王彪　趙紅建

摘 要：針對白車身開閉件的包邊工藝設(shè)備選擇進(jìn)行描述，開閉件包邊的內(nèi)外板搭接尺寸包邊質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行分析，著重闡述了設(shè)計(jì)階段影響包邊質(zhì)量的幾個關(guān)鍵因素以及可能存在的缺陷形式；用來輔助工程師理解包邊產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝實(shí)現(xiàn)之間的相互關(guān)系，也能夠供規(guī)劃滾邊工藝設(shè)計(jì)初期設(shè)備選型進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：開角角度 開角長度 曲率半徑 0度包邊 全包邊結(jié)構(gòu) 半包邊結(jié)構(gòu) 水滴包邊結(jié)構(gòu)

1 前言

由于客戶感官安全等因素對車身上可以直接目測及觸碰的區(qū)域盡量減少外露連接工藝；車身開閉件打開后可以直接看到門內(nèi)外板周圈連接的位置，因此大部分的開閉件內(nèi)外板都會采用包邊加折邊膠的連接形式，用以提高車身精致感和司乘人員觸碰安全性。

汽車工程開發(fā)階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師對開閉件不同連接位置采用不同形式的包邊結(jié)構(gòu)，原因是為了滿足造型設(shè)計(jì)意圖并完成內(nèi)外板連接，在外板復(fù)雜曲率的外表面上直包邊會產(chǎn)生一些質(zhì)量缺陷，本文結(jié)合現(xiàn)場包邊的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將設(shè)計(jì)階段可能產(chǎn)生的包邊缺陷進(jìn)行詳細(xì)分析，確保在工程階設(shè)計(jì)階段將問題最大規(guī)避，降低后期現(xiàn)場設(shè)計(jì)變更的風(fēng)險，從而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作效率，降低工程開發(fā)周期，節(jié)約項(xiàng)目開發(fā)成本。

一般汽車企業(yè)在設(shè)計(jì)階段會對數(shù)據(jù)包邊位置做一個初始定義值包括外板開角角度，開角長度，內(nèi)外板間隙值、內(nèi)外板包邊重疊量，各專業(yè)部門基于此開展相關(guān)工裝設(shè)備開發(fā)，產(chǎn)品性能驗(yàn)證工作；在量產(chǎn)前工程師會基于現(xiàn)場情況調(diào)試零件搭接尺寸和相應(yīng)包邊設(shè)備參數(shù)從而達(dá)到包邊后的質(zhì)量要求。

2 包邊工藝及設(shè)備分類

2.1 一般汽車企業(yè)規(guī)劃包邊生產(chǎn)線時采用的設(shè)備有三種類型，根據(jù)節(jié)拍，共線車型數(shù)量、品質(zhì)要求、工廠布局等因素進(jìn)行選擇。

A．壓機(jī)+模具組合

B．專用包邊機(jī)

C．專機(jī)包邊設(shè)備

D．機(jī)器人滾輪+滾邊胎膜

2.2 由于造型、安全因素車身包邊結(jié)構(gòu)大體分成四類：

A．全包邊結(jié)構(gòu)，小曲率/直邊包邊時采用的包邊連接形式，可以起到較好的連接作用；

B．半包邊結(jié)構(gòu)，尖角位置，大曲率包邊位置采用此種結(jié)構(gòu)，很少的連接功能；

C．0度包邊結(jié)構(gòu)，外板翻邊帶角度與內(nèi)板貼合，不經(jīng)過焊裝包邊設(shè)備加工處理，沒有連接功能；

D．水滴包邊，包邊截面為水滴狀一般用在發(fā)蓋、側(cè)圍輪罩區(qū)域起到行人碰撞保護(hù)作用。

2.3 包邊結(jié)構(gòu)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求：

為了開閉件內(nèi)外板扣合包邊后具有較強(qiáng)的連接性能又能夠使客戶獲得良好的精致感官，需要在內(nèi)外板折邊連接位置涂敷折邊膠，這樣可以起到防腐、提高連接強(qiáng)度作用，此時設(shè)計(jì)需要對內(nèi)外板搭接尺寸涂膠位置等進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)范，否則將會產(chǎn)生包邊質(zhì)量的問題。

