汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法及其模具結構與流程

2024-02-06 01:00:15 1

本發明涉及一種帶流水槽車身側頂蒙皮的加工方法和結構，尤其汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法及其模具結構。

背景技術：

汽車兩側在側頂蒙皮上附加的流水槽是汽車外部不可缺少的重要部分，流水槽可以避免車身頂部雨水等外部流水順車頂與車身側邊結合部分滲入車身內部，保護車身內部骨架及各部位電子原件不被腐蝕損壞，延長車輛的使用壽命，增加車輛的牢固度。

目前常規的流水槽和側頂蒙皮加工工藝，需要先把車身側頂蒙皮和流水槽等部件單獨加工好，然後在車輛上頂部骨架對應的位置，用焊接的方式把側頂蒙皮組裝焊接到位後，再把流水槽工件組裝焊接到蒙皮對應位置上，由於流水槽截面較小，強度不高，大型車輛一般車身長度為6-8米，甚至達到12米，為保證焊接後工件的密封性和外觀效果，往往需要根據相應的車身加工製作對應的焊接工裝來保證焊接工序正常運作。

因此需要對現有技術進行改進。

技術實現要素：

本發明要解決的問題是：提供一種加工方便的汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法及其模具結構。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法，包括以下步驟：

輥壓t形附加邊；

輥壓流水槽；

輥壓側頂蒙皮。

作為對本發明汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法的改進：所述輥壓t形附加邊步驟中：

根據流水槽形狀計算所需板材長度，再加上製作側頂蒙皮所需板材長度，得出所需基礎板材長度；

附加邊輥壓機通過多道次輥壓基礎板材，在基礎板材一端疊加出來一段t形附加邊。

作為對本發明汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法的進一步改進：所述輥壓流水槽步驟中：

通過流水槽輥壓機多道次輥壓將基礎板材的t型附加邊加工成流水槽。

作為對本發明汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法的進一步改進：所述輥壓側頂蒙皮步驟中：

在蒙皮輥壓機中利用多道次輥壓將基礎板材蒙皮位置需要的圓弧加工完成，形成帶流水槽汽車側頂蒙皮。

作為對本發明汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法的進一步改進：所述流水槽模具加工完成後的流水槽的外側邊和底邊夾角呈97°-160°。

本發明還同時提供一種汽車側頂蒙皮和流水槽的模具結構，包括附加邊輥壓機、流水槽輥壓機和蒙皮輥壓機；

所述流水槽輥壓機包括流水槽模具組件；包括流水槽模具組件；所述流水槽模具組件包括至少一個的流水槽模具；所述流水槽模具包括橫板、與橫板連接的豎板、輔輥一、輔輥二和輔輥三，輔輥三與橫板平行，橫板上活動設置有相互配合使用的輔輥一與輔輥二，豎板上活動設置有與輔輥一與輔輥二配合使用的輔輥三；所述輔輥三包括相互連接的大圓柱和小圓柱；所述輔輥三的大圓柱分別與輔輥一的側面及輔輥二的頂部抵接，輔輥一的頂部與輔輥三的小圓柱抵接；所述輔輥一、輔輥二和輔輥三配合使用能加工出流水槽。

作為對本發明汽車側頂蒙皮和流水槽的模具結構的改進：所述流水槽模具組件由流水槽模具一、流水槽模具二、流水槽模具三和流水槽模具四組成；

所述流水槽模具一的流水槽模具一輔輥一為下半部分設置環形凹槽的圓柱；流水槽模具一的流水槽模具一輔輥二為下半部分設置有環形凸起的圓柱；所述流水槽模具一輔輥一的環形凹槽與流水槽模具一輔輥二的環形凸起相吻合；

所述流水槽模具二的流水槽模具二輔輥一的下半部分為錐臺，上半部分為圓柱；所述流水槽模具二的流水槽模具二輔輥二的下半部分為與流水槽模具二輔輥一的錐臺相吻合的倒錐臺，上半部分為圓柱；

所述流水槽模具三的流水槽模具三輔輥一的下半部分為錐臺，上半部分為圓柱；所述流水槽模具三的流水槽模具三輔輥一的錐臺的坡度小於流水槽模具二下半部分的流水槽模具二輔輥一的錐臺；所述流水槽模具三的流水槽模具三輔輥二的下半部分為與流水槽模具三的流水槽模具三輔輥一的錐臺相吻合的倒錐臺，上半部分為圓柱；

