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浅谈车门内板回弹消除的实践经验
车门内板模具的设计制造,通常存在较多的问题,特别是在新车型导入阶段,零件的回弹导致模具型面多次调整,造成模具烧焊、机加工和钳工调试的工时都非常高,而且车门内板的精度往往直接影响到车身的机能,如车身的密闭性、关门所需的力度、周边配合的外观等。由于该零件的影响面广、改修难度大,因此对车门内板零件回弹的过往对策和实践总结意义重大。

回弹现状

⑴车门内板零件普遍存在着刚性回弹的难题。由于后车门内板相比前车门内板,在零件结构上存在后轮拱起的造型,同时在后门内板零件的拉延深度上也存在高度不相等的特点(如图1截面A-A、B-B、C-C所示截面的深度差异很大),所以导致后车门内板的回弹相比前车门内板通常更为复杂,导致整改过程更加曲折。鉴于此,为了节省篇幅,本文以后车门内板为主阐述消除回弹的实践经验。

⑵由于后车门内板普遍存在拉延深度不均匀的特点,导致该零件在轮拱以上的区域出现内缩、轮拱区域存在外翘的特点,如图2所示,A-A截面整体内缩,C-C截面局部外翘。

⑶为了节省原材料和提高生产效率,通常后车门内板的模具设计采取左侧和右侧同时加工,也就是一模双件的加工工艺。这种模具设计工艺将拉延工序后的1个过程件通过裁切的方式分开成为2件(也就是左右各1件),如图3所示。由于裁切后拉延过程件内部的部分残余应力被释放,同时追加了局部整形,这就导致在CAE模拟分析时难以准确有效的预测出最终零件的回弹量,这也给后车门内板的回弹改修增加了一定难度。

实施对策

⑴按顺序分步骤合模和改修。回弹的改修都是建立在对原有设计忠实反应之后的再次修正,所以优先要确保各工序模具合模到位,确认初始模具设计的反馈结果。根据车门内板的模具结构特点,需要分步骤逐步达成合模状态并分步骤进行改修。例如首先要将零件的基准面合模到位(如图4所示的STEP1位置),确保基座面没有扭曲,否则接下来任何改修都没有正确的基准。然后依次对下一层面进行模具合模状态确认,例如对图4所示的密封面和包边面进行合模的确认,确保各层次的功能面都达到应有的深度。最后再进行包边线的确认和调整(如图4所示的STEP4位置),这样按照正确的顺序分步推进才能提高效率,避免上层面精度的变化导致下层面或者包边线精度的恶化。这就是所谓的基本步骤,模具的合模以及零件精度的改修都要按照这个顺序来推进。

⑵拉延工序的形状补偿。拉延工序奠定了零件的基础形状,从拉延工序开始进行模具形状面的补偿设计是现在很多同行业者普遍采用的对策。对于后车门内板,如果在拉延工序进行形状补偿是否有效呢?

以A-A截面为例,根据过往实践经验,我们对拉延模面按照内缩的回弹量进行补偿后,零件精度并没有明显的改善,如图5所示,因为零件在裁切开以后,拉延工序件的残余应力部分释放,残余应力重新分配。同时,由于拉延模具改动牵扯到后工序模面的变化,改修工时多、风险大,所以这里要重点推荐下面的对策方案。

⑶基于零件内应力的反向成形。由于零件造型本身的原因,拉延工序的模具型面补偿并不能完全消除零件的内应力,特别是像门内板这种拉延后再裁切成两个独立零件的模具工艺,拉延补偿效果并不明显。我们重点介绍的是通过在拉延以后的工序实施整形工艺,使零件内部产生反向应力,从而消除回弹。

例如在切边工序设置一个整形工艺,对拉延以后的零件形状实施整形,使零件内原有的内缩应力得到反向释放,从而消减应力。由于这种调整难以模拟分析,通常可以做试验,试冲零件来预测模具改修量。过往实践表明:在内缩2~3mm的情况下,在切边模具的密封面上加0.5mm左右的改修量,就可以有效改善原有的不良状态,如图6所示。

结束语

本文介绍了过往车门内板零件回弹的一般改修实践经验,同时也重点分享了设定一个与拉延工序反向应力的形状面作为整形面来消除零件回弹的经验,这个经验可以灵活应用到更多的消除回弹的课题中去,提高对策效果,减少改修工时。



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