侧围尾部翻边棱线不顺的原因分析及解决办法

FMMM

2021年4月19日 11:44

侧围尾部由于产品造型及翻边工艺复杂，很容易产生翻边棱线不顺的问题，并且不容易解决。如果仔细观察，甚至会发现已经在市场上销售的车型还遗留着或轻微、或明显的问题，由此说明此类问题不但发生概率高，而且解决难度大。本文从产品设计和制造工艺两方面对类似问题的发生原因进行了分析，并且制定了解决方案。

某车型侧围外板冲压模具在开发过程中，发生了尾部翻边棱线不顺的问题，严重影响了侧围与行李厢匹配位置的分缝精致感，如图1 所示。从问题原因分析到整改验证，再到问题得到根本解决花费了近6 个月的时间。

图1 侧围尾部翻边棱线不顺

原因分析及解决方案

原因分析

如图2 所示，侧围此位置的翻边轮廓线处于三个不同角度的曲面上，需要至少两个角度的翻边工序才能完成。此产品的冲压工艺是先在OP30 完成位置1的棱线翻边，再在OP40 完成位置2 的棱线翻边，前后两道工序在中间曲面位置3 相交。

图2 侧围尾部翻边工艺排布

在OP40 完成位置2 的翻边时，因为位置1 已经完成翻边，在冲压方向已经产生了负角，所以OP40的凸模需要设计活动凸模，以便OP30 工序零件能够在OP40 凸模上定位。但是OP30 工序件存在轻微的扭曲回弹及定位误差，导致OP40 活动凸模在驱动到位的过程中与零件发生干涉，使得OP40 压料芯到位时，OP30 零件与OP40 活动凸模干涉位置被压料芯压变形，如图3 所示，图4 为零件发生的卷边问题。

图3 OP40 活动凸模与OP30 零件发生干涉

图4 零件发生卷边问题

解决方案

为了解决因凸模与零件干涉而导致的零件卷边问题，第一种方案是对OP40 活动凸模进行了简单的去干涉处理，如图5 所示。这个方案直接导致OP40 翻边时零件受到翻边镶块的摩擦力但尖点部位不受凸模约束，从而发生翻边棱线不顺，方案失败，因此不得不恢复OP40 凸模基准。

图5 OP40 活动凸模去干涉处理

第二种方案是对OP30 翻边进行了改造，保留从尖点开始的5mm 翻边角度不变，其他位置翻边角度打开5°，并平顺过渡，使OP40 凸模驱动到位时起到导正作用，避免发生干涉，如图6 所示。

图6 OP30 翻边角度改造方案

此方案解决了OP40 活动凸模与OP30 零件干涉问题，但同时又出现了新的问题，OP30 翻边与OP40翻边交汇的位置出现了凸点，如图7 所示。

图7 OP30 翻边与OP40 翻边交汇的位置出现了凸点

对于棱线凸点的问题，很长时间以来，一直怀疑是OP30 与OP40 基准传递误差导致的，因此花费了很长的时间调整OP30 的凸模基准，但一直得不到有效的改善，此外，还对OP40 翻边间隙进行大小两个方向的调整，也均无效果。后来对产品结构特征进行分析，产品的翻边宽度存在落差，而且翻边的角度也并不是垂直于此条棱线，而是存在一定的角度，如图8 所示，而凸点发生的位置正好在位于翻边宽度落差交接相应位置。

图8 产品结构及OP40 翻边方向

如果翻边存在宽度差，翻边时会存在翻边棱线由翻边宽度宽的位置向翻边宽度窄的方向赶料的情况，如图9 所示，这样就会在翻边宽度落差相应位置棱线发生R 角突变的情况，这种情况是在覆盖件翻边工艺里面很常见的缺陷问题，常见的例子是翼子板轮眉位置翻边，存在挡泥板安装卡台位置翻边棱线R 角不顺的问题。

图9 存在宽度落差的翻边赶料

如果翻边的角度不是垂直于棱线，也会存在翻边赶料的情况，如图10 所示，结果是一端棱线R 角符合设计状态，而另一端由于赶料的原因发生棱线R 角小于设计值的情况。

图10 非垂直棱线翻边赶料

而本案例侧围尾部产品特征设计及冲压工艺设计集合了以上两种不利因素，再加上OP30 已经完成了一部分翻边，部分棱线已经硬化，因此在OP40 完成了翻边后，在翻边宽度落差交汇处相应位置棱线上产生了凸点。为了印证这一分析，通过在OP40 翻边前修改翻边宽度，改变翻边宽度落差交汇的位置，进行实践验证，如图11 所示。验证结果符合预期，消除了OP40 翻边后在棱线上产生的凸点问题，如图12所示。

图11 翻边宽度落差交汇位置修改

图12 翻边宽度落差交汇位置修改后的验证结果

虽然此方案效果很好，但由于整车开发进度的原因，已经不允许产品进行设计变更。好在此时已经分析出问题的根本原因，为制定最终方案提供了思路。翻边产生棱线凸点问题的根本原因是发生翻边往一个方向赶料的情况，最终对策就是通过调整翻边时序的方法抑制赶料，而此方法就是在公差允许的范围内对产品进行微调，如图13 所示。