关于优化汽车侧围外板冲压工艺的几点思考

李卫山

摘 要：在汽车制造过程中，一辆汽车的外观质量在很大程度上取决于车身覆盖件的质量，因此在设计与生产过程中必须注重车身外覆盖件的工艺，汽车侧围作为覆盖件中的一部分，在切成品质控制中发挥着至关重要的作用。冲压作为一类先进的加工方式，其适用于加工各种复杂的形状，具有自动化高和成本低等特征。但是就当前汽车侧围外板冲压工艺现状分析，还存在不同形式的失效行为，因此采取有效的措施对汽车侧围外板冲压工艺进行优化具有重要作用。

关键词：汽车侧围外板 冲压工艺 优化措施

Reflections on Optimizing the Stamping Process of Automobile Side Panels

Li Weishan

Abstract：In the process of automobile manufacturing， the appearance quality of a car depends to a large extent on the quality of the body covering parts. Therefore， in the design and production process， attention must be paid to the craftsmanship of the outer body covering parts. The car side wall is used as the covering part. Part of it plays a vital role in the quality control of cuts. As a kind of advanced processing method， stamping is suitable for processing various complicated shapes and has the characteristics of high automation and low cost. However， according to the current analysis of the current automotive side panel stamping process， there are still different forms of failure behavior， so it is important to take effective measures to optimize the automotive side panel stamping process.

Key words：automobile side wall outer panel， stamping process， optimization measures

伴随着经济的不断发展，汽车已经成为人们出行的重要工具，特别是在经济全球化时代下，进一步加剧了汽车行业之间的竞争，企业制造企业要想从中脱颖而出，便需要根据市場的需求和改变，积极研发新产品和新工艺。而冲压作为汽车制造的第一道工艺，冲压件质量的高低不仅影响着汽车的性能，而且还关系着汽车的生产成本、质量以及寿命，因此高度重视冲压工艺的优化。

1 冲压工艺简介

1.1 冲压工艺的概述

冲压主要指的是根据金属具有塑性变形这一特征，运用冲压设备和模具对板料施以一定的压力，实现板料发生分裂或者塑性变性的情况，从而获得需要的图像、尺寸以及性能的零件，将其称为冲压件[1]。

1.2 冲压工艺工序

冲压工艺主要由四道工序组成，分别是（1）冲裁（主要有剖切、冲孔、修边、落料组成），这道工序的主要任务是将板料分离;（2）弯曲，这道工序的主要任务是沿着弯曲线将板料根据一定的角度或者形状弯曲;（3）拉深工艺。开展拉伸的目的是改变空心件的外形或者尺寸，也可能是为了利用平面板料获得类型各异的开口空心件;（4）局部成形（包含整形、翻边、校正、胀形等等），其是为了以局部成形的方式改变毛坯或者冲压件的外形[2]。

2 汽车侧围外板冲压工艺分析

2.1 汽车侧围外板结构分析

纵观汽车的覆盖件，侧围外板具有材料薄、尺寸大、形状起伏复杂、尺寸精度要求高、表面质量要求高等特征，在拉深时容易发生起皱、拉裂等情况。以某公司最新开发的汽车侧围外板（如图1所示），材料为DC06，材料厚度为0.8mm，外形尺寸为2950mm×1340mm×410mm。从整体上看，该制件的开发难度比较高。

2.2 汽车侧围外板冲压结构分析

针对汽车侧围外板，除去落料这一环节外，其余的环节全部选择生产线冲压工艺完成。在这部分的施工中，最重要的工艺为落料、延伸，其中前者不用开展自动冲压线，只需额外来战开卷下料操作即可。汽车侧围外板零件冲压生产过程中，除去落料这一工序，剩余工序均由四工位的机器人自动冲压线上实现。在对冲压工艺进行设计时，需要关注的重点内容为不同零件采用怎样的成形工艺，其原因为该工艺进行效果怎样直接影响了产品外观的质量，除此之外，同时还应当明确工艺操作流程、原料利用率、应用模具的寿命等等。顶盖搭接处作为汽车侧围外板的外表面，此处的形状是伴有负角的弧形，所以生产时若想获得理想的形状便需要在斜楔机的辅助下对侧面予以整形。另外在侧整形过程中时，考虑到负角部分与外表面非常接近，难以对材料的流动性进行控制，容易引起A级面发生变形的情况，并且在完成侧整工作以后，负角处容易发生回弹和起皱等情况，影响了搭接边的质量。当完成拉延工序后，需要对大部分覆盖件采取正修的方式进行修边，假如侧修的方法会导致模具的尺寸增加时，那么便需要相应的增加钳工研配的工作量。除此之外，考虑到侧修废料容易从下模斜楔座中滑出，但是滑出的空间会遭受一定限制，从而限制了废料的滑出角度。如果采用正修边的方式处理侧围上部和顶盖搭接处，操作方法如下，正修边，朝下翻边到侧翻边整形，考虑到正修出的台阶较宽，会导致在拉延操作过程中材料流动性较差，容易出现轻微起皱的现象。并且由于该部位的修边线和翻边整形轮廓之间的距离太远，容易出现修边与翻边后形状差异较大的情况。除此之外，在翻边操作时，因为表面的应力较大，如此便会导致变形情况加剧，这样便会增加翻边处发生叠料或者起皱等情况。在生产时，按照先侧修边再侧翻整形的操作工序进行，这样拉延获得的形状更加接近产品的形状，从而便充分保证了整形后产品的质量，这种工艺还能有效的避免延时材料至分模线处流入凸模的情况[3]。

