如何钣金前翼子板（汽车前翼子板结构优化及冲压工艺改进）

如何钣金前翼子板（汽车前翼子板结构优化及冲压工艺改进）图2 零件成形工艺方案零件成形工艺分析工艺方案设计图1 所示的某汽车前翼子板，材料DC54D ZF45/45-FD，料厚0.7 mm，外形尺寸810 mm×795 mm×367 mm，属于车身外覆盖件，年生产批量为5万件左右。冲压工序为：①拉深；②修边、侧修边、冲孔；③修边、翻边、侧翻边、侧整形；④侧翻边、侧整形、冲孔；⑤侧冲孔，如图2所示。

翼子板因其在旧式车身的位置和形状似鸟翼而得名，按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板。前翼子板作为汽车外覆盖件，既起到遮挡车轮的美观作用又能防止雨水、飞砂走石侵蚀车身内部结构件。在现代汽车结构上，前翼子板一般独立安装在车身上，同时提供前挡泥板、前保险杠、前组合灯、轮眉饰板、风窗盖板等零部件的安装支撑点且与发动机盖外板、前车门、侧围等大型外板件搭接。

因前翼子板的搭接关系众多，对外观间隙、表面质量要求高且造型复杂，是冲压件中较难成形的零件，通常设计5道冲压工序成形。图1所示为某汽车前翼子板零件，其生产过程中存在品质不稳定、报废率高等问题，采用5道工序成形前翼子板，所需模具数量多，前期投入成本高，后期生产效率低，使用成本高。为了降低整车制造成本，通过工艺优化将前翼子板成形工序由5道减少为4道。

图1 前翼子板

零件成形工艺分析

工艺方案设计

图1 所示的某汽车前翼子板，材料DC54D ZF45/45-FD，料厚0.7 mm，外形尺寸810 mm×795 mm×367 mm，属于车身外覆盖件，年生产批量为5万件左右。冲压工序为：①拉深；②修边、侧修边、冲孔；③修边、翻边、侧翻边、侧整形；④侧翻边、侧整形、冲孔；⑤侧冲孔，如图2所示。

图2 零件成形工艺方案

工艺方案分析

1 影响工序数量关键部位识别

通过前期工艺方案设计，识别出必须由5工序实现关键部位的成形，如图1所示的a处。

（1）零件a 处在冲压方向上是负角，只能先侧冲孔后侧翻边。

（2）冲孔为异形孔且离上端R角距离小，先正冲再侧翻边导致孔变形严重，无法满足孔精度要求，所以工序只能设计为：①拉深；②修边；③翻边；④侧冲孔；⑤侧翻边。

（3）基于CAE全工序分析，此处翻边起皱严重，成形存在缺陷如图3所示。

图3 零件a 处基于CAE分析结果

2 缺陷结构识别

（1）基于AutoForm软件对前翼子板拉深成形工序及翻边整形工序进行全工序模拟分析，并调整各项工艺参数，发现如图1所示b处造型变化剧烈，使得翻边整形起皱，且无法消除，其分析结果如图4所示。

图4 零件b处基于CAE分析结果

（2）如图1所示c处，侧翻边回退机构与前轮罩安装孔所在面干涉，如图5所示，回退凸模最小尺寸做到极限值时仍无法消除干涉。故零件此处结构无法实现，必须修改。

图5 零件c处结构干涉模拟

优化步骤

优化工序数量

增加无负角的正冲孔面，同时拐角区域翻边高度降低，过渡区域加长如图6所示，修改后此处结构对应工序为：①拉深；②修边；③侧翻边；④冲孔。

图6 前翼子板上段搭接区域优化结果

优化缺陷结构

（1）形状变化剧烈处尽量接近车身外表面形状修改，修改后形状如图7所示。

图7 前翼子板下端搭接区域优化结果

（2）将干涉处前轮罩安装孔所在面外移70mm，修改后结果如图8所示，经结构修改验证，干涉彻底消除。

图8 轮罩搭接区域优化结果

实施效果

优化后工艺方案设计

通过优化零件结构，最终成形前翼子板的冲压工序数控制在4 道工序，如图9 所示，优化后冲压工序依次为：①拉深；②修边、侧修边、冲孔；③修边、翻边、侧翻边、侧整形、侧冲孔；④侧翻边、侧整形、冲孔、侧冲孔。

图9 优化后工艺方案规划

CAE模拟及现场实物状态

经过前翼子板的冲压工艺与零件结构的改进，依托AutoForm软件对其成形性进行再次分析，分析结果表明拉深工序成形性良好（见图10），a、b 处对应区域翻边整形状态良好，均未出现起皱、表面缺陷等现象（见图11）。c 处设计状态未出现干涉，且结构强度满足要求。

图10 零件拉深分析

图11 零件全工序分析

实际生产后的前翼子板零件成形质量稳定，其拉深件如图12（a）所示，最终成形零件如图12（b）所示。

图12（a）拉深件

图12（b）最终成形零件