侧围外板顶边梁正修边结构与工艺浅析

冯海群，庞高磊，夏灿添

（广汽乘用车有限公司，广东广州511434）

1 引言

随着我国汽车行业快速发展，车企的竞争越来越激烈，成本的控制也是各个车企采取的有效手段。因此在保证质量的前提下，各个环节采取降本策略。在制造环节中，冲压汽车覆盖件的模具成本中占有一定比。设计简便的模具能降低制造成本、降低量产期的维修保养成本。现以某轿车的侧围为例，从顶边梁（见图1）正修与侧修的模具结构差异、正修边的工艺进行分析。

图1 侧围制件图

2 修边工序模具基本结构

2.1 修边工序定义

一个制件的成形，一般需要4个工序：拉伸、修边、翻遍、冲孔，修边工序是把拉伸成形后板件（见图2）修剪废料区域的过程（见图3）。

图2 拉伸成形后外形

图3 修边后外形

2.2 修边工序模具组成

修边模结构一般由下模、上模、压料板构成，如图4、图5、图6所示。下模、上模都安装修边刀；压料板是装配在上模，其目的是压住板件，使得修边过程不会产生毛刺、变形，如图7所示。

图4 侧围修边工序下模

图5 侧围修边工序上模

图6 侧围修边工序压料板

图7 修边断面图

3 正修边与侧修边的结构差异

3.1 正修边

关于侧围顶边梁正修边，修边刀固定在上模，修剪的方向与机台冲压方向一致，日系车企（本田、丰田）多采用此结构，其结构简单。

正修边的条件是：修边角度θ＜15°（修边角度即是制件修边位置的形状与水平角度的夹角）。图8所示的是某车型实际修边角度θ=5°，这样在修边过程刃口不容易崩，减少毛刺产生，而且能缩短废料排放通道，切完的废料直接滑出模具外。

图8 断面A-顶边梁正修结构

3.2 侧修边

如果正修边角度＞15°，则需要设计侧修斜楔CAM，使得满足修边角度要求，如图9所示。

图9 断面B-顶边梁侧修结构

斜楔是挂在上模，上模往下运动时，与下模的驱动导板接触实现修边动作。在此过程，斜楔不是固定式，导板滑动存在滑动间隙（约0.05mm），因此斜楔的稳定性不如正修边结构，板件容易出现毛刺，且废料通道呈“L”形，不利于废料的排出。

4 侧围顶边梁正修边的工艺要求

若要实现正修边，则修边角度θ＜15°，有些车型侧围顶边梁部位的角度满足不了此要求，会在拉伸成形时角度摊开，如图10所示，做成小平面。

图10 正修边制件与拉伸数模断面图

但摊开的前提满足以下两点：

（1）拉伸工序成形时不能出现开裂或者暗裂，即通过CAE分析确保板厚的减薄率＜25%（基准值），特别是顶边梁内侧的A柱、B柱、C柱（见图11），通过某车型侧围顶边梁采用正修边的实际CAE分析减薄率结果如表1所示。

图11 顶边梁内侧减薄率

表1 CAE分析减薄率

（2）拉伸、修边、翻遍工序的制件冲压摆角设置合理。由于制件的造型已定型，在成形上取最优的摆角，使得拉伸成形不开裂、修边工序的修边角度满足15°以内，翻遍工序顶边梁的法兰不出现起皱等。基于上述条件，某车型的侧围的实际制件冲压摆角如图12、图13、图14所示。

图12 拉伸工序摆角

图13 修边工序摆角

图14 翻遍工序摆角

5 结束语

通过侧围顶边梁正修与侧修的模具结构差异以及正修的工艺分析，正修边模具结构简单，降低模具制造成本，减少修边刃口的崩刃，有利于废料排出，降低模具的生产故障率，减少模具的保养成本。