汽車覆蓋件

汽車覆蓋件是指覆蓋發動機、底盤，構成駕駛室、車身的金屬薄板製成的空間形狀的表面或內部零件。按功能和部位可分為外部覆蓋件、內部覆蓋件和骨架覆蓋件三類。它們在工藝設計、模具加工、設備選擇及質量控制（尺寸公差、形狀精度、零件剛度、表面質量）等方面都具有與一般衝壓零件不同的特點。

基本介紹

• 中文名：汽車覆蓋件
• 外文名：automobile panel forming
• 所屬類別：受力零件
• 尺寸形狀：空間立體曲面
• 剛性：不均勻性
• 製造方式：金屬板材衝壓
• 材質：金屬

基本工藝

汽車覆蓋件衝壓成形的基本工序有：落料、預彎、拉延、修邊、沖孔、翻邊、整形等（見表）。典型結構的汽車覆蓋件一般需要4～6道工序，並可根據需要將一些工序合併，如落料拉延、修邊沖孔、翻邊整形等。

發展現狀

汽車覆蓋件成形過程的有限元分析隨著非線性理論、有限元方法和計算機技術的迅速發展，一種融計算機圖形學、數值計算方法和塑性成形理論於一體的板料衝壓成形數值模擬技術正逐步走向工業實用階段，成為汽車製造廠家縮短開發周期、降低生產成本的有力工具。已經形成商品化的板料衝壓成形數值模擬軟體有：PAM-STAMP、DNAFORM、AUTO：FORM等。這些軟體均具有完整的前、後處理程式，可以直觀地顯示材料變形、流動的詳細過程，了解材料應力、應變的分布情況及起皺、破裂的形成經過，並最終獲得成形所需的載荷及零件沖孔修邊的回彈。

汽車覆蓋件的成形設備

對於形狀較為複雜的大型汽車覆蓋件拉延成形：工序通常採用10 000～20 000kN寬台而雙動壓力機，而其他成形工序均採用寬台面單動壓力機。汽車覆蓋件成形均為批量較大的生產，為了提高生產效率、穩定生產質量，一般採用衝壓生產線的方式進行生產。衝壓生產線上的設備按工藝流程排布，即以雙動壓力機為首，3～5台單動壓力機並其他輔助設備（上料、下料、傳遞、酬轉等）共同組成。

加工方向

汽車車身外形是由許多輪廓尺寸較大且具有空間曲面形狀的覆蓋件焊接而成，因此對覆蓋件的尺寸精度和表面質量有較高要求。車身覆蓋件要求表面平滑、按線清晰，不允許有皺紋、劃傷、拉毛等表面缺陷，此外還要求具有足夠的剛性和尺寸穩定性。車身表面質量的好壞取決於覆蓋件拉伸的結果，而拉伸模是拉出合格覆蓋件的關鍵。由於影響拉伸件質量的因索主要是起皺、開裂、拉毛和回彈，所以從編制衝壓工藝到模具設計都必須認真考慮。模具製造完畢，在拉伸模調試過程中，還必須對拉伸件的起皺和開裂現象進行仔細分析與研究，並採取相應的措施。

起皺和開裂

主要原因有以下幾個方面：

(1)拉伸模設計工藝性是否合理。

(2)模具加工質量(表面精度、硬度等)引起的問題。

(3)壓力機精度(滑塊平行度等)。

(4)板料質量(厚度超差)。

拉伸件的工藝性是編制覆蓋件衝壓工藝首先要考慮的問題，只有設計出一個合理的、工藝性好的拉伸件，才能保證在拉伸過程中不起皺、不開裂或少起皺、少開裂。在設計拉伸件時不但要考慮衝壓方向、衝壓位置、壓料面形狀、拉伸筋的形狀及配置、工藝補充部分等可變數的設計，還要合理地增加工藝補充部分，正確確定壓料面。各可變數設計之間又有相輔相成的關係，如何協調各變數的關係．是成形技術的關鍵，要使之不但滿足該工序的拉伸，還要滿足該工序沖模設計和製造工藝的需要，並給下道熔邊、翻邊工序創造有利條件，一般應注意以下幾個方面。

