CN113369388A - 用于成型汽车顶盖搭接部的侧翻模具及其冲压方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车白身钣金件制造技术领域，公开了一种用于成型汽车顶盖搭接部的侧翻模具及冲压方法，所述搭接部包括顶板、侧板、以及焊接圆角，所述侧翻模具包括凸模、压料板和侧整形刀块，所述凸模包括凸模顶面、凸模连接面和凸模侧面，所述凸模连接面相对于所述焊接圆角呈让位设置，在侧翻边工序中侧翻模具不与中间件的过渡板直接接触，通过侧整形刀块进刀使过渡板自然形变进一步弯曲形成焊接圆角，本发明可保证汽车顶盖搭接部的焊接圆角在三维空间中为同一个半径，确保激光拼焊为一条曲率单一的曲线，提高激光焊接精度的同时不影响顶板的美观度。

Description

用于成型汽车顶盖搭接部的侧翻模具及其冲压方法

技术领域

本发明涉及汽车白身钣金件制造领域，特别是涉及一种汽车顶盖的冲压方法及其模具。

背景技术

随着激光焊接技术的日臻成熟，越来越多的汽车车身顶盖采用激光焊接。采用激光焊接代替传统点焊，可以使得汽车的外形看起来更加美观，且能节省电阻点焊过程中需要的装饰条，减少焊接程序，在增加焊接强度的同时大大降低了成本；但由于激光聚焦后光斑尺寸小、焊缝窄，焊接要求焊件装配精度高，且光束在工件上的位置不能有显著偏移。如果工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺陷。

目前，汽车顶盖与侧围搭接部的冲压方法如图1，该方法有以下三处缺陷：

1)现有凸模完全按零件型面加工，由于顶盖顶部和侧边的圆角R1数值很小，对加工机台精度要求很高。作为一个3D加工区域，机加工刀对凸模圆角(对应零件圆角R1)处进行加工时，容易产生抖动，使加工后的凸模圆角扭曲，产生较大的误差，影响以此凸模冲压成型的顶盖件的圆角R1精度，无法保证R1角在理论上完全与产品一致，且整条R1角在三维空间容易扭曲，无法保证其为一条曲率单一的R角，此方法加工出的凸模难以生产出满足激光焊精度要求的顶盖。

2)现有侧整形刀块方向完全按顶盖侧边形状进行加工，未做预回弹处理，当顶盖成形之后，由于材料的回弹特性，有回复原来状态的趋势，即产生回弹，导致顶盖精度超差，无法满足焊接要求。

3)现有压料板边界不做特殊研配，无管控，故当现有压料板过压时，容易造成二次棱线缺陷。

发明内容

本发明的目的是：改进用于成型汽车顶盖搭接部的冲压方法及侧翻模具从而保证该处焊接装配精度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于成型汽车顶盖搭接部的侧翻模具，所述汽车顶盖搭接部包括顶板、侧板、以及连接顶板及侧板的焊接圆角，所述顶板及所述侧板呈第一夹角设置，其特征在于，所述侧翻模具包括：

凸模，所述凸模包括依次连接并分别与所述顶板、所述焊接圆角及所述侧板一一对应的凸模顶面、凸模连接面及凸模侧面，在成型所述搭接部时，所述凸模顶面与所述顶板相适配，所述凸模顶面与所述凸模侧面之间所呈的第二夹角小于或等于所述第一夹角，所述凸模连接面相对于所述焊接圆角呈让位设置；

压料板，所述压料板设于所述凸模上，所述压料板的工作面与所述凸模顶面对应且与所述凸模顶面相适配；

侧整形刀块，所述侧整形刀块设于所述凸模的一侧，所述侧整形刀块的工作面与所述凸模侧面对应且与所述凸模侧面相适配。

优选的，所述凸模连接面呈平面状。

优选的，所述第一夹角为35°～45°，所述第二夹角为31°～45°。

优选的，所述汽车顶盖搭接部的焊接圆角的半径为2㎜～3㎜。

为了实现上述目的，本发明同时提供了一种用于成型汽车顶盖搭接部的冲压方法，其特征在于，包括以下工序：

正翻边工序，将板材件加工成中间件，所述中间件包括依次连接的第一连接板、过渡板及第二连接板，所述过渡板呈与汽车顶盖搭接部的焊接圆角相适配的圆弧状，且所述第一连接板与所述第二连接板之间呈大于或等于90°的夹角；

