关于汽车门盖包边工艺的相关研究

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【摘 要】作为汽车制造业的关键环节，良好的门盖包边工艺对于保证汽车的品质具有重要作用。本文首先介绍了汽车门盖包边工艺技术，然后就汽车门盖包边工艺过程及常见质量问题与分析进行探讨，以期为相关技术研究人员提供参考。

【关键词】汽车；门盖；包边工艺

汽车的四门两盖主要是指左/右前车门、左/右后车门、发动机盖和行李箱盖，门盖类零件是汽车车身结构重要组成部分，其品质的好坏往往直接影响着顾客对整车的评价。作为汽车车身的外部开启件，门盖类零件应该保证产品整体尺寸精确和稳定，装配后与相匹配零件保持良好的型面过渡和均匀合理的装配间隙，以确保具有优良的整体性和稳定的互换性。因此，加强关于汽车门盖包边工艺的探讨，对于提升汽车整体外观品质具有重要意义。

1 汽车门盖包边工艺技术

1.1 工件包边工作状态工艺分析与定位压紧技术

在对门盖包边设备进行设计时，应先分析设定工件包边工作状态。通常提供的产品数据中车门是处于整车装配状态，车门位置坐标以汽车坐标系表示，并不适于以此设定为包边工作状态。一般先将车门调整大致以水平放置状态，再依据工件形状，结合预包和主包镶块的角度、位置和结构进行工艺分析，反复调整车门的角度状态，以获得更合理的包边工作状态。包边底模类似一个凹模，其四周形状型面与车门四周形状型面匹配，仿形周边宽度大约80mm左右。当工件放置到包边底模上，底模外圈设计的挡边定位器和底模仿形面可以对外板进行粗定位，有时候也会利用外板的手柄安装孔来实施精确定位。内板定位主要靠定位销，定位过程应做好工件压紧，可选用气动方式进行。

1.2 包边设备控制系统技术

设备控制系统主要分为液压系统、气动系统与电控系统三个方面。液压系统主要用于完成工件预包边与主包边动作；气动系统主要用于完成工件定位夹紧与工件上下料；电控系统则用于工件定位测定、液压回路电磁阀调控、设备过程动作调控与探测、工步设定与误动作报警等。通常采用PLC对设备整体运行进行调控。设备工作控制运行可采用闭环控制与开环控制两种方式。闭环控制通常利用传感器与行程开关等元件实施运行动作检测，回路收到检测信号反馈，依据程序内容进行下一步动作。开环控制则忽略对设备运行动作检测，设备依照设定好的程序步骤运行。

1.3 工件上下料与输送技术

依据汽车产量高低与生产线自动化水平，工件输送通常采用自动输送与人工输送两种。自动输送可采用电动皮带输送方式、机械手抓取式、使用齿轮齿条机构的电动输送车式、电动皮带输送式与滚轮传输的手动拨杆式等。人工输送则选用滚轮传输，使用时将工件放置在一组滚轮上，手工将其推至包边工位。采用自动输送或采用人工输送均需注意工件粗定位装置与工件输送到位的限位装置，以确保工件能够稳定上料。一般选用气动升降机进行工件上下料，上料过程中，升降机上升至顶部，工件运输至指定位置，然后升降机回降，将工件安置在包边模腔中正确位置；包边结束后，升降机托举将包边完成的车门推送至下料位置，工件脱离包边工位。升降机的设计应注意工件放置时的重力平衡，支撑工件的皮带或型块的位置设计合理，以确保工件稳定上升或下降。

2 汽车门盖包边工艺过程及常见质量问题与分析

2.1 汽车门盖包边工艺过程

在包边前，先会在外板翻边内侧涂抹上折边胶，以提高内外板包边后的相对稳固性，然后利用进出料机构将工件传送入包边机，再靠气缸顶升机构将工件安置在底模上，随后由定位压紧机构对工件进行定位压紧，接着利用预包镶块先进行预包边，主包镶块再进一步包边压实，最后顶升机构将工件提升出料，由进出料机构将工件送出。在包边过程中工件可分为以下工作状态：