2.3.1 包邊涂膠的要求及目的

包邊后內(nèi)、外板之間無法做到整個面完全貼合（質(zhì)量規(guī)定此間隙值小于0.2mm合格），此包邊重疊區(qū)域在涂裝車間由于密閉腔體原因，無法進(jìn)入電泳液不能形成電泳漆膜，不具備防腐作用；所以務(wù)必在包邊扣合前在內(nèi)外板之間增加折邊膠，使折邊膠在外板壓合后可以充分填充在內(nèi)板與外板兩接觸面及間隙中，據(jù)有防腐、密封、連接的作用。

開閉件總成依靠包邊后外板壓合內(nèi)板的金屬變形力無法有效固定內(nèi)、外板之間的相對位置，尤其在門蓋總成線與裝調(diào)線的轉(zhuǎn)運(yùn)、裝配過程時會存在內(nèi)外板相對竄動情況，導(dǎo)致開閉件與車身匹配的間隙、面差無法保證。

開閉件總成由焊裝車間輸送涂裝后仍然需要對包邊連接端頭進(jìn)行涂膠進(jìn)行細(xì)密封處理，使空氣、水汽無法進(jìn)入到包邊后的內(nèi)外板間隙中，提高了車身防腐性；也增加了內(nèi)外板之間的連接結(jié)合力，涂裝密封也提高了車身精致感。

有些鋁件包邊結(jié)構(gòu)防腐性能高且包邊位置在車身上部相對較干區(qū)域也有不圖涂裝密封膠的案例車型。

2.3.2 包邊內(nèi)外板搭接尺寸要求

包邊本質(zhì)是外力驅(qū)動零件外板翻邊產(chǎn)生塑性變形將內(nèi)板包裹住，形成連接力，實(shí)質(zhì)是金屬物理變化；因此決定包邊質(zhì)量的重要因素取決與板件之間的搭接尺寸及材料的力學(xué)性能。

一般全包邊結(jié)構(gòu)內(nèi)外板的搭接尺寸設(shè)計(jì)建議值如下：

A.內(nèi)外板間隙，一般在1.5mm（鋼材料）至2.0mm之間（鋁材料）；

B.翻邊角度，一般在95度至105之間；

（滾邊設(shè)備可以適當(dāng)加大角度至155度）

C.翻邊高度，一般在8.3mm至9.6mm之間；

D.材料厚度，一般外板0.7-0.9mm，內(nèi)板0.7-1.2mm；

E.縮進(jìn)量，包邊后翻邊向內(nèi)折疊外R切邊點(diǎn)小于翻邊前外板切邊的輪廓尺寸，一般在0.1-0.4mm之間；設(shè)計(jì)時根據(jù)包邊位置需要預(yù)留補(bǔ)償值，便于關(guān)聯(lián)零件匹配；

F.包邊重疊量，一般在3.5-5.5mm之間，能夠起到連接作用。

由于內(nèi)外板包邊面受造型影響較大，很多位置不可以設(shè)計(jì)成平直的全包邊結(jié)構(gòu)，此種情況的包邊結(jié)構(gòu)和尺寸要根據(jù)外表面曲率進(jìn)行調(diào)整為特殊區(qū)域；這些情況一般包括內(nèi)凹包邊區(qū)域、外凸包邊區(qū)域、尖角包邊區(qū)域、過渡包邊區(qū)域。

A-內(nèi)凹包邊區(qū)域：包邊外表面向外凸出使外板翻邊向內(nèi)凹陷聚集形成包邊的結(jié)構(gòu)；

B-外凸包邊區(qū)域：包邊外表面向內(nèi)凹陷使外板翻邊向外凸出聚集形成的包邊結(jié)構(gòu)；

C-尖角包邊區(qū)域：尖角位置區(qū)域包邊的結(jié)構(gòu)

D-過渡包邊區(qū)域：完全直包邊與半包邊過渡區(qū)域的漸變包邊區(qū)一般設(shè)置在15mm-25mm。

2.4 -機(jī)器人滾邊工藝與壓機(jī)、專機(jī)包邊對產(chǎn)品外觀質(zhì)量的影響：

2.4.1 模具壓機(jī)、專機(jī)包邊特點(diǎn)，都是采用壓塊推動外板壓合內(nèi)板形成鎖緊力，壓機(jī)模具包邊采用上下模壓塊進(jìn)行，采用壓機(jī)作為動力源進(jìn)行壓合，上下模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)多步動作完成折邊；專機(jī)包邊原理與模具壓塊工作原理基本一樣，只是采用液壓缸＼伺服缸動力推動機(jī)構(gòu)。

