一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法与流程

1.本技术涉及汽车发动机舱盖制造技术领域，特别涉及一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法。


背景技术：

2.机罩内板是汽车车身前部重要的覆盖件，机罩内板通过与机罩区域零件焊接为分总成后，再与机罩外板进行包边最终形成机罩总成。机罩内板周围与前格栅、翼子板、大灯等环境件搭接，并承担机罩附件如隔音垫、缓冲块、铰链等的安装需求。故机罩内板的功能型面，特别是包边法兰面，以及功能安装孔的尺寸精度要求较高。
3.如图1所示，机罩内板的包边法兰面1与机罩外板进行包边，机罩内板的包边法兰面的精度要求必须严格满足公差，否则机罩内板与机罩外板包边后，容易导致机罩外板产生褶皱，而且影响与环境件的间隙面差。
4.在机罩内板上设置有用于安装缓冲块的缓冲块装配孔2，用于安装缓冲块，在机罩总成关闭时，缓冲块用于缓冲机罩总成下落的能量，对缓冲块装配孔2的尺寸精度要求很高。隔音垫装配孔3(多处)，用于安装机罩隔音垫，隔音垫装配孔3的孔位精度和孔径精度不足均会导致隔音垫安装不牢固，产生异响等故障。
5.在机罩内板上还有其他功能孔如焊装定位孔4，铰链装配孔5，漏液孔6、以及数量众多的减重孔7、溃缩孔8等，以及铰链贴合面、机罩外板涂胶贴合面等形状。机罩内板的包边法兰面除了前风挡区域型面较为平缓外，其他区域由于匹配机罩外板造型效果，靠近造型分块区域，型面变化剧烈，通常下榻趋势明显。
6.相关技术中，针对该类型的机罩内板，通常采用op20拉延、op30沿周竖直修边+冲孔、op40冲孔+法兰整形共三道工序的工艺步骤加工机罩内板。拉延，也称拉深、拉伸、压延等，是指利用模具，将冲裁后得到的一定形状平板毛坯冲压成各种开口空心零件或将开口空心毛坯减小直径，增大高度的一种机械加工工艺。
7.修边是指为保证拉延成形而在冲压零件的周围增加的工艺补充部分和冲压件内部增加的工艺补充部分冲裁剪切掉的冲压工序。整形是指将零件局部校正准确的形状和尺寸的工艺方法。冲孔是指在钢板、革、布、木板等材料上打出各种形状的孔的工艺方法。
8.由于机罩内板沿周通常随外观造型面有下榻趋势，在主冲压方向进行竖直修边时往往角度超差，产生的毛刺较大，且修边凸凹模强度不良，因此，通常在op20工序上，对包边法兰面进行“掰面”处理，便于op30工序在冲压方向上可以竖直修边，同时构建工艺补充面，并设计压料面。在op30工序时，沿周修边区域采用竖直修边以简化模具结构，减小毛刺，同时保证凸凹模强度；在op40工序时，包边法兰面通过镶块整形至产品设定特征。
9.另外，由于机罩内板上的孔位方向较多，传统机罩内板通常按两组冲孔设计孔特征，并且由于机罩内板上存在众多的减重孔、溃缩孔，孔与孔相邻的距离较小，同一工序冲孔易导致模具压料板和下凸模结构强度差，因此多采用上述三道工序的工艺方案，在op30工序修边时冲出一部分孔，在op40工序整形时再冲出一部分孔。
10.上述三道工序的工艺步骤加工机罩内板的冲压工艺方案能够满足零件的正常生产，但是三道工序步骤需要三套模具，模具数量相对较多，模具投资、零件生产成本相对较高，生产效率低，且需要更大空间存放模具。


技术实现要素：

11.本技术实施例提供一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，以解决相关技术中机罩内板的冲压工艺方案，需要三套模具，模具数量相对较多，模具投资、零件生产成本相对较高的问题。
12.本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，所述方法包括以下步骤：
13.机罩内板拉延工序，将机罩内板坯料放入拉延模具内，拉延模具冲压机罩内板坯料，将机罩内板坯料一次性拉延成型具有预设形状的工艺补充面、包边法兰面和机罩内板型面的机罩内板拉延件；