（1）零件初始状态：液压缸处在回退状态，此时预包和主包镶块都处于打开状态，输送机构和举升机构将工件送入模腔，并利用底模周边的定位器进行初定位，随后定位压紧装置对工件实施压紧。

（2）零件预包状态：液压缸运行到1/3行程左右时，预包镶块在液压缸的推动下依照轨迹进行动作，与外板翻边开始接触，将外板翻边预包成大概45°的夹角状态。

（3）零件包边状态：液压缸由1/3行程运行至全部，这时预包镶块回落与工件相分离，主包镶块运动到工件包边处，将外边翻边与内板进行紧密压合，在2～4s左右持续加压后液压缸回退到初始状态，至此包边结束。

2.2 包边工艺质量问题与分析

（1）包边出现起皱或翻翘，此类问题通常发生在零件圆弧过渡、台阶和角部等位置。因此，将外板冲压件角部这一段翻边高度设计为渐变过渡形式，这样的工艺设计可以有效改善包边品质。一般在包边调试过程中，外板冲压件的翻边高度都需要配合包边调试进行反复修改，才能获得最佳的包边效果。

如果预包过程控制不好，将会对下一步的包边质量产生直接影响，易导致翻边叠料、翻翘或轮廓线曲折。如果角部预包控制不好，则会造成尖角或角部过渡不顺滑的问题。实际设计中，可针对角部设置独立预包镶块，经实践，这种改进具有良好的包边效果，利于调试，且角部品质有保证。

（2）零件表面变形：此种变形问题的产生原因可能为包边进出料过程磕碰，模具冲压成型或运输时造成的冲压件自身缺陷，包边压合时底模或包边压块上的异性或杂物影响到零件表面，工件包边不均匀受力等。

在分析此种问题时，应先对包边前的冲压件状态进行检测，以排除冲压件自身原因。然后根据变形部位，对整个包边过程中变形部位可能受到的影响进行检测，如导向是否稳定正确；挡板是否完整；定位销尺寸大小和位置精度是否与工件孔相干涉；相应的包边分总成动作同步性是否精确；零件单边受力是否均匀；镶块间拼缝处是否过渡平顺等等。另外，还应重点检查底模与工件的研合性，底模与包边镶块的研合性。

（3）包边不严实：一方面可能是包边平整度较差，包边处松紧度不一，间隙均匀度较差；另一方面可能是包边不够严紧，也就是包边过程中，内外板包边位置有间隙，包边发生松动。

首先应检查主包镶块型面与零件的研合性，可将一个内外板合件放置到底模处，在外板翻边面涂上标记颜色，然后控制液压缸动作进行包边，通过观察外板翻边上残留的标记颜色均匀度，由此诊断主包镶块型面与工件的研合率。对于液压力方面，可依据相关运行结果统计主包镶块单位长度压力，通常若主压力不足，可设计调整连杆机构力臂长度或增大液压缸缸径来克服此问题。

3 结束语

门盖包边工艺技术直接关系着汽车整体制造品质与效益，确保门盖零件包边品质，能够有效地提高整车品质，进而提升车型竞争力。因此，不断丰富包边方式，不断总结包边问题控制包边品质，不断优化包边工艺，以逐步提升门盖包边技术水平，任重道远。

参考文献：

[1]杨宽.汽车覆盖件包边模预包边机构设计及仿真研究[D].湖南大学， 2011（14）.

[2]陈代枝.汽车门盖包边工艺及设备选用[J].现代零部件，2011（10）.

[3]袁鹏飞.汽车包边模的CAE分析及优化设计[D].湖南大学，2010（35）.

作者简介：

廖学智（1984-），男，广西荔浦人，学历：本科，研究方向：汽车