2.4.2 機(jī)器人滾邊特點(diǎn)是機(jī)器人連接機(jī)械滾輪使外板翻邊在滾輪推力作用下彎曲并移動，達(dá)到所期望的角度（半包邊/完全包邊），一般包邊區(qū)域滾輪需要滾壓3遍。

有些車身的前、后蓋受造型影響，外板翻邊的開角角度需要大于105度，滾邊工藝需增加一遍預(yù)滾邊操作，一般使外板翻邊角度達(dá)到正常滾邊開角角度小于105度；此時滾邊操作一共需要滾壓4遍，才可以完成包邊活動。

滾輪工具結(jié)構(gòu)尺寸會根據(jù)包邊位置、生產(chǎn)節(jié)拍、滾邊角度的不同采用不同直徑的錐形滾輪或圓柱滾輪；一般為了適用不同空間的滾邊操作，可以將不同種類尺寸的滾輪集成到一起形成復(fù)合滾輪組，這樣機(jī)器人在滾邊操作時就可以根據(jù)需求采用不同的滾輪對零件進(jìn)行操作，不需要進(jìn)行滾輪工具切換操作提高效率。

2.5 滾邊工藝與壓機(jī)模具、專機(jī)包邊對產(chǎn)品曲率要求：

壓機(jī)、專機(jī)包邊時，作用到外板力是模具刀塊整體推壓外板翻邊實(shí)現(xiàn)折彎包邊；上模刀塊與下胎模是可以完全按照外板曲率設(shè)計(jì)的；能夠使上模刀塊壓合外板翻邊與下胎膜完全貼合壓實(shí)可以獲得較高的包邊質(zhì)量（見2.4.1）。

滾邊包邊是依靠滾輪圓柱側(cè)面與外板翻邊切線接觸依序進(jìn)行滾壓板金使整個翻邊逐漸折到設(shè)計(jì)要求；整個折彎過程是需要多次滾壓且受滾輪圓柱體結(jié)構(gòu)影響，第三步終折彎壓實(shí)的過程對包邊截面有要求，當(dāng)截面為曲率凹、凸弧狀時滾輪面無法使板件達(dá)到完全貼合狀態(tài)；一般滾邊會要求產(chǎn)品滾邊面法相截面在20mm內(nèi)為近直線，否則將由于弧度曲率拱高因素使外板受力不均勻易產(chǎn)生表面缺陷。

基于假設(shè)內(nèi)外板包邊各參數(shù)計(jì)算拱高、包邊截面曲率的相互影響；當(dāng)包邊壓合長度L按照10mm時，曲率R≥200mm時包邊拱高小于0.1mm，此間隙可以用折邊膠填充滿足連接質(zhì)量要求。

包邊壓合長度L按照20mm時，曲率R≥300mm，拱高小于0.2mm，可以用用折邊膠填充，且滿足內(nèi)外包邊厚度間隙檢測要求。

特殊區(qū)域造型要求為小曲率半徑包邊時，如拱高＞0.2mm也可以采用曲面滾輪進(jìn)行滾邊操作；但是此種情況增加現(xiàn)場滾邊調(diào)試難度；同一種曲率的滾輪要適應(yīng)不同曲率的截面要求。

在進(jìn)行包邊設(shè)計(jì)、工裝設(shè)備開發(fā)過程中要充分考慮包邊曲率的對面品的影響，以及對包邊設(shè)備的選擇。

3 結(jié)語

本文簡要介紹了包邊工藝的種類、設(shè)備種類、質(zhì)量缺陷；對不同包邊設(shè)備包邊的原理進(jìn)行解析，由于滾邊包邊時對板件受力作用的特殊性會對產(chǎn)品包邊外觀面有反向需求。

所以在規(guī)劃選擇車身開閉件包邊方式時除了考慮生產(chǎn)線節(jié)拍，場地布局、生產(chǎn)柔性，也需要重點(diǎn)考慮造型因素對包邊方式選擇的影響；在A面外觀影響較明顯位置如果是包邊截面為曲面，且曲率R較小時建議優(yōu)先選用壓機(jī)或者專機(jī)包邊，質(zhì)量更容易保證。