汽车门盖零部件生产工艺方法

陈建 ，薛金磊

（1.广西艾盛创制科技有限公司，广西 柳州 545000；2.柳州五菱汽车工业有限公司 山东分公司，山东 青岛 266555）

0 引言

通常乘用车的“四门两盖”是指前、后、左、右4个车门，以及发动机罩盖和后备厢盖。这些门盖零件的主体结构部件是由冲压成型的外板和内板组成，这其中生产过程涉及冲压拉延成型、冲孔切边/激光切割切边开孔、冲压翻边、内外板黏胶、外板包边等工艺过程。门盖外板属于车辆的直接外观件，不允许出现焊点、变形、凹凸不平等影响观感问题，因而内外板之间不能直接使用点焊、弧焊等影响表面质量的方式连接；内板的主要作用是整体对外板进行加强，车门的加强横梁等零件都是焊接在内板上，然后通过结构胶和边缘包边的方式与外板连接到一起，包边量通常是5~15 mm。

图1为典型的车门零件的结构剖视图，其中加强横梁是通过黑色的减震胶粘贴到外板上，在边缘位置先涂折边胶，然后外板通过折弯反向包回内板而形成内外板连接结构。发动机罩盖和后备厢盖连接结构与车门内外板连接结构相似，区别是通常这两种盖总成内部不需要增加加强梁，总成结构强度主要由内板提供。门盖类零件涉及的汽车零部件生产工艺相对较广，而且是汽车白车身零部件中对生产工艺要求比较高的典型部件，因此研究“四门两盖”这些零部件的生产和包边工艺方案对提升整车零部件生产工艺水平具有重要指导意义。

图1 某车型车门（平放）剖视图及包边结构

本文将通过门盖零件的实际生产流程案例探讨生产过程容易产生的缺陷及其问题解决方法，特别是关键的包边工艺方法，为汽车门盖类零部件生产及包边场景下的制造需求提供一些指导性建议。

1 门盖零件生产工艺案例

以汽车车门类零部件零件生产为例，其生产过程如下：冲压拉延成型→冲孔切边/激光切割切边开孔→冲压翻边→内外板粘胶→外板包边等工艺过程。本文将分析生产过程中可能产生的缺陷及提供对应解决方法。

1.1 冲压拉延成型

冲压拉延成型是指使用模具将钢板料片按指定的形状拉延达成设计要求造型的生产过程。冲压拉延成型时容易发生的问题是冲压车间防尘措施不足，导致模具上有灰尘颗粒，导致冲压后零件表面轻微凹凸不平，影响零件外观。一般通过对关键外覆盖件冲压车间进行封闭防尘处理，这种方案多用于批量生产阶段；试制生产阶段一般是在冲压生产开始前使用压缩空气吹干净模具表面再进行冲压，尽量降低灰尘颗粒的影响；冲压后发现有轻微凹凸不平时，则会根据不平整情况的严重程度使用电梯导轨锉刀和气动抛光机对表面进行修复处理，实在无法修复则只能进行报废。

1.2 冲孔切边/激光切割切边开孔

冲孔切边/激光切割切边开孔这个工艺过程一般分为两种情况使用，批量生产时为提升生产效率，通常会根据需求开发一副或多副冲孔切边模具，完成第一步的拉延后的零件进行冲压开孔，切除多余料边的工序；当生产阶段为试制生产或小批量生产时，为节约模具开发费用，通常使用柔性激光切割设备对零件进行开孔和切除多余料边的工序。这个工序容易产生的问题有以下两种。①零件边缘尺寸超差，导致零件最终包边时内板切边裸露，车门异响。试制状态产生该问题的原因通常是内板成型后激光切割零件料边时，零件由于局部冲压未到位而产生整体定位尺寸偏差，进而激光切割时零件定位也会产生偏差，最终导致零件边缘切割过多，包边时外板翻边无法覆盖内板边缘。该问题的解决方案是在冲压下模上刻上零件边缘线，激光切割时使用下模对零件进行检测，确保边缘尺寸合格后再批量切割。这个模具刻线工作通常是在前期模具加工数据上设计好需要刻线的位置，模具加工时使用数控机床在下模上指定的位置使用刻线刀在模具上刻出清晰可见的零部件边缘线，激光切割生产时使用该模具对零件进行尺寸检验，即使用模具代替检具进行检验的方法，简称以模代检。②零件转移过程中发生变形和划伤。外板变形和划伤多由外板零件搬运转序过程中，零部件在工装上受力集中，转运过程晃动导致零件产生变形；工装上未针对零件接触面位置做软包防护，而在转移过程中发生划伤。该问题需要针对搬运工装进行零件固定和接触面软包防护处理，避免零件转序过程产生晃动而产生变形和划伤。零部件变形问题，多是由于搬运工装支撑结构位置选择不合理，一般根据零部件结构特点，选择非关键面进行支撑，并尽可能在重心位置竖直方向采用多处支撑分散支撑力的方式，减轻应力集中而产生的变形，如图2所示。