14.机罩内板修边、冲孔工序，将机罩内板拉延件放入修边冲孔模具内，修边冲孔模具将包边法兰面的前边缘、左边缘和右边缘进行斜楔修边，将包边法兰面的后边缘进行垂直修边以切除工艺补充面并同步完成冲孔作业。
15.在一些实施例中：所述机罩内板修边、冲孔工序中冲孔作业包括以下步骤：
16.设定修边冲孔模具与机罩内板拉延件之间的角度，以需要冲出的焊装定位孔的法向作为修边冲孔模具的冲压方向；
17.以需要冲出的装配孔的法向与冲压方向的夹角为α，
‑5°
≤α≤5
°
；
18.以需要冲出的减重孔或溃缩孔的法向与冲压方向的夹角为β，
‑
20
°
≤β≤20
°
。
19.在一些实施例中：所述机罩内板修边、冲孔工序中冲孔作业包括以下步骤：
20.设定机罩内板拉延件上需要冲出的装配孔、减重孔或溃缩孔之间的边缘间距，所述装配孔与减重孔之间的边缘间距大于10mm、装配孔与溃缩孔之间的边缘间距大于10mm、减重孔与溃缩孔之间的边缘间距大于30mm；
21.溃缩孔与溃缩孔之间的边缘间距大于30mm，减重孔与减重孔之间的边缘间距大于30mm，装配孔与装配孔之间的边缘间距大于10mm。
22.在一些实施例中：所述机罩内板拉延工序中机罩内板坯料拉延前包括以下步骤：
23.按照车身坐标的y轴方向旋转机罩内板坯料6
°
至10
°
，作为机罩内板拉延工序的冲压方向，以降低机罩内板坯料的拉延深度。
24.在一些实施例中：所述修边冲孔模具包括下模和上模，所述下模包括下模座和固定在下模座顶部的下凸模，所述上模包括上滑块、连接在上滑块上的上底板，所述上底板的下方设有压料板，所述压料板与上底板之间通过氮气缸连接；
25.所述上底板上设有向下伸出所述压料板为所述机罩内板拉延件冲孔的若干冲头，所述下凸模上开设有若干与所述冲头配合的冲孔成型孔，当若干所述冲头伸入若干所述冲孔成型孔内时，在机罩内板拉延件上冲出焊装定位孔、装配孔、减重孔和溃缩孔；
26.所述上底板上围绕所述包边法兰面的前边缘、左边缘和右边缘设有斜楔滑块，所述上底板上围绕所述包边法兰面的后边缘设有垂直修边镶块；
27.所述斜楔滑块上设有斜楔修边镶块，所述下模座顶部设有与斜楔滑块滑动连接的
斜楔滑块驱动座，所述斜楔修边镶块、垂直修边镶块与下凸模共同切除工艺补充面。
28.在一些实施例中：所述上底板的底部设有多个间隔设置的墩死块，当所述上底板下压至设定位置时，所述上底板与压料板之间通过墩死块相互接触，所述上底板继续施加下压力以使包边法兰面在压料板与下凸模内进行整形校平。
29.在一些实施例中：所述斜楔滑块在上底板上与上底板滑动连接，当斜楔滑块与所述斜楔滑块驱动座接触后，所述斜楔滑块在斜楔滑块驱动座的导向作用下以接近工艺补充面的方向运动垂直切除工艺补充面。
30.在一些实施例中：所述下模座的中部设有废料出口，所述废料出口为上大下小的漏斗形结构，所述下模座的外周设有废料滑板，所述废料出口和废料滑板的底部设有废料箱。
31.在一些实施例中：所述压料板和下凸模均采用铸钢材料加工制作。
32.在一些实施例中：所述机罩内板坯料为摆动剪切机冲裁出的等腰梯形金属板，所述机罩内板坯料的厚度为0.6mm至0.8mm。
33.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
34.本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，由于本技术的汽车机罩内板两工序冲压工艺方法采用了机罩内板拉延工序和机罩内板修边、冲孔工序的两工序来冲压制作机罩内板。其中，机罩内板拉延工序将机罩内板坯料放入拉延模具内，拉延模具冲压机罩内板坯料，将机罩内板坯料一次性拉延成型具有预设形状的工艺补充面、包边法兰面和机罩内板型面的机罩内板拉延件。机罩内板修边、冲孔工序将机罩内板拉延件放入修边冲孔模具内，修边冲孔模具将包边法兰面的前边缘、左边缘和右边缘进行斜楔修边，将包边法兰面的后边缘进行垂直修边以切除工艺补充面并同步完成冲孔作业。
