汽車門蓋零部件生產工藝方法

陳 建 ，薛金磊

（1.廣西艾盛創制科技有限公司，廣西 柳州 545000；2.柳州五菱汽車工業有限公司 山東分公司，山東 青島 266555）

0 引言

通常乘用車的“四門兩蓋”是指前、后、左、右4個車門，以及發動機罩蓋和后備廂蓋。這些門蓋零件的主體結構部件是由沖壓成型的外板和內板組成，這其中生產過程涉及沖壓拉延成型、沖孔切邊/激光切割切邊開孔、沖壓翻邊、內外板黏膠、外板包邊等工藝過程。門蓋外板屬于車輛的直接外觀件，不允許出現焊點、變形、凹凸不平等影響觀感問題，因而內外板之間不能直接使用點焊、弧焊等影響表面質量的方式連接；內板的主要作用是整體對外板進行加強，車門的加強橫梁等零件都是焊接在內板上，然后通過結構膠和邊緣包邊的方式與外板連接到一起，包邊量通常是5～15 mm。

圖1為典型的車門零件的結構剖視圖，其中加強橫梁是通過黑色的減震膠粘貼到外板上，在邊緣位置先涂折邊膠，然后外板通過折彎反向包回內板而形成內外板連接結構。發動機罩蓋和后備廂蓋連接結構與車門內外板連接結構相似，區別是通常這兩種蓋總成內部不需要增加加強梁，總成結構強度主要由內板提供。門蓋類零件涉及的汽車零部件生產工藝相對較廣，而且是汽車白車身零部件中對生產工藝要求比較高的典型部件，因此研究“四門兩蓋”這些零部件的生產和包邊工藝方案對提升整車零部件生產工藝水平具有重要指導意義。

圖1 某車型車門（平放）剖視圖及包邊結構

本文將通過門蓋零件的實際生產流程案例探討生產過程容易產生的缺陷及其問題解決方法，特別是關鍵的包邊工藝方法，為汽車門蓋類零部件生產及包邊場景下的制造需求提供一些指導性建議。

1 門蓋零件生產工藝案例

以汽車車門類零部件零件生產為例，其生產過程如下：沖壓拉延成型→沖孔切邊/激光切割切邊開孔→沖壓翻邊→內外板粘膠→外板包邊等工藝過程。本文將分析生產過程中可能產生的缺陷及提供對應解決方法。

1.1 沖壓拉延成型

沖壓拉延成型是指使用模具將鋼板料片按指定的形狀拉延達成設計要求造型的生產過程。沖壓拉延成型時容易發生的問題是沖壓車間防塵措施不足，導致模具上有灰塵顆粒，導致沖壓后零件表面輕微凹凸不平，影響零件外觀。一般通過對關鍵外覆蓋件沖壓車間進行封閉防塵處理，這種方案多用于批量生產階段；試制生產階段一般是在沖壓生產開始前使用壓縮空氣吹干凈模具表面再進行沖壓，盡量降低灰塵顆粒的影響；沖壓后發現有輕微凹凸不平時，則會根據不平整情況的嚴重程度使用電梯導軌銼刀和氣動拋光機對表面進行修復處理，實在無法修復則只能進行報廢。

1.2 沖孔切邊/激光切割切邊開孔

沖孔切邊/激光切割切邊開孔這個工藝過程一般分為兩種情況使用，批量生產時為提升生產效率，通常會根據需求開發一副或多副沖孔切邊模具，完成第一步的拉延后的零件進行沖壓開孔，切除多余料邊的工序；當生產階段為試制生產或小批量生產時，為節約模具開發費用，通常使用柔性激光切割設備對零件進行開孔和切除多余料邊的工序。這個工序容易產生的問題有以下兩種。①零件邊緣尺寸超差，導致零件最終包邊時內板切邊裸露，車門異響。試制狀態產生該問題的原因通常是內板成型后激光切割零件料邊時，零件由于局部沖壓未到位而產生整體定位尺寸偏差，進而激光切割時零件定位也會產生偏差，最終導致零件邊緣切割過多，包邊時外板翻邊無法覆蓋內板邊緣。該問題的解決方案是在沖壓下模上刻上零件邊緣線，激光切割時使用下模對零件進行檢測，確保邊緣尺寸合格后再批量切割。這個模具刻線工作通常是在前期模具加工數據上設計好需要刻線的位置，模具加工時使用數控機床在下模上指定的位置使用刻線刀在模具上刻出清晰可見的零部件邊緣線，激光切割生產時使用該模具對零件進行尺寸檢驗，即使用模具代替檢具進行檢驗的方法，簡稱以模代檢。②零件轉移過程中發生變形和劃傷。外板變形和劃傷多由外板零件搬運轉序過程中，零部件在工裝上受力集中，轉運過程晃動導致零件產生變形；工裝上未針對零件接觸面位置做軟包防護，而在轉移過程中發生劃傷。該問題需要針對搬運工裝進行零件固定和接觸面軟包防護處理，避免零件轉序過程產生晃動而產生變形和劃傷。零部件變形問題，多是由于搬運工裝支撐結構位置選擇不合理，一般根據零部件結構特點，選擇非關鍵面進行支撐，并盡可能在重心位置豎直方向采用多處支撐分散支撐力的方式，減輕應力集中而產生的變形，如圖2所示。

