质量。

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