35.因此，本技术的汽车机罩内板两工序冲压工艺方法通过工艺优化、复合，由三工序合并为两工序。机罩内板拉延工序中包边法兰面不进行“掰面”处理的前提下，机罩内板的所有型面形状能够一次性完全拉延出来，且无开裂和起皱情况，省去了后续的包边法兰面整形工序。机罩内板修边、冲孔工序中一次实现全部冲孔作业、对包边法兰面的前边缘、左边缘和右边缘进行斜楔修边作业，对包边法兰面的后边缘进行垂直修边。工序的简化节省了模具投资成本、减低了生产能耗，提高了生产效率。对后续车型机罩内板类零件的产品设计和模具开发具有积极的借鉴意义。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为背景技术中所述的机罩内板的结构俯视图；
38.图2为本技术实施例的机罩内板拉延工序形成的机罩内板拉延件的结构俯视图；
39.图3为本技术实施例的机罩内板修边、冲孔工序形成的机罩内板的结构俯视图；
40.图4为本技术实施例的修边冲孔模具的结构示意图。
41.附图标记：
42.1、包边法兰面；2、缓冲块装配孔；3、隔音垫装配孔；4、焊装定位孔；5、铰链装配孔；6、漏液孔；7、减重孔；8、溃缩孔；9、工艺补充面；10、机罩内板型面；
43.14、前边缘；15、左边缘；16、右边缘；17、后边缘；18、上底板；19、压料板；20、氮气缸；21、斜楔滑块；22、斜楔修边镶块；23、墩死块；24、下模座；25、下凸模；26、斜楔滑块驱动座；27、废料出口；28、废料滑板。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，其能解决相关技术中机罩内板的冲压工艺方案，需要三套模具，模具数量相对较多，模具投资、零件生产成本相对较高的问题。
46.参见图2和图3所示，本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，所述方法包括以下步骤：
47.机罩内板拉延工序，该机罩内板拉延工序将机罩内板坯料放入拉延模具内，拉延模具冲压机罩内板坯料，将机罩内板坯料一次性拉延成型具有预设形状的工艺补充面9、包边法兰面1和机罩内板型面10的机罩内板拉延件。
48.在机罩内板拉延工序中，包边法兰面1不采用常规的“掰面”拉延、竖直修边、向下整形的工艺；而是将包边法兰面1直接顺延至工艺补充面9，通过拉延将包边法兰面1的形状完全拉延出，保证下一工序无整形量，保证包边法兰面1尺寸精度要求。
49.机罩内板修边、冲孔工序，该机罩内板修边、冲孔工序将机罩内板拉延件放入修边冲孔模具内，修边冲孔模具将包边法兰面1的前边缘14、左边缘15和右边缘16进行斜楔修边，将包边法兰面1的后边缘17进行垂直修边以切除工艺补充面9并同步完成冲孔作业。
50.在机罩内板修边、冲孔工序中，利用修边冲孔模具对机罩内板拉延件上的工艺补充面9一次性全部裁剪掉，包边法兰面1的前边缘14、左边缘15和右边缘16进行斜楔修边，包边法兰面1的后边缘17进行垂直修边，机罩内板拉延件上的孔一次性全部冲出，完成机罩内板的冲压作业。
51.本技术实施例的汽车机罩内板两工序冲压工艺方法通过工艺优化、复合，由三工序合并为两工序。机罩内板拉延工序中包边法兰面1不进行“掰面”处理的前提下，机罩内板的所有型面形状能够一次性完全拉延出来，且无开裂和起皱情况，省去了后续的包边法兰面1整形工序。
52.机罩内板修边、冲孔工序中一次实现全部冲孔作业、对包边法兰面1的前边缘14、左边缘15和右边缘16进行斜楔修边作业，对包边法兰面1的后边缘17进行垂直修边作业。工序的简化节省了模具投资成本、减低了生产能耗，提高了生产效率。
53.在一些可选实施例中：本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，该方法的机罩内板修边、冲孔工序中冲孔作业包括以下步骤：
54.设定修边冲孔模具与机罩内板拉延件之间的角度，以需要冲出的焊装定位孔4的
法向作为修边冲孔模具的冲压方向，即修边冲孔模具的冲压方向与焊装定位孔4的法向相互平行。焊装定位孔4作为机罩内板与机罩外板配合的焊接定位孔，焊装定位孔4的加工精度要求最高，因此，机罩内板上的其它孔均以焊装定位孔4为定位基准。
55.以需要冲出的装配孔的法向与冲压方向的夹角为α，