圖2 某采用多點支撐的工裝

1.3 沖壓翻邊

沖壓翻邊試制外板零件需要通過使用沖壓模具對其邊緣位置進行沖壓翻邊，形成與零件90°垂角的待包邊邊緣（如圖3）。該過程容易產生的灰塵顆粒污染問題與第一序沖壓拉延成型一樣，解決方案也相同；當第二序切邊的料邊過長時，會導致翻邊料邊過多，翻邊R角不順暢，翻邊褶皺，影響后續包邊效果。料邊過長問題的解決辦法與第二序零件邊緣尺寸超差問題的解決方法相同。

圖3 完成翻邊待包邊的零件

1.4 內外板黏膠

內外板黏膠工藝是指使用減震膠和折邊膠在內外板零件接觸的位置進行定量涂抹，達到內外板零件接觸位置消除減震、邊緣密封的效果。該工序容易發生包邊局部溢膠，影響外觀及涂裝質量問題。這個問題關鍵原因是涂膠量及涂膠位置未按規范執行，導致包邊時膠未按設計路徑溢散而發生局部溢膠情況。解決該問題的方法：在量產階段使用自動涂膠設備精確控制涂膠量和涂膠路徑，如果是試制階段則在涂膠前在零件上根據設計涂膠位置做好標記，涂膠時嚴格按照標記進行涂膠，確認涂膠位置和涂膠量無問題后再進行包邊操作。包邊時，根據實際膠量溢出情況適當調整包邊工藝的參數或手工手法也可以輔助改善溢膠情況。

1.5 外板包邊

外板包邊是指將外板和內板按要求放置于包邊胎模后，使用人工或設備對外板的翻邊進行反向包回內板的過程。如圖4所示，待包邊的內板和外板放置于胎膜上，使用壓緊鉗壓緊固定，然后使用橡膠定型錘或其他方式將翻邊沿著箭頭方向錘擊變形至壓緊貼合內板的過程。這個過程容易產生如下問題：①外板凹凸不平或內板劃傷的主要原因是包邊胎模上有顆粒雜物，或者是手工包邊沒有使用規定的橡膠定型錘進行作業引起的。門蓋零部件放置在胎模上時，外板與胎模直接接觸，胎模上顆粒雜物在包邊壓力會將外板頂起產生凹凸不平的鼓包，包邊生產作業時必須按要求使用壓縮空氣配合清理胎模上的顆粒雜物后方可進行生產作業。手工包邊時，使用的包邊敲擊錘子，如果硬度不足則無法施加要求的包邊力，包邊貼合程度不足，如果硬度超差則會在零件上留下錘痕劃傷影響零件總成外觀效果。因此，手工包邊須按要求使用指定的橡膠定型錘進行錘擊包邊生產，才能保證得到符合外觀要求的包邊零部件。②內板切邊裸露導致車門異響，影響使用效果。這個問題多發生在量產階段，原因是零件包邊時內板零件未放到指定位置，內板局部偏移量超差，導致外板翻邊長度不足以覆蓋內板邊緣而產生裸露，該問題的解決方案是增加內板定位銷，定位銷將零件固定到位后才能進行包邊生產，同時內板沖壓生產時也需要使用正式檢具對零件進行首、中、末件檢驗，避免內板邊緣尺寸不符合設計要求。③包邊間隙過大導致外板竄動，影響產品使用質量。產生這個問題的原因是包邊刀間隙過大，包邊壓力參數設置不正確，該問題多發生在量產階段。在生產時，針對零件進行首件檢驗、生產中間過程檢驗及生產結束時的末件檢驗，如果發現包邊異常情況，及時反饋問題并調整相關設備參數值，如無法解決則需要考慮研配上下模壓合刀[2]，及時修整糾正問題，避免造成批量零部件質量損失。

圖4 某車型車門包邊示意

門蓋類零件的包邊工藝是這類零件生產的難點，當一個企業能按要求生產應用這個包邊工藝，代表著已經跨過這類門蓋零件的生產門檻，意味著距離成功生產已經近在咫尺。根據不同的生產階段應用的包邊生產工藝有所區別。試制階段的門蓋零部件包邊一般采用胎模結合手工包邊的工藝方式，正式量產階段采用模具包邊[2]和機械手滾邊[1]等工藝方式。 表1是常用幾種包邊工藝的特點。

表1 幾種包邊工藝的特點

2 結語

汽車門蓋類零件是汽車消費者可以接觸到的最直接的外觀零部件，從這些零件的質量表現就能分辯一輛車制造水平的高低，因此生產企業必須針對這些零件的質量進行全方位把控。隨著智能化技術發展，可以實現自動生產制造的工藝技術越來越成為主流，同時針對輕量化的需求，鋁合金材料的門蓋零件也有了初步的發展，需要不斷地進行工藝技術研發才能跟上行業的發展潮流。本文以門蓋類零件的工藝過程為主線，將實際生產中容易遇到的一些問題進行匯總，并提供對應的解決方法，也對門蓋類零件的關鍵生產包邊工藝進行應用情況總結，為后續車型項目開發提供一些指導性意見。