汽车发动机盖包边模的调试方法研究.docx

? ? 汽车发动机盖包边模的调试方法研究 ? ? 陈文锋，曾昭亮，杨玉贵 （四川成飞集成科技股份有限公司，四川成都 610091） 1 引言 汽车包边是将汽车上两个或多个制件连接到一起的工艺，其中，包边模由于生产过程中采用一次动作完成对制件的定位、压料、预包边和包边，其上下模还可对制件进行几何形状的校正，这种工艺设备的生产效率，制件品质，稳定性，与其他包边工艺设备相比具有明显的优势，在国内汽车厂家中运用的较广泛。由于这种工艺方法引进于日本，在每个车型中，所需的量又不是很大，所以国内对这种模具的生产调试经验比较少。通过总结最近这几年对相关项目的包边模的调试经验总结，以最具代表性的汽车发动机盖为实例，介绍这个制件的常见质量缺陷，具体分析产生的原因，及模具的调试解决方案，为将来的其它包边模提供合理高效的调试方案。 2 包边模常见缺陷及排除方法 汽车发动机盖包边模，是将发动机盖内板与外板连接到一起的工艺设备，它是通过机床提供动力，做上下往复运动，在向下运动过程中，通过定位销，压料板，预弯机构，主弯镶块实现对制件的定位，压料，预弯，主弯动作。其中制件的表面质量和外形尺寸偏差，大部分出在预弯和主弯阶段。以下通过实例，具体介绍包边模的常见缺陷的排除方法。 2.1 面品缺陷及排除方法 2020 年5 月，在调试长安福特某项目的发动机盖时，发动机盖包边后，前挡风玻璃处的两处尖角出现凹陷（见图1），与翼子板搭接处的两处圆弧R出现了轮廓不顺畅现象（见图2）。间隙在2.3~3.0mm，间隙差达到了0.7mm。在试生产阶段，轮廓不顺畅位置和大小还不稳定。出现大批量的返修，严重影响生产效率。 图1 表面凹陷图 图2 轮廓尺寸图 如图1所示，通过对制件尖角处进行分析，可以看出制件尖角处，有一段圆弧，在外板预弯和主弯过程中，由于圆弧处往内包边，该段圆弧包边后会缺料，受缺料拉应力的影响，随着主弯力的消失而释放，所以在调试时，应该先从减小内应力上入手。 （1）从减小单件的内应力入手，用圆弧公式： 式中N——圆弧对应的圆心角度 π——圆周率 R——圆弧半径 可计算处该段圆弧缺料情况。该段圆弧R为300mm，圆弧对应角度为30°，翻边高度为10mm，通过公式可以算出： 包边后的翻边线长度为： 通过计算可以看出，两段圆弧缺料为： 在公式中可以看出，翻边高度越短，对圆弧的影响越小。在查阅了长安福特的技术标准后，将翻边高度降到了5mm 通过公式可以算出，改进后，圆弧L2=30×3.14×（300+5）÷180=159.62mm。 缺料长度L2-L1=2.62 通过对外板翻边高度的降低，可以看出圆弧缺料优化了很多。 （2）对包边模的改进。在包边过程中，模具尽量做到对材料的全约束，任何一个地方的应力释放或者应力突变，都会反映在制件的表面上。所以要全面检查模具的每一个细节。 a.应先检查制件与下模型面的贴合程度，因为外板单件在成型过程中，材料受挤压力，剪切力，弯曲力，材料表面硬化等影响，由于残余应力的释放，会有弹性变形。所以要检查制件与下模型面是否一致。如果外板与下模不一致的话，制件在压料阶段，将力作用在外板上，外板与下模型面不符，在压料的时候就将制件表面压变形。具体的检查方法是先将单件外板涂上红丹，放入下模，用手按压制件，通过着色检查是否型面一致。通过着色检查后，发现外板制件与下模有0.2mm 的间隙。所以要将制件与下模进行研磨协调。经过协调好的下模，制件与下模形成至少20mm宽的一致形状，这个宽度，正好是压料板和主弯镶块对下模施加力的最小宽度。 b.在包边模预弯过程中，要尽量控制预弯变形的区域，因为预弯变形区域越小，制件面品质量越高。在预弯过程中，预弯镶块是向制件翻边轮廓法向做运动，如图3所示。 力F1是往法向方向的，制件预弯后角度越小，制件的形变区域就越大，所以要尽量的增大预弯角度。通过改变预弯角度，反复试验，发现预弯角度只要小于或等于75°，都可以顺利的主弯，而且预弯角度对轮廓的缩进影响最小。所以，将制件预弯角做成75°，以减小预弯变形区域。由于向内变形区域越小越好，通过图3 可以看出，压料板离制件边缘是最近的，还可通过压料板对制件垂直方向增加压料力，让外板与下模紧密贴合，以达到减小预弯变形区域的目的。施压压力以不破坏制件表面面品为原则，通过减小单件的内应力和对预弯变形区域的控制，改进后的包边制件，包边面品得到了很大的提高，如图4所示。 图3 预弯镶块运动轨迹图 图4 表面质量图 2.2 制件圆弧轮廓不顺畅包边不良及解决方法 通过图5（试模产品）可以看出该段圆弧的间隙在2.3~3.0mm，圆弧的间隙差达到了0.7mm，误差非常的大。该段圆弧在法向上还呈反弧形。圆弧包边后材料会多出一部分，通过图6还可看出，在包边过程中，每段圆弧所受力方向还不同。 图5 轮廓间隙图