‑5°
≤α≤5
°
。装配孔包括机罩内板上设置的用于安装缓冲块的缓冲块装配孔2、隔音垫装配孔3和铰链装配孔5。由于缓冲块装配孔2、隔音垫装配孔3和铰链装配孔5均需要与其它零件进行配合装配。
56.因此，缓冲块装配孔2、隔音垫装配孔3、铰链装配孔5的加工精度要求相对较高。缓冲块装配孔2、隔音垫装配孔3、铰链装配孔5的法向与冲压方向的夹角设置在
‑5°
至5
°
的范围内，可满足加工精度要求的同时，可一次实现全部冲孔作业。
57.以需要冲出的减重孔7或溃缩孔8的法向与冲压方向的夹角为β，
‑
20
°
≤β≤20
°
。减重孔7是为了减轻机罩内板的整体，达到轻量化的目的。溃缩孔8是用于当车体发生碰撞时进行吸能，对行人进行保护。由于减重孔7和溃缩孔8对加工精度要求并不高，因此，减重孔7或溃缩孔8的法向与冲压方向的夹角设置在
‑
20
°
至20
°
的范围内，可一次实现全部冲孔作业。
58.在一些可选实施例中：本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，该方法的机罩内板修边、冲孔工序中冲孔作业包括以下步骤：
59.设定机罩内板拉延件上需要冲出的装配孔、减重孔7或溃缩孔8之间的边缘间距，装配孔与减重孔7之间的边缘间距大于10mm、装配孔与溃缩孔8之间的边缘间距大于10mm、减重孔7与溃缩孔8之间的边缘间距大于30mm。
60.溃缩孔8与溃缩孔8之间的边缘间距大于30mm，减重孔7与减重孔7之间的边缘间距大于30mm，装配孔与装配孔之间的边缘间距大于10mm。
61.装配孔包括机罩内板上设置的用于安装缓冲块的缓冲块装配孔2、隔音垫装配孔3和铰链装配孔5。缓冲块装配孔2、隔音垫装配孔3和铰链装配孔5与减重孔7或溃缩孔8之间的边缘间距大于10mm。
62.由于本技术实施例将相关技术方案中拉延后的两道工序内容合并成一道工序，因此机罩内板修边、冲孔工序的工作内容较多。在一道工序内布置众多冲头组件，导致压料板19和下凸模25挖空较多，压料板19和下凸模25的强度有损失。
63.因此通过机罩内板的孔位设计，保证机罩内板上减重孔7和溃缩孔8边缘间距相互间不小于30mm，装配孔与减重孔7、溃缩孔8之间的边缘间距相互间不小于10mm，保证了机罩内板上孔与孔之间互不影响，同时提高压料板19和下凸模25的结构强度。为了进一步增强压料板19和下凸模25的结构强度，强压料板19和下凸模25均采用铸钢材料加工制作。
64.在一些可选实施例中：本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，该方法的机罩内板拉延工序中机罩内板坯料拉延前包括以下步骤：
65.利用摆动剪切机冲裁出的等腰梯形金属板，等腰梯形金属板为机罩内板坯料，机罩内板坯料的厚度为0.6mm至0.8mm，利用摆动剪切机冲裁出机罩内板坯料无需开发制作落料模具，降低生产成本。
66.按照绕车身坐标的y轴方向(即，车身的宽度方向)旋转机罩内板坯料6
°
至10
°
，作为机罩内板拉延工序的冲压方向，以降低机罩内板坯料的拉延深度。
67.由于机罩内板的前端和后端高差悬殊，将机罩内板坯料按照绕车身坐标的y轴方
向旋转机罩内板坯料6
°
至10
°
，以平衡机罩内板的前端和后端高差，提高机罩内板的成型性能。
68.在一些可选实施例中：参见图3和图4所示，本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，该方法的修边冲孔模具包括下模和上模，下模包括下模座24和固定在下模座24顶部的下凸模25。上模包括上滑块(图中未画出)、连接在上滑块上的上底板18，上底板18的下方设有压料板19，压料板19与上底板18之间通过多个氮气缸20弹性连接。
69.上底板18上设有向下伸出压料板19为机罩内板拉延件冲孔的若干冲头(图中未画出)，在下凸模25上开设有若干与冲头配合的冲孔成型孔(图中未画出)，当若干冲头伸入若干冲孔成型孔内时，在机罩内板拉延件上冲出焊装定位孔4、装配孔、减重孔7和溃缩孔8。