采用上述侧翻模具进行侧翻边工序，将所述中间件套设于凸模的外侧，中间件的第一连接板搭接于所述凸模顶面上，且所述中间件上第一连接板与过渡板的相接线重合于所述凸模上凸模顶面与凸模连接面的相接线，再将压料板压紧第一连接板，侧整形刀块相对于所述凸模进刀，侧整形刀块退刀后，成型出汽车顶盖搭接部。

优选的，所述第二夹角小于所述第一夹角，在所述侧整形刀块退刀后，经侧翻边后的中间件通过自然回弹形成汽车顶盖搭接部。

优选的，经侧翻边后的中间件自然回弹的角度为2°～4°。

优选的，经侧翻边后的中间件自然回弹的角度为3°。

优选的，在压料板压紧第一连接板时，所述压料板的工作面的前侧边沿与中间件上第一连接板和过渡板的相接线重合。

优选的，在所述正翻边工序之前还包括拉延工序。

本发明实施例一种用于成型汽车顶盖搭接部的侧翻模具与现有技术相比，其有益效果在于：改变了现有技术中凸模的型面，凸模连接部相对该处预成型的产品形状呈让位设置，在侧翻边工序中侧翻模具不与中间件的过渡板直接接触，通过侧整形刀块进刀使过渡板自然形变进一步弯曲形成焊接圆角，从而保证了焊接圆角在三维空间中半径一致，确保后续与汽车侧围拼焊时的激光拼焊线为一条曲率单一的线，保证了激光焊接的精度。

附图说明

图1是本发明背景技术中现有技术的侧翻模具剖视图；

图2是本发明实施例中汽车顶盖搭接处的俯视图；

图3是图2中A-A方向的剖视图；

图4是本发明实施例中侧翻模具的工作截面图；

图5是图4中B处放大图；

图6是本发明实施例中汽车顶盖搭接部在冲压成型过程中的板材变化示意图。

图中，1、现有凸模；2、现有压料板；3、现有侧整形刀块；4、半成型顶盖件；5、搭接部；51、顶板；52、侧板；53、焊接圆角；6、凸模；61、凸模顶面；62、凸模侧面；63、凸模连接面；7、中间件；71、第一连接板；72、第二连接板；73、过渡板；8、侧整形刀块；9、压料板；10、侧围。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图3、图4和图5所示，本发明实施例中的一种用于成型汽车顶盖搭接部5的侧翻模具，所述汽车顶盖搭接部5包括顶板51、侧板52、以及连接顶板51及侧板52的焊接圆角53，所述顶板51及所述侧板52呈第一夹角设置，其特征在于，所述侧翻模具包括：凸模6、压料板9和侧整形刀块8，所述凸模6包括依次连接并分别与所述顶板51、所述焊接圆角53及所述侧板52一一对应的凸模顶面61、凸模连接面63及凸模侧面62，在成型所述搭接部5时，所述凸模顶面61与所述顶板51相适配，所述凸模顶面61与所述凸模侧面62之间所呈的第二夹角小于或等于所述第一夹角，所述凸模连接面63相对于所述焊接圆角53呈让位设置；所述压料板9设于所述凸模6上，所述压料板9的工作面与所述凸模顶面61对应且与所述凸模顶面61相适配；所述侧整形刀块8设于所述凸模的一侧，所述侧整形刀块8的工作面与所述凸模侧面62对应且与所述凸模侧面62相适配。

在设置凸模6的时候，如果完全按照搭接部5的形状加工，由于焊接圆角53半径过小，加工机台往往达不到要求的精度，机加工刀按焊接圆角53加工容易抖动使凸模连接面63扭曲，导致以此凸模冲压成型的顶盖产生误差，不能满足激光焊接的精度要求。故此处凸模连接面63相对于所述焊接圆角53让位设置，即凸模6的形状与顶盖搭接部5预成型的型面不完全一致。在成型汽车顶盖搭接部5时，先通过正翻边工序得到带有圆弧状过渡板73的中间件7，此时中间件7的第一连接板71与第二连接板72的夹角大于或等于90°；在侧翻边工序中，压料板9将中间件7的第一连接板71压于凸模顶面61上，中间件7的第二连接板72通过侧整形刀块8朝凸模侧面62方向进刀限制成型，同时带动中间件7的过渡板73随着侧整形刀块8进刀方向进一步弯曲，从大于或等于90°的圆弧自然折弯成型为35°-45°的焊接圆角53。在上述过程中，侧翻模具无需与过渡板73直接接触，过渡板73在凸模连接面63的让位设置处自然折弯，使得最终成型的焊接圆角53曲率半径一致，在三维空间中的截面半径一致，保证了后期顶盖搭接部5与汽车侧围10激光拼焊的焊接精度。

