轎車門蓋類包邊常見缺陷及對策

文/王宗甫·東風裕隆汽車有限公司沖壓工藝室

轎車門蓋類包邊常見缺陷及對策

文/王宗甫·東風裕隆汽車有限公司沖壓工藝室

四門兩蓋是汽車車身外表開啟件，裝配后要與周圍零件保持均勻的間隙和良好的形狀面差，以達到良好的互換性和較高的外觀視覺效果。包邊后零件出現的外觀缺陷及尺寸變動(尺寸縮進和尺寸脹出)會直接影響零件外觀及裝配精度。

包邊的工藝方法

包邊工藝是一種將內板扣合到外板里面，利用包邊模具或者滾邊機器人把外板的翻邊預彎、壓平，使內外板成為一個整體的制造工藝。

常見的包邊類型及特點

⑴手動包邊機特點：①適合于小批量生產及樣車試制，通過更換包邊頭，可以實現多種產品的包邊；②一次性投入成本稍高，目前國內無供應商，需要進口設備；③占地面積小。

⑵單一品種包邊專機特點：①適合于批量單一品種生產，天窗頂蓋，側圍后輪罩處包邊多采用這種方案，驅動力可選擇液壓缸或伺服電機；②成本較低；③占地面積小。

⑶機器人滾邊專機特點：①適合于批量單一品種生產，也可配合換模臺做多品種生產，在歐美較為普及，隨著機器人本體價格降低，在國內也逐漸成為趨勢，機器人的加入使搬運、涂膠等包邊配套工藝達到了全自動化；②一次性投入成本高；③占地面積較大。

⑷包邊模具包邊特點：①適合于大批量多品種生產，單機效率最高；②包邊質量最穩定；③一次性投入成本高；④占地面積大。

包邊模具包邊主要是由液壓機+包邊模具+換模機構組合而成，比如我公司焊裝車間1#、2#、3#包邊線。液壓機是通用的，模具是專用的，通過液壓機的一次行程，由模具完成零件的定位→壓緊→45°預彎→90°壓平（圖1）。

包邊時常見的外觀缺陷原因及對策

生產中常見的外觀缺陷有包不住、倒邊、壓不死、角不圓、圓角大、棱線外凸、定位孔變形、包邊后開裂、棱線R大小不一致等問題。

圖1 焊裝車間的包邊線

包不住

包不住（圖2）主要是指外板的翻邊經過90°的壓平后，沒有壓到內板上面。

產生原因：①外板單件在翻邊工序上的四周定位不夠精確，外板落到凸模上時有活動量，在翻邊時造成板件有少量偏移，導致此位置的Flange（翻邊）高度過短；②模具開發過程中，外板單件的包邊面展開失誤，導致修邊線輪廓計算錯度；③內板拉延件經過剪邊后，局部會產生反彈和扭曲，導致包邊面過短。

圖2 包不住缺陷

解決方案：①首先對外板翻邊工序四周的定位進行調整，確保翻邊時外板不會移動。對調整后的外板單件進行測量，觀察Flange高度是否滿足要求；②調整后的外板Flange高度如果仍不能滿足要求，則需要擴大外板修邊線輪廓；③找出內板此位置的反彈量，重新對模具進行調整，確保內板反彈量在允許的公差內；④如果反彈量不能夠做到允許的公差范圍內，則需要對應的擴大內板修邊線輪廓。

倒邊

倒邊是指外板Flange經過45°預彎及90°壓平后，翻邊不但沒有向里包住內板，反而是向外倒或者邊重疊（圖3）。

產生原因：倒邊的前兆是翻邊發生縱向彎曲。與外板翻邊角度有關。當夾角在105°以上時，45°包邊鑲塊的作用力很容易使翻邊發生縱向彎曲，即倒邊（見圖3）；45°包邊鑲塊的角度不對或形狀不對，在45°預彎完成后，翻邊的角度遠未到達45°，在90°壓平時發生倒邊。

圖3 向外倒或者邊重疊缺陷

解決方法：①當外板翻邊角度超過105°時，包邊模的結構設計要特別注意相應結構；②修正45°包邊鑲塊，使45°包邊后翻邊角度到達或接近45°。

壓不死

壓不死就是指包邊后內外板之間的間隙大于規定間隙值（0.1～0.3mm）。產生原因：下模座上的平衡塊過高（圖4），導致上模移動到壓機下死點時，正壓刀與凸模之間的間隙大于包邊的標準厚度。只有達到厚度標準，才能滿足包邊后壓死。包邊用的液壓機的噸位小于120t。外板單件翻邊后，Flange根部R角過小（R≤0.5mm），預彎時從Flange根部開始變形（圖5），正壓刀在下壓過程中，材料首先在Flange的根部聚集，使此位置先壓死，但是由于聚料，導致Flange的端頭位置上翹，與內板之間有間隙。

圖4 壓不死缺陷

圖5 預彎時從Flange根部開始變形

外板單件Flange面上起皺。起皺原因分兩種情況：⑴外板翻邊工序的上下模翻邊刀塊間隙過大,在翻邊時，使材料聚集，產生起皺。⑵外板單件拉延時，為了防止材料流動過快，凹模入口R設計過小，因R過小，材料產生了充分的塑性變形。使材料的強度和剛度增加了很多，翻邊時導致Flange面不平整（圖6）。

包邊時局部產生材料聚集（如圖7），聚集厚度大于包邊的標準厚度δ。例如GPS1車型引擎蓋前沿。包邊過程中局部材料發生多次塑性變形，例如GPS1引擎蓋前擋玻璃側，包邊后，材料有輕微的回彈現象。引擎蓋前擋玻璃側的包邊因為要包成水滴狀（如圖8），材料經過45°預彎、90°包邊過程中發生了多次塑性變形，材料強度和硬度都增加了很多，以至于包邊后仍會產生回彈現象。

圖6 翻邊時導致Flange面不平整

圖7 包邊時局部產生材料聚集

圖8 水滴狀包邊

解決方法：①把下模平衡塊下面的墊片抽掉0.2～0.6mm，使正壓刀與凸模之間的間隙達到包邊的標準間隙即可。②觀察液壓機操作面板，如果上面顯示的噸位小于120t，需要調節液壓機進油閥，增加進油量，使壓機噸位達到120t以上。③對外板翻邊工序的凸模型面邊沿進行R倒角，使翻邊后的外板Flange根部的內側R值為0.5～0.65mm。④針對第一種起皺，只需調整翻邊刀塊間隙，使間隙在標準范圍內即可；針對第二種情況的起皺，需要增大拉延工序凹模入口R值，使其翻邊后，Flange不會因為拉延工序時的塑性變形而不平整（圖9）。⑤針對包邊過程中易產生聚料的現象，最常見的解決方法就是在聚料部位沿著X-Z平面對稱開1～2個豁口，在包邊過程中使料往缺口部位走，不至于產生聚料，（圖10為GPS1引擎蓋前沿）。⑥對產生多次塑性變形部位的正壓刀進行補焊、研配，使上模移動到下死點時，正壓刀與凸模之間的間隙δ3=δ-0.2mm（圖11）。

圖9 Flange面不平整的解決方法

圖10 GPS1引擎蓋前沿

圖11 確定正壓刀與凸模之間的間隙值