汽车外覆盖件包边尺寸要求及表面质量分析_邬华辉

4 滚压包边胎膜尺寸设计要求
胎 膜 的 设 计 主 要 包 括： 胎 膜 外 轮 廓 线 尺 寸， 胎膜型面尺寸、胎膜基座框架尺寸以及底座上基 准孔位大的尺寸要求。
胎膜的外轮廓尺寸是根据滚压包边产品的数 据模型设计的，其轮廓线的零位尺寸也是根据滚 压包边工艺决定，参照数据模型，胎膜轮廓线的 公差一般设计为 0 到 -0.05mm；同时胎膜型面以产 品数据模型作为零面，其型面加工公差一般设计
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。
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。
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。
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G 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。
5.2 包边表面质量 从 汽 车 制 造 过 程 中 表 现 出 的 包 边 缺 陷 而 言，
主要可以归纳为以下两类表面缺陷：表面形状缺 陷和边缘缺陷。表面形状缺陷有：零件表面凸起 缺陷和零件表面凹陷缺陷等，现主要分析表面凸 起缺陷。
1）表面凹陷缺陷：此类缺陷是指不在包边面 上的凹陷，有时会发生在大断面刚性薄弱的部位， 也有发生在咬合较小断面上，如图 12 所示。
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图8 覆盖件包边外板
其中： 如图 9 所示：
【34】 第34卷 第7期 2012-7(上)
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图10 滚压胎膜示意图
值小时，外板翻边在 45°弯曲时，就会碰到门里 板的凸缘边，使钣金外板翻边弯曲受到限制，外 板表面材料受到拉力作用，刚性较差的形状面由 此就产生凹陷。
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
收稿日期：2011-11-26 作者简介：邬华辉（1986－），男，上海人，工学硕士，主要从事汽车制造技术研究工作。
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。
关键词： 覆盖件；包边尺寸；包边质量 中图分类号：U466 文献标识码：B
文章编号：1009-0134(2012)07(上)-0032-05
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。
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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
此类缺陷产生的一般产生原因为 : 覆盖件外板 本身表面就有凹陷；另外与门外板翻边角度 Ф 有 关，当夹角 Ф 超过 105°，而 45°包边镶块角度 不对，会在包边过程中产生凹陷；或者外板钣金 和内板钣金之间的包边间隙影响了包边效果，一 般认为合理的包边间隙在 1.5~2mm 之间，当间隙
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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。
Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2012.7(上).10
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。
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 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m） Overlap= 内外板搭接宽度 =Wd
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。
5 常见包边质量分析
5.1 包边质量准则 包边质量直接影响到外覆盖件之间的整体外
观，以及同侧框零件、车顶零件之间保持均匀的 装配间隙和合理的匹配面差。
总体而言，零件包边成型后，其外表面必须 平滑顺畅，没有压痕，凹陷、波浪起伏和明显的 褶皱等缺陷，同时总成零件必须保证轮廓尺寸与 理论尺寸差异在允许的公差范围内，且同类总成 零件的尺寸精度一致性能控制在有效范围内，以 保证覆盖件总成的互换性能良好。
汽车外覆盖件包边尺寸要求及表面质量分析
The dimension of exterior auto hemming components
and analysis of surface defect 邬华辉，孙跃东，周 萍
WU Hua-hui, SUN Yue-dong, ZHOU Ping
（上海理工大学 机械工程学院，上海 200093）
【32】 第34卷 第7期 2012-7(上)
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。
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
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
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图1 普通包边断面
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图5 压边包边过程示意
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图2 水滴包边断面
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图3 楔边包边断面
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图4 特殊包边断面
图6 三道次滚压包边过程示意
第34卷 第7期 2012-7(上) 【33】
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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