70.上底板18上围绕包边法兰面1的前边缘14、左边缘15和右边缘16设有斜楔滑块21，上底板18上围绕包边法兰面1的后边缘17设有垂直修边镶块(图中未画出)。
71.斜楔滑块21上设有斜楔修边镶块22，下模座24顶部设有与斜楔滑块21滑动连接的斜楔滑块驱动座26，斜楔修边镶块22、垂直修边镶块与下凸模25共同切除工艺补充面9。
72.上底板18的底部设有多个间隔设置的墩死块23，当上底板18下压至设定位置时，上底板18与压料板19之间通过墩死块23相互接触，上底板18继续施加下压力以使包边法兰面1在压料板19与下凸模25内进行整形校平。
73.斜楔滑块21在上底板18上与上底板18滑动连接，当斜楔滑块21与斜楔滑块驱动座26接触后，斜楔滑块21在斜楔滑块驱动座26的导向作用下以接近工艺补充面9的方向运动垂直切除工艺补充面9。
74.下模座24的中部设有废料出口27，该废料出口27为上大下小的漏斗形结构，下模座24的外周设有废料滑板28，废料出口27和废料滑板28的底部设有废料箱。冲孔时产生的废料从废料出口27和废料滑板28的导向作用下自由滑落至废料箱。
75.本技术实施例的修边冲孔模具冲压生产时的动作步骤如下:
76.机械手将机罩内板拉延件放入修边冲孔模具的下凸模25上，下凸模25固定在下模座24上，下模座24通过压板螺钉固定在压机下巩固走台上。压机通过检测系统检测到机罩内板拉延件放在下凸模25上的信号后，上滑块开始下行，带动上模下行。
77.压料板19首先接触机罩内板拉延件，随着上滑块带动上底板18的下行，氮气缸20逐渐受压产生压料力，压料板19将机罩内板拉延件压在下凸模25上，随后斜楔滑块21接触斜楔滑块驱动座26，斜楔滑块21带动斜楔修边镶块22接近机罩内板拉延件。在压料板19产生足够压料力后，斜楔修边镶块22和垂直修边镶块开始接触机罩内板拉延件。
78.上底板18继续下行,下凸模25分别与斜楔修边镶块22、垂直修边镶块共同将工艺补充面9与包边法兰面1分离。随后上底板18继续下行，通过墩死块23将压料板19墩死，避免仅由压料板19上的氮气缸20压力不足导致包边法兰面1整形校平不充分。随后压机上行，带动压料板19等与成形后的机罩内板分离，冲孔产生的废料通过废料出口27和废料滑板28滑出进入废料箱，机械手取出机罩内板，进入下一次循环。
79.工作原理
80.本技术实施例提供了一种汽车机罩内板两工序冲压工艺方法，由于本技术的汽车机罩内板两工序冲压工艺方法采用了机罩内板拉延工序和机罩内板修边、冲孔工序的两工序来冲压制作机罩内板。其中，机罩内板拉延工序将机罩内板坯料放入拉延模具内，拉延模
具冲压机罩内板坯料，将机罩内板坯料一次性拉延成型具有预设形状的工艺补充面9、包边法兰面1和机罩内板型面10的机罩内板拉延件。机罩内板修边、冲孔工序将机罩内板拉延件放入修边冲孔模具内，修边冲孔模具将包边法兰面1的前边缘14、左边缘15和右边缘16进行斜楔修边，将包边法兰面1的后边缘17进行垂直修边以切除工艺补充面9并同步完成冲孔作业。
81.因此，本技术的汽车机罩内板两工序冲压工艺方法通过工艺优化、复合，由三工序合并为两工序。机罩内板拉延工序中包边法兰面1不进行“掰面”处理的前提下，机罩内板的所有型面形状能够一次性完全拉延出来，且无开裂和起皱情况，省去了后续的包边法兰面1整形工序。机罩内板修边、冲孔工序中一次实现全部冲孔作业、对包边法兰面1的前边缘14、左边缘15和右边缘16进行斜楔修边作业，对包边法兰面1的后边缘17进行垂直修边。工序的简化节省了模具投资成本、减低了生产能耗，提高了生产效率。对后续车型机罩内板类零件的产品设计和模具开发具有积极的借鉴意义。
82.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
83.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
84.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。