所述流水槽模具四的流水槽模具四輔輥一為下半部分設置有環形凸起的圓柱，或者流水槽模具四輔輥一下半部分為坡度小於流水槽模具三的流水槽模具三輔輥一下半部分的錐臺，上半部分為圓柱；所述流水槽模具四的流水槽模具四輔輥二下半部分為與流水槽模具四的流水槽模具四輔輥一下半部分配合使用的環形凹槽或倒錐臺，上半部分為圓柱。

作為對本發明汽車側頂蒙皮和流水槽的模具結構的進一步改進：所述附加邊輥壓機包括附加邊上輥和附加邊下輥；所述附加邊上輥設置有至少一個上固定件，附加邊下輥設置有與上固定件配合使用的下固定件；所述附加邊上輥設置有上折彎件，所有的上固定件都設置在上折彎件同一側，附加邊下輥上設置有與上折彎件配合使用的下折彎件；所述上折彎件和下折彎件配合使用能加工出t型附加邊。

作為對本發明汽車側頂蒙皮和流水槽的模具結構的進一步改進：所述蒙皮輥壓機包括上橫梁、下軸和連接板；所述上橫梁兩端各通過一個連接板與下軸兩端連接；

所述上橫梁和下軸之間設置有上軸、輔輥和託輥；所述上軸兩端通過立柱與橫梁相連；所述輔輥設置在上軸一側，託輥傾斜設置在上軸另一側；所述輔輥與上橫梁相連；所述託輥與連接板相連；

所述下軸上設置有下輥，上軸上設置有與下輥配合使用的上輥；所述下輥、上輥與輔輥配合使用能將基礎板材的側頂蒙皮部分需要的圓弧加工完成。

本發明具有的技術優勢為：

本發明汽車側頂蒙皮和流水槽模具結構加工出的汽車側頂蒙皮和流水槽為一體式，不管車身有多長，流水槽都可以在輥壓過程中完成和側頂蒙皮的組合，這樣，在汽車車身組裝時，就不再需要拼裝焊接，工藝流程得到簡化，也不再需要開發不同長度但同樣龐大的焊接工裝，大量節約了生產成本和生產勞動強度；本發明汽車側頂蒙皮和流水槽為一體式，大大加強了流水槽部分的工件強度，使得流水槽部分幾乎不受原材料和運輸等外部環境影響，不管車身有多長，都幾乎沒有不良品，可以說真正達到了省工、省料、省時；

當車型換代時，相同結構的流水槽或者側頂蒙皮要素就不需要重新開發模具，只需微量調整模具位置或少量的新模具即可，與原有分別加工組裝焊接工件設計變更成本相當，不會因為將兩件工件組合就大量增加設計變更成本。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。

圖1為本發明汽車側頂蒙皮和流水槽模具結構的結構示意圖；

圖2為圖1的附加邊輥壓機1的結構示意圖；

圖3為圖1的流水槽輥壓機2的結構示意圖；

圖4為圖3中流水槽模具一21加工t形附加邊的結構示意圖；

圖5為圖3中流水槽模具二22加工t形附加邊的結構示意圖；

圖6為圖3中流水槽模具三23加工t形附加邊的結構示意圖；

圖7為圖3中流水槽模具四24加工t形附加邊的結構示意圖；

圖8為圖1中蒙皮輥壓機3加工基礎板材的結構示意圖；

圖9為圖1中附加邊輥壓機1加工出的t形附加邊的部分結構示意圖；

圖10為圖1流水槽輥壓機2加工出的流水槽4和焊接邊5的部分結構示意圖；

圖11為圖1中的汽車側頂蒙皮和流水槽模具結構加工完成後的帶流水槽汽車側頂蒙皮結構示意圖。

具體實施方式

實施例1，汽車側頂蒙皮和流水槽模具結構，如圖1-8所示；

汽車側頂蒙皮和流水槽加工方法包括輥壓t形附加邊、輥壓流水槽和輥壓側頂蒙皮三個步驟。

輥壓t形附加邊：

首先，根據需要加工出的流水槽4的形狀計算所需材料長度，再加上製作側頂蒙皮所需材料長度，得出所需基礎板材的長度；

將基礎板材送入附加邊輥壓機1，通過多道次輥壓成型，在基礎板材上疊加加工出t形附加邊(此時基礎板材的截面為t字形)，t形附加邊包括用於加工成焊接邊5的附加邊一61和加工成流水槽4的附加邊二62，附加邊二62是基礎板材摺疊形成所以厚度是附加邊一61的兩倍。這樣就等於把加工流水槽4和焊接邊5需要的材料與加工側頂蒙皮需要的材料組合在一起了，使得在完成流水槽4的成型前提下不影響側頂蒙皮工藝的成型。

