邬华辉;孙跃东;周萍
【摘 要】@@%本文简述了汽车门盖包边单件及总成件的尺寸要求及滚压包边中胎膜本体尺寸及包边定位系统的功能,以便对前后盖等覆盖件常见的包边质量缺陷进行原因分析.
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2012(034)013
【总页数】5页(P32-36)
【关键词】覆盖件;包边尺寸;包边质量
【作 者】邬华辉;孙跃东;周萍
【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093
【正文语种】光栅化中 文
【中图分类】U466
0 引言
汽车外覆盖件包括：汽车车门、发动机罩盖、行李箱盖和前翼子板等总成零件，装配良好的外覆盖件能显现整车分缝线的匹配完美,要求覆盖件与周围零件保持圆滑过渡和均匀间隙，同时覆盖件总成能有良好的互换性。
汽车外覆盖件的制造工艺就是为了保证各覆盖件总成的尺寸精度要求及表面质量要求，其中包边工艺为覆盖件成型的最重要工艺，包边工艺非常复杂,常被用作冲裁工艺的最后一个工序，在汽车覆盖钣金件中，如车门、顶盖以及前后盖等的制造中, 用以连接内、外两层金属板材，同时包边可用来形成光滑边缘来替代毛边,从而改善工件的外观。
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基于包边工艺对覆盖件成型的重要性，本文对包边工艺、包边零件尺寸精度要求及包边质量进行分析。
1 包边定义及常见的包边类型
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实物卡1.1 包边定义
一般而言，汽车车门都是由内板和外板包合而成。包边一般是指对两个钣金件装配（主要是门盖类开闭件的内外板合装）时采用一个零件的折边包裹住另一个零件周边的方式连接。车门外板冲压成形后，其周边有一圈宽7～12 mm、与外板本体成90°的翻折边，这条边称为待包边。包边前，将内、外板沿周边贴合，外板待包边包容内板，必要时还用焊钳沿周边点焊几点固定内、外板相对位置，然后再用包边设备将内、外板复合件包边成形。包边目的是将待包边向内翻折90°以包实内板待包边边缘。 1.2 常见的包边类型
包边系统通常有压边和滚边系统两种实现形式，压边就是指传统的模具包边，使用压力机或一些气缸驱动压块将折边压紧，包裹另一个零件达到装配的目的；而滚边则是采用滚轮（一般通过机器人手臂驱动）将折边辊压并包裹住內板零件，以实现装配。
1）液压缸包边系统，也称为液压包边夹具，是采用液压缸作为动力，通过压头传递压力进行包边的一种方式。液压缸包边系统只有下模，需要采用多个包边液压缸和压头（包边部
位越长，包边的压头越多）。有时还需要分步包边，即部分压头将车门外板先包边一定角度，然后另一部分压头将车门内外板包实。这种包边方式多采用人工操作投资少，包边速度较慢，包边质量欠佳。
2）液压机包边系统采用液压机进行包边，有上、下包边模具和换模装置。汽车车门液压包边机一般用300吨左右的液压机，一般轿车包边模具有前左车门包边模具、前右车门包边模具、后左车门包边模具、后右车门包边模具和前、后盖包边模具。液压机包边系统包边速度快，液压机动作一次20s左右，包边质量好。
3）机器人滚边系统是最近几年获得应用的新型包边系统，该系统自动化程度比较高，包边速度适中，包边质量较好。机器人滚边就是通过机器人带动滚边头，施加压力使工件发生塑性变形的过程。在滚边过程中滚边头与工件接触，一般有多个滚边头，而且形状也是不一样的，根据需要来转换滚边头。
按照包边总成零件断面的不同，包边主要类型有四种：图1普通包边、图2水滴包边、图3楔边包边和图4特殊包边，其中，普通包边应用最为广泛，是目前最常用的类型；水滴包边主要用于前盖部分轮廓的包边。
图1 普通包边断面
图2 水滴包边断面
图3 楔边包边断面
图4 特殊包边断面
2 覆盖件包边咬合部分尺寸要求
2.1 包边过程分析
理论分析及相关试验表明，一次包边工艺很难实现将待包边从90°一步翻折至0°来包实内板包边边缘。因此，包边的工艺一般分为两步：首先将待包边从90°翻折至45°，此过程称之为预包；然后再将其从45°翻折至0°并压实内板，或者首先将待包边从90°翻折至60°，此过程称之为预包；然后再将其从60°翻折至0°并压实内板，此过程称之为主包。如图6所示，按照滚压包边总成尺寸质量及表面质量要求，在滚压包边过程中开发了三道滚边过程，以满足滚边的精度要求。
图5 压边包边过程示意
图6 三道次滚压包边过程示意
2.2 包边咬合部分尺寸要求
普通包边咬合尺寸主要计算包边后的总厚度、其中需充分考虑包边工艺中折边胶水等额外因素的影响，外板内角半径、最小压紧定位面，按照常规的计算方式如下：
1）包边后总厚度：T总=T1+T2+TL
65mn冷轧钢带2）外板内角半径：R1=T2/2+0.2
3）最小压紧定位面
需要的最小压紧定位面=Wc+1
T1=外板料厚
T2=内板料厚
TL=胶水厚度（一般取经验值0.1-0.2mm）
Overlap=内外板搭接宽度=Wd
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图7 包边咬合尺寸示意图
3 试覆盖件包边内板、外板尺寸及定位要求
3.1 覆盖件包边内板尺寸及定位要求
内板件尺寸首先必须符合产品图纸，内板单件及内板总成定位孔、定位面尺寸在焊接工位及包边工位保持一致，内板包边处修边线长度控制在+/-1.0mm以内，以保证包边后内板与外板之间的包边间隙要求。
内板定位要求：在压边模及滚边模系统中，内板在XY平面内的两向移动及平面内转动靠主副定位销实现，内板在XZ、YZ平面内的移动和两向转动则靠压紧及基准块实现，作用在内板上的压紧力设置在内外板贴合的非包边面上，同时压紧块不得偏离内板几何尺寸及偏差图纸定义的基准面Ax超过10mm，压紧力的大小以实验结果统计保证包边时内外板之间不发生任何形式的窜动，从而保证包边后总成的表面质量要求。
3.2 覆盖件包边外板尺寸要求
外板单件符合产品图纸要求，外板单件在包边凹模及滚边胎膜上的定位基准需符合产品定位要求，外板同时考虑：翻边高度、翻边角度、关键拐角半径及包边损耗量。
图8 覆盖件包边外板
其中：
如图9所示：
图9 外板尺寸
L=翻边高度；
Ф=翻边角度（注：外板翻边角度Ф，通常情况下 Ф＜115°，特殊情况需另外考虑）；
包边损耗量R=包边缩进（矢量方向为负-）或包边胀出（矢量方向为正+）。
包边模及滚边胎膜上外板单件定位靠导向实现，该导向是作为对外板单件位置的精确定位，
导向选取的基准为外板的B、C基准。如发动机盖外板单件，主要控制外板在包边模及滚边胎膜上的Y向位置对中性，X向位置的准确性。一般而言，Y向导向夹具可以采用气动伸缩，设置在左右平直包边面，且左右分配对称，外板X向定位设置在发盖外板的最前端，这些导向将使外板在受到内板反力之外，没有其他方向的外力作用在该外板上。
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