进一步的，所述凸模连接面63呈平面状，凸模顶面61和凸模连接面63的相接线与顶板51和焊接圆角53的相接线重合，凸模连接面63和凸模侧面62的相接线与焊接圆角53和侧板52的相接线重合，保证冲压成型后的汽车顶盖搭接部5与产品预期完全一致，顶板51作为外观面均匀美观，提升车身品质和评价等级。

进一步的，所述第一夹角为35°～45°，所述第二夹角为31°～45°，第二夹角小于第一夹角可以为侧板52的成型预留一定的回弹角度，同时该角度范围能保证凸模6的材料强度，防止凸模6在受力情况下产生形变，延长凸模6的使用寿命。

进一步的，所述汽车顶盖搭接部5的焊接圆角53的半径为2㎜～3㎜，保证焊接圆角53成型时有足够的塑性形变。

一种用于成型汽车顶盖搭接部5的冲压方法，包括正翻边工序和侧翻边工序：

正翻边工序，将板材件加工成中间件7，所述中间件7包括依次连接的第一连接板71、过渡板73及第二连接板72，所述过渡板73呈与汽车顶盖搭接部5的焊接圆角53相适配的圆弧状，且所述第一连接板71与所述第二连接板72之间呈大于或等于90°的夹角；

采用上述实施例中的侧翻模具进行侧翻边工序，将所述中间件7套设于凸模6的外侧，中间件7的第一连接板71搭接于所述凸模顶面61上，且所述中间件7上第一连接板71与过渡板73的相接线重合于所述凸模上凸模顶面61与凸模连接面63的相接线，再将压料板9压紧第一连接板71，侧整形刀块8相对于所述凸模进刀，侧整形刀块8退刀后，成型出汽车顶盖搭接部5。

正翻边工序中成型的中间件7第一连接板71与第二连接板72之间夹角大于或等于90°，即此时该处倒角为直角或钝角，该工序为中间过渡工序，上述设置可使第二连接板72在冲压方向成型时，不存在负角，无需采用互动机构，简化了模具结构，且凸模不容易产生加工误差也便于后续工序进一步成型；侧翻边工序中要成型的连接顶板51和侧板52的夹角是35°-45°的锐角，如采用机加工刀按产品焊接圆角53加工出近似凸模圆角，该近似圆角由于半径过小，机加工刀在加工时产生抖动，使近似凸模圆角扭曲，而产生较大的误差，影响过渡板73的成形精度，无法保证成型后的焊接圆角53与产品预期形状完全一致，生产出来的顶盖搭接部5不满足激光焊接的精度要求。在本实施例的侧翻边工序中，压料板9将中间件7的第一连接板71压于凸模顶面61上，中间件7的第二连接板72通过侧整形刀块8朝凸模侧面62方向进刀限制成型，同时带动中间件7的过渡板73随着侧整形刀块8进刀方向进一步弯曲，从大于或等于90°的正翻边第二连接板72自然折弯成型为35°-45°的侧板52，自然形成焊接圆角53。该过程侧翻模具不对过渡板73施加压力，甚至不与过渡板73接触，自然形成焊接圆角53，从而保证最终成型的焊接圆角53在三维空间中的截面半径一致，大大提高焊接精度。

进一步的，所述第二夹角小于所述第一夹角，在所述侧整形刀块8退刀后，经侧翻边后的中间件7通过自然回弹形成汽车顶盖搭接部5，该自然回弹的角度为2°-4°。这是考虑到顶盖板材有回弹特性，在产生塑性形变后有回复原来状态的趋势，预留回弹角度可以在保证侧板52精度的同时避免成型后的侧板52产生回弹，影响后期激光焊接时与侧围10的装配精度。预留的最佳回弹角度为3°，即第二夹角比第一夹角小3°。

进一步的，在压料板9压紧第一连接板71时，所述压料板9的工作面的前侧边沿与中间件7上第一连接板71和过渡板73的相接线重合。这是考虑到压料板9的管控研配，如果压料板9工作面的前侧边沿落在顶板51处，则容易造成过压，在顶板51上产生二次棱线，影响最终成品质量；如果压料板9工作面的前侧边沿超过顶板51与焊接圆角53的切线，落在焊接圆角53上，则冲压时容易与拉延工序件干涉，导致零件变形，同样影响最终成品质量。

