論試制門內板魚嘴孔的質量提升方法

郁曉斌 屈賢良 薛強

摘 要：車門內板鎖孔試制階段因為沖孔工藝復雜，造成沖孔質量不良及穩定性差。一旦鎖孔的尺寸無法滿足門鎖安裝要求，會嚴重影響到門鈑金的耐久性能，造成后期工程SLAM TEST試驗的失效。本研究通過對門內板鎖孔的特性進行分析，結合實際試驗驗證要求，設計了手工魚嘴翻孔機構，成功解決了孔位同心度、尺寸穩定性等一系列問題。此機構的設計及應用大幅度提升了門鈑金在工程SLAM TEST試驗中的可靠性，也對于手工魚嘴孔翻孔的質量改進提供參考意義。

關鍵詞：門內板;魚嘴孔工藝;手工翻孔機構

1 引言

汽車的造型千變萬化，但是作為汽車的通用部分，門鎖的結構大同小異。特別是乘用車，為了使外觀更加漂亮，在門內板上的門鎖基本全部采取V型沉孔的結構。由于沖壓工藝的特性及門鎖的結構特點，這個V型沉孔在沖壓工藝上一定是在側面，只能采用側沖工藝。隨著模具制造工藝的不斷進步，以及越來越激烈的競爭，提高制造水平、優化沖壓工藝、降低制造成本成為了各模具制造廠的關注焦點。把側沖孔、側翻孔兩個工序內容合并到一副模具上來實現，是減少模具數量、降低成本的有效途徑之一，也是一條可循之路[1]。通常情況下，試制階段門內板制作經過軟模沖壓成形后，再通過激光切割進行鎖孔切割，最后是采用錐形沖頭手工成形的過程。因此工藝在整個魚嘴孔成形過程中，由于軟模零件制造周期相對硬模較短，同時模具的研配程度無法達到硬模的標準，造成軟模零件型面回彈量比較大。而門內板魚嘴孔在缺乏可靠的零件定位及穩定的側翻工藝等影響因素下，錐孔的翻邊無法達到預期的效果，造成鎖孔一系列質量問題，如錐孔的底部R角不穩定，錐孔的上下圓孔同心度差，翻邊后錐孔開裂等，此類質量問題無法滿足整個試制造車的工程驗證要求。針對魚嘴孔目前的這些缺陷，本文通過設計手工魚嘴翻孔機構，成功解決翻孔過程的技術難點。

2 門內板鎖孔設計

2.1 汽車門鎖的作用

汽車車門作為汽車車身的一個重要組成部分，要滿足人員和貨物的進出，需要具有密封性、方便性和安全性。密封性系指使車身內部與外界隔離，能防漏雨漏水和防透風。方便性系指車門開關自如、人員和貨物進出方便;安全性系指汽車在行駛或發生碰撞時車門不會自動打開，在出現碰撞等交通事故時能夠開啟，確保乘客的安全;上鎖和上保險后無鑰匙控制無法從外部打開車門，具有良好的安全和防盜功能。

為滿足這些要求，除需要車門及車身有合理的結構和適當的強度外，更要求有安全可靠的汽車門鎖系統。汽車門鎖是汽車門系統的重要部件之一，它是實現汽車門系統功能的基礎，而要為用戶提供便捷性、舒適性以及安全性，汽車門鎖的耐久性是關鍵。試想，如果汽車門鎖一用就壞，何來的便捷性、舒適性和安全性[2]。

2.2 門內板鎖孔設計結構

圖1是某車型車門內板的零件圖，車門內板與車門外板、加強板等一些小件構成車門總成，屬于車身中的開閉件，需要經常打開和鎖住動作。因此，均有鉸鏈孔和鎖扣孔，其中鎖扣孔如圖1放大圖所示。目前的車門內板鎖扣孔有兩種形式：一種是普通的平孔結構，這種結構沖壓工藝簡單，只需在整形后側沖;另一種就是圖2放大局部后所示錐孔結構，該結構工藝較復雜，需要激光切割后翻邊成形[3]。目前根據市場現有車型統計，大多數車型采用第二種鎖孔設計，相比第一種成形工藝較為復雜，成形難度大。