衝壓方向的確定

零件的衝壓方向是確定拉伸工藝首先要遇到的問題，它不但決定能否拉伸出滿意的拉伸件，而且還影響到工藝補充部分的多少和壓料面的形狀。合理確定衝壓方向應滿足以下3方面的要求。

(1)保證凸模能夠進入凹模。凹模右方下邊的形狀向外凸出，最凸出點超過凹模口尺寸，使凸模不能進入凹模，這個拉伸方向是不能進行拉伸的，必須改變拉伸方向，使凸模能夠進入凹模。沿順時針方向旋轉一個角度．使凸棋能夠進入凹模。

(2)使凸模接觸毛坯的面積大。接觸面越大，接觸面與水平面的夾角越小．毛坯越不易發生局部應力過載而使零件產生破裂。材料在拉伸時貼模性能提高，容易獲得完整的凸模形狀，有利於提高零件的變形程度。

(3)壓料面各部分進料阻力要均勻可靠。拉伸深度均勻是保證壓料面各部分進料阻力均勻可靠的主要條件。而壓料面各部分進料阻力均勻是確保拉伸件不起皺、不開裂的重要保證。

合理增加工藝補充圈分

為了實現拉伸，往往要在製件的基礎上增加工藝補充部分，從而達到滿意的拉伸效果。工藝補充的好壞是拉伸件設計水平的重要標誌，合理的增加工藝補充部分應滿足以下3方面的要求：

(1)該工序拉伸的要求。

(2)壓料面的要求。

(3)拉伸後的修邊和翻邊工序的要求。

設計中應根據修邊線的位置確定各工藝補充部分的尺寸，特別是凹模R圓角處，因凹模圓角部分對抗伸毛坯進料阻力影響很大，直接關係到拉伸件的起皺或開裂，所以取值要合理。工藝補充部分的凹模圓角半徑一般取8-10mm，在能夠拉出滿意的拉伸件的條件下，儘可能減少工藝補充部分，但必要時還要有意增加工藝補充(如凹槽、斜槽、凸筋等)。如果在設計拉伸件時，經過仔細分析，已考慮到某一部分(形狀變化急劇的部分)在拉伸時有多餘的金屬，材料易流動，可能會產生起皺，那么工藝人員就要有意在這部分的工藝補充上加凹槽或凸筋等，使多餘的金屬在拉伸過程中流到凹模或凸筋中，充分吸收多餘的材料，使拉伸不易起皺。同時加凹攢時要考慮到修邊容易去掉，這個方法可有效地耀決拉伸起皺問題。

正確配定壓料面的形狀

壓料面是工藝補充的一部分，在增加工藝補充時必須正確確定壓料面的形狀，使壓料面各部分進料阻力均勻可靠。要做到這一點，必須要保證拉伸深度均勻，因為只有在壓料圈將拉伸毛坯壓緊在凹模壓料面上，不形成皺紋或摺痕，才能保證拉伸件不皺不裂。在確定壓料面時要儘量降低拉伸深度，使形面乎綏，還一定要保證壓料面展開長度比凸模展開長度短，材料才能產生拉伸。如果壓料面展開長度比凸模長，拉伸時可能會形成波紋或起皺。如果壓料面是覆蓋件本身的凸緣部分，則凹模圓角半徑只要根據具體情況確定，因覆蓋件圓角半徑一般都比較小，直接作為凹模圓角半徑不易拉伸，必須加大才不會導致拉伸時起皺或破裂。加大後的圓角，可通過後工序的整形達到產品要求。

增加工藝切口或沖工藝孔

覆蓋件在拉伸過程中，拉伸較深的或有視窗反拉伸成形的零件易拉裂，可用增加工藝切口或工藝孔的方法來解決。增加的工藝孔或切口應保證不因材料流動不好，拉應力過小而形成波紋或起皺，故工藝切口或工藝孔必須放在拉應力員大的拐角處，工藝切口或工藝孔的位置、大小、數量和形狀需要在調試拉伸模時試驗確定。如東風8t平頭柴油車例圍外板拉伸模、東風EQ2102軍用車的中支按外板拉伸模就是通過在反成形和拉伸深處的拐角處沖制工藝切口得到圓滿解決的，保證了拉伸件的表面質量。工藝切口或工藝孔、凹槽應故在廢料部分，最後將其修掉。