进一步的，在所述正翻边工序之前还包括拉延工序，汽车顶盖搭接部5在冲压成型过程中的板材变化如图6所示，板材经过拉延、正翻边、侧翻边三道工序最终成为顶盖搭接部5。

一种采用上述冲压方法成型的汽车顶盖搭接部5，焊接圆角53在三维空间中是平整的、截面半径一致的倒角，与侧围10激光焊接时焊线为一条曲率单一的曲线，该结构在设计上实现了“容差设计”，线接触能保证顶盖搭接部5和侧围10为滑配关系，可吸收后续制造过程中产生的实际公差，保证搭接后两者的间隙符合激光焊接的要求；同时顶盖的侧板52末端设有长度为2-3mm的直线段，直线段与侧板52通过半径2-3mm的倒角连接。有助于保证成型后侧板52的品质，提高平面精度。

综上，本发明实施例提供一种用于成型汽车顶盖搭接部5的侧翻模具及冲压方法，改变了现有技术中凸模6的型面，凸模连接面63相对该处预成型的产品形状呈让位设置，在侧翻边工序中侧翻模具不与中间件的过渡板73直接接触，通过侧整形刀块8进刀使过渡板73自然形变进一步弯曲形成焊接圆角53，从而保证了焊接圆角53在三维空间中半径一致，确保后续与汽车侧围10拼焊时的激光拼焊线为一条曲率单一的线，保证了激光焊接的精度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于成型汽车顶盖搭接部的侧翻模具，所述汽车顶盖搭接部包括顶板、侧板、以及连接顶板及侧板的焊接圆角，所述顶板及所述侧板呈第一夹角设置，其特征在于，所述侧翻模具包括：

凸模，所述凸模包括依次连接并分别与所述顶板、所述焊接圆角及所述侧板一一对应的凸模顶面、凸模连接面及凸模侧面，在成型所述搭接部时，所述凸模顶面与所述顶板相适配，所述凸模顶面与所述凸模侧面之间所呈的第二夹角小于或等于所述第一夹角，所述凸模连接面相对于所述焊接圆角呈让位设置；

压料板，所述压料板设于所述凸模上，所述压料板的工作面与所述凸模顶面对应且与所述凸模顶面相适配；

侧整形刀块，所述侧整形刀块设于所述凸模的一侧，所述侧整形刀块的工作面与所述凸模侧面对应且与所述凸模侧面相适配。

2.根据权利要求1所述的侧翻模具，其特征在于，所述凸模连接面呈平面状。

3.如权利要求1所述的侧翻模具，其特征在于，所述第一夹角为35°～45°，所述第二夹角为31°～45°。

4.根据权利要求3所述的侧翻模具，其特征在于，所述汽车顶盖搭接部的焊接圆角的半径为2㎜～3㎜。

5.一种用于成型汽车顶盖搭接部的冲压方法，其特征在于，包括以下工序：

正翻边工序，将板材件加工成中间件，所述中间件包括依次连接的第一连接板、过渡板及第二连接板，所述过渡板呈与汽车顶盖搭接部的焊接圆角相适配的圆弧状，且所述第一连接板与所述第二连接板之间呈大于或等于90°的夹角；

采用如权利要求1-4中任一项所述的侧翻模具进行侧翻边工序，将所述中间件套设于凸模的外侧，中间件的第一连接板搭接于所述凸模顶面上，且所述中间件上第一连接板与过渡板的相接线重合于所述凸模上凸模顶面与凸模连接面的相接线，再将压料板压紧第一连接板，侧整形刀块相对于所述凸模进刀，侧整形刀块退刀后，成型出汽车顶盖搭接部。

6.根据权利要求5所述的用于成型汽车顶盖搭接部的冲压方法，其特征在于，所述第二夹角小于所述第一夹角，在所述侧整形刀块退刀后，经侧翻边后的中间件通过自然回弹形成汽车顶盖搭接部。

7.根据权利要求6所述的用于成型汽车顶盖搭接部的冲压方法，其特征在于，经侧翻边后的中间件自然回弹的角度为2°～4°。

8.根据权利要求7所述的用于成型汽车顶盖搭接部的冲压方法，其特征在于，经侧翻边后的中间件自然回弹的角度为3°。

9.根据权利要求5所述的用于成型汽车顶盖搭接部的冲压方法，其特征在于，在压料板压紧第一连接板时，所述压料板的工作面的前侧边沿与中间件上第一连接板和过渡板的相接线重合。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的用于成型汽车顶盖搭接部的冲压方法，其特征在于，在所述正翻边工序之前还包括拉延工序。

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