3 常規門內板魚嘴孔制作方法

3.1 常規魚嘴孔工藝

在試制階段，白車身門內板鈑金零件通過軟模進行制作。由于軟模制作階段基本不采用硬模的魚嘴孔側沖機構，只是簡單地利用翻孔凸模進行手工整形。在整個制作過程中，首先，門內板鈑金經過拉延工序后，需要通過型面定位方式制作后續激光切割用支架。此類支架會根據不同批次的零件型面進行調整，便于盡可能和當批次零件型面貼合，但是不同批次的一致性相對而言會產生波動。然后，門內板在簡易激光切割支架上進行夾緊、定位后，進行首件的切割。首件切割的過程也是激光程序調整的過程，工作人員將完整程序進行模擬空切，避免真實切割過程中發生支架干涉。確認零件沒有過程干涉后進行正式切割，首先根據激光切割軌跡切除拉延多余廢料，然后根據魚嘴孔翻孔尺寸快速切出底孔。此過程會根據零件切割的實際狀態，放置胎膜進行孔位與數模尺寸的比對，否則將進行程序再次調整直至切割孔位在理論公差之內。底孔切割完畢后，最后通過圖3翻邊沖頭進行手工錐孔翻邊成形，整個制作過程相對簡易。

3.2 常規魚嘴孔工藝的缺點

采用上述常規工藝進行手工魚嘴孔翻邊過程中，由于首先缺乏翻孔型面的固定，零件處于回彈的狀態下，同時翻邊凸模缺少成形過程導向，現場人員只能通過目視進行角度調整，盡可能保證翻孔的垂直度，所以零件成形尺寸質量缺乏一致性、穩定性。

4 改進后門內板魚嘴孔工藝

本文設計的手動式門內板魚嘴孔翻邊機構如圖4所示。

翻孔機構由模座、翻轉夾緊機構、本體凸凹模、彈頂銷及翻孔凸模組成。翻孔機構模具采用常規鋼板進行焊接，模具本體凸凹模采用45號鋼進行加工，翻孔凸模采用CR12MOV制作。為了保證翻孔模具與模座的定位穩定，必須同時采用螺釘和銷釘進行固定。

4.1 翻邊機構工作原理

將成形并切割完成的門內板零件放置于圖4翻邊機構模座上，首先確保門內板魚嘴孔底孔通過彈頂銷，銷子已經起到準確定位的作用。在此過程中，銷孔的位置準確與否，會直接影響到后續錐孔的上、下圓同心度。然后翻邊凸模通過旋轉機構進行門內板夾緊、當凸模翻轉過程中直至到達限位塊位置才算有效。在夾緊過程中需要保證凸模、零件、凹模型面完全貼合，一旦凸凹模之間還是存在間隙，需要通過凸模下面的墊片進行現場調整。零件經過準確定位、固定后，現場工作人員將進行手工將翻孔工作。翻孔凸模通過圖5本體凸模保證翻孔前的位置導向，成形凸模在工作人員利用榔頭捶打的外力作用下，迅速完成凹模翻孔成形。整個過程中，底孔定位用彈頂銷采用彈簧結構，會跟隨凸模沖頭同向往內運動，直至凹模底部并完成翻孔成形工作。由于翻孔過程中還是存在零件的常規回彈，一次性翻孔應力可能再次釋放，從而未能達到最終尺寸要求。鑒于零件回彈原理，一般翻孔成形過程可重復兩次，保證最終翻孔的質量。

4.2 采用魚嘴孔翻邊機構的優勢

1）零件定位穩定，可靠。車門內板零件通過魚嘴孔翻邊機構底座起到整體支撐，再利用旋轉把柄將凸凹模于零件型面充分貼合，避免因零件表面不平引起的孔位偏差。

2）翻孔機構簡單、便于現場工作人員操作。翻孔機構通過簡單的操作原理，指導現場工作人員快速、準確、有效地完成魚嘴孔的翻邊。整個過程操作簡單易懂，大幅度提升現場人員的工作效率。

3）零件尺寸一致性，錐孔同心度好。激光切割之后的鈑金零件，通過凹模3個彈頂銷同時定位魚嘴孔底孔。這樣沖壓過程中，既保證錐孔之間的上下同心度要求，又能滿足3個錐孔之間的相對位置度，提升了門鎖SLAM TEST的可靠性。

5 結論

據統計，目前魚嘴孔的質量不良作為常規門鈑金成形質量問題之一，會導致車門鎖扣驗證的失效。本文針對魚嘴孔的質量問題進行全方位分析，深入研究其問題根本原因。將魚嘴孔翻孔機構成功應用于門內板鎖孔，大幅度節約了軟模零件手工制作時間，提升了鎖孔尺寸及表面質量。同時避免了因同心度不良及尺寸相關問題，而進行大面積的零件返修。希望通過此次翻孔機構的研究，對于軟模魚嘴孔翻孔的工藝方案及成形質量起到借鑒的作用，進一步改善門內板整體質量。

參考文獻：

[1][期刊論文]楊春和，胡輝，陳國-《模具制造》2011年1期.

[2][學位論文]秦佳得，2015 - 大連理工大學：軟件工程.

[3][期刊論文]文豐喜，WEN Feng-xi-《裝備制造技術》2014年2期.