图2 某采用多点支撑的工装

1.3 冲压翻边

冲压翻边试制外板零件需要通过使用冲压模具对其边缘位置进行冲压翻边，形成与零件90°垂角的待包边边缘（如图3）。该过程容易产生的灰尘颗粒污染问题与第一序冲压拉延成型一样，解决方案也相同；当第二序切边的料边过长时，会导致翻边料边过多，翻边R角不顺畅，翻边褶皱，影响后续包边效果。料边过长问题的解决办法与第二序零件边缘尺寸超差问题的解决方法相同。

图3 完成翻边待包边的零件

1.4 内外板黏胶

内外板黏胶工艺是指使用减震胶和折边胶在内外板零件接触的位置进行定量涂抹，达到内外板零件接触位置消除减震、边缘密封的效果。该工序容易发生包边局部溢胶，影响外观及涂装质量问题。这个问题关键原因是涂胶量及涂胶位置未按规范执行，导致包边时胶未按设计路径溢散而发生局部溢胶情况。解决该问题的方法：在量产阶段使用自动涂胶设备精确控制涂胶量和涂胶路径，如果是试制阶段则在涂胶前在零件上根据设计涂胶位置做好标记，涂胶时严格按照标记进行涂胶，确认涂胶位置和涂胶量无问题后再进行包边操作。包边时，根据实际胶量溢出情况适当调整包边工艺的参数或手工手法也可以辅助改善溢胶情况。

1.5 外板包边

外板包边是指将外板和内板按要求放置于包边胎模后，使用人工或设备对外板的翻边进行反向包回内板的过程。如图4所示，待包边的内板和外板放置于胎膜上，使用压紧钳压紧固定，然后使用橡胶定型锤或其他方式将翻边沿着箭头方向锤击变形至压紧贴合内板的过程。这个过程容易产生如下问题：①外板凹凸不平或内板划伤的主要原因是包边胎模上有颗粒杂物，或者是手工包边没有使用规定的橡胶定型锤进行作业引起的。门盖零部件放置在胎模上时，外板与胎模直接接触，胎模上颗粒杂物在包边压力会将外板顶起产生凹凸不平的鼓包，包边生产作业时必须按要求使用压缩空气配合清理胎模上的颗粒杂物后方可进行生产作业。手工包边时，使用的包边敲击锤子，如果硬度不足则无法施加要求的包边力，包边贴合程度不足，如果硬度超差则会在零件上留下锤痕划伤影响零件总成外观效果。因此，手工包边须按要求使用指定的橡胶定型锤进行锤击包边生产，才能保证得到符合外观要求的包边零部件。②内板切边裸露导致车门异响，影响使用效果。这个问题多发生在量产阶段，原因是零件包边时内板零件未放到指定位置，内板局部偏移量超差，导致外板翻边长度不足以覆盖内板边缘而产生裸露，该问题的解决方案是增加内板定位销，定位销将零件固定到位后才能进行包边生产，同时内板冲压生产时也需要使用正式检具对零件进行首、中、末件检验，避免内板边缘尺寸不符合设计要求。③包边间隙过大导致外板窜动，影响产品使用质量。产生这个问题的原因是包边刀间隙过大，包边压力参数设置不正确，该问题多发生在量产阶段。在生产时，针对零件进行首件检验、生产中间过程检验及生产结束时的末件检验，如果发现包边异常情况，及时反馈问题并调整相关设备参数值，如无法解决则需要考虑研配上下模压合刀［2］，及时修整纠正问题，避免造成批量零部件质量损失。

图4 某车型车门包边示意

门盖类零件的包边工艺是这类零件生产的难点，当一个企业能按要求生产应用这个包边工艺，代表着已经跨过这类门盖零件的生产门槛，意味着距离成功生产已经近在咫尺。根据不同的生产阶段应用的包边生产工艺有所区别。试制阶段的门盖零部件包边一般采用胎模结合手工包边的工艺方式，正式量产阶段采用模具包边［2］和机械手滚边［1］等工艺方式。 表1是常用几种包边工艺的特点。

表1 几种包边工艺的特点

2 结语

汽车门盖类零件是汽车消费者可以接触到的最直接的外观零部件，从这些零件的质量表现就能分辩一辆车制造水平的高低，因此生产企业必须针对这些零件的质量进行全方位把控。随着智能化技术发展，可以实现自动生产制造的工艺技术越来越成为主流，同时针对轻量化的需求，铝合金材料的门盖零件也有了初步的发展，需要不断地进行工艺技术研发才能跟上行业的发展潮流。本文以门盖类零件的工艺过程为主线，将实际生产中容易遇到的一些问题进行汇总，并提供对应的解决方法，也对门盖类零件的关键生产包边工艺进行应用情况总结，为后续车型项目开发提供一些指导性意见。