2.3 汽车侧围外板冲压工艺存在的问题分析

在开发汽车侧围外板的初期，最常见的冲压工艺设计方案为拉深——冲孔修边——侧翻边等等，但是在开展设计与制造实践中，会发现存在一些缺陷和问题，从而影响制件的尺寸以及表面质量。具体而言主要体现在：一是，在支架和汽车尾部衔接的部位，可能出现大小不均匀的R角，从而引起车身与车门制件之间存在缝隙，另外还伴有不均匀的情况，对汽车外观质量产生影响（如图2所示）。二是，汽车顶盖内压件与制件搭接后，發生叠料的情况，从而影响了制件的重量，严重时还可能发生制件开裂的情况（如图3所示）。三是，汽车的尾门和制件配合处发生翻边和褶皱的情况，导致尾门跟其他冲压件搭接时，存在裂缝，从而影响了搭接的质量，打开车门时，可以明显看到搭接处缝隙，对汽车的外观质量与性能产生影响（如图4所示）。

3 汽车侧围外板冲压工艺优化措施

汽车的侧围外板工艺之所以复杂程度较高，主要是将其和其他冲压件进行对比的，要想减少冲压工序，那么便需要重点研究冲压技术和工艺收单，特别是要合理复合模具结构，确保冲压程序得以合理的复合，从而降低工序的成本。冲压成形工艺作为汽车侧围外板制造过程中最常见的一大工艺，假如在开发侧围外板过程中关于外形设计、零件工程化阶段和样车阶段冲压工艺等考虑不充分，在后期制造模具时，便会增加零件制造工艺的复杂性，甚至还能够出现无法制造模具的问题，当遇到这样的情形时，采用对零件进行大幅度改变或者重新设计的解决措施，势必会对整个汽车制造进度产生影响，导致开发成本支出增加，因此必须高度重视侧围外板冲压工艺的优化。在具体对汽车侧围外板进行冲压操作时，除了需要复合常用的复合工艺，同时也需要复合传统分开的工艺，通过这种方式实现汽车侧围外板冲压工艺的优化，减少工序。

3.1 修边与整形复合

在汽车侧围外板后门这一区域中，整形区占据重要地位，其原因是该部位与修边线相邻，以传统的模具为例，如果工艺选用的是修边与整边二者彼此分开的方式，便会产生不良影响。通过结合实践分析，该部位整形量比较少，通常以变形与局部胀形最为常见，通常不会对修边线产生影响，因此在设计模具结构时，可以将修边与整形复合，详细而言就是一次性同时完成修边、冲孔、斜修边三道工序后再进行整形。

3.2 直翻边整形与斜楔翻边复合

当对汽车侧围外板尾灯处开展翻边处理时，便会产生2个角度，并且从整体上看该处的空间非常狭窄，要想开展复杂的工艺难度较高，因此通常会把2个角度的翻边分别安排在不同的工序中进行。如果要想实现冲压工序的环节，那么便需要借助小型非标准小型非标准斜楔翻边与直翻边复合结构模型，使二者之间形成结构复合的形式，以便直翻边与斜翻边工序得以有序进行，最终一次性完成整个工序。

3.3 翻边与斜楔冲孔复合

汽车的侧围外板上的轮罩安装孔直径存在一定公差，对精度提出了较高的要求，再加上孔的方向和修边工序冲压方向二者之间的夹角较大，这种情形便无法应用先冲孔再翻边的冲压工艺。所以，要想实现传统冲压成形，便只能通过拉深——斜楔修边——直修边——翻边——冲孔五道工序。但是在优化汽车侧围外板冲压工艺后便可以适当的缩减工序数量，其中最常见的手段便是直接采用直翻边和斜楔冲孔复合的结构，将侧冲孔和直翻边进行复合，最好在适当的缩减该区域中的冲压工序数量，将其控制在四道工序内，同时还需要保证侧孔的精度，从而提升侧围外板上整个冲压工序的质量[4]。

4 结语

综上所述，在汽车车身的开发与生产过程中，合理地应用冲压工艺有助于缩短车身的开发周期，同时还能提高零件的质量，减少生产成本支出，充分地满足了市场消费者对汽车需求，帮助汽车制造企业从激烈的市场中脱颖而出。因此，在对汽车的侧围外板进行生产时，首先需要制定出合理的冲压工艺优化方案，采取有效的优化措施，提升制件的质量。除此之外，在具体汽车的侧围外板冲压过程中，还需要不断总结经验教训，结合汽车的侧围外板的各个参数与条件，制定出更加科学且高效的冲压工艺，提高汽车开发质量。

参考文献：

[1]张浩.汽车侧围外板冲压工艺分析与优化[J].机电信息，2019，（20）：70-71.

[2]赵道智，蔡青峰，邓丁， 等.汽车侧围外板冲压工艺分析与优化[J].科技风，2019，（31）：130，134.

[3]高雪峰，李岩，王鹏，等.汽车侧围外板冲压工艺分析与优化[J].中国高新区，2018，（14）：160.

[4]苗昂.汽车侧围外板冲压工艺分析与优化[J].建筑工程技术与设计，2018，（33）：4413.