附加邊輥壓機1包括附加邊上輥12和附加邊下輥11，附加邊上輥12設置有至少一個上固定件121，附加邊下輥11設置有與上固定件121配合使用的下固定件111，附加邊上輥12設置有加工t形附加邊的上折彎件122，附加邊下輥11設置有與上折彎件122配合使用的下折彎件112；所有的上固定件121都設置在上折彎件122同一側；上折彎件122和下折彎件112設有相應的凸起凹槽，兩者配合多道次輥壓能加工出t型附加邊，如圖9所示。

使用時可以先調整附加邊上輥12和附加邊下輥11之間的間隙至設計狀態，將基礎板材引入附加邊上輥12和附加邊下輥11之間，由上固定件111和下固定件121配合使用固定住基礎板材，上折彎件122和下折彎件112多道次輥壓基礎板材的一端，形成t形附加邊。

輥壓流水槽：

基礎板材通過流水槽輥壓機2加工出流水槽4的擋水邊(外側邊和底邊)；流水槽4的其他部分貼合車身，由於已經與側頂蒙皮組合為整體，所以不用加工。

流水槽輥壓機2包括流水槽模具組件，流水槽模具組件包括流水槽模具一21、流水槽模具二22、流水槽模具三23和流水槽模具四24四個流水槽模具，每個流水槽模具都包括相連接的橫板215和豎板214，橫板215上活動設置有相互配合使用的輔輥一與輔輥二，豎板214上活動設置有與輔輥一與輔輥二配合使用的輔輥三213；四個流水槽模具的輔輥三213、橫板215及豎板214都相同，但輔輥一及輔輥二不同。

以流水槽模具一21為例，流水槽模具一21包括橫板215和與橫板215連接的豎板214，橫板215上活動設置有相互配合使用的流水槽模具一輔輥一211與流水槽模具一輔輥二212，豎板214活動設置有與流水槽模具一輔輥一211、流水槽模具一輔輥二212配合使用的輔輥三213；

輔輥三213與橫板215平行，輔輥三213包括相互連接的小圓柱和大圓柱，流水槽模具一輔輥一211和流水槽模具一輔輥二212與豎板214平行，輔輥三213的大圓環柱分別與輔輥一的側面及輔輥二的頂部抵接，輔輥三213小圓柱與流水槽模具一輔輥一211的頂部抵接。

流水槽模具一輔輥一211、流水槽模具一輔輥二212和輔輥三213三者能相對運動，使用時可以先調整流水槽模具一輔輥一211、流水槽模具一輔輥二212和輔輥三213之間間隙至設計狀態，將基礎板材的t形附加邊引入三者之間，擠壓折彎基礎板材的t形附加邊。

流水槽模具一21的流水槽模具一輔輥一211為下半部分設置環形凹槽的圓柱；流水槽模具一21的流水槽模具一輔輥二212為下半部分設置有環形凸起的圓柱，流水槽模具一輔輥一211的環形凹槽與流水槽模具一輔輥二212的環形凸起相吻合；

流水槽模具二22的流水槽模具二輔輥一221的下半部分為錐臺，上半部分為圓柱；流水槽模具二22的流水槽模具二輔輥二222的下半部分為與流水槽模具二22的流水槽模具二輔輥一221的錐臺相吻合的倒錐臺，上半部分為圓柱；

流水槽模具三23的流水槽模具三輔輥一231的下半部分為錐臺，上半部分為圓柱；流水槽模具三23的流水槽模具三輔輥一231的錐臺的坡度小於流水槽模具二22的流水槽模具二輔輥一221的錐臺；流水槽模具三23的流水槽模具三輔輥二232的下半部分為與流水槽模具三23的流水槽模具三輔輥一231的錐臺相吻合的倒錐臺，上半部分為圓柱；

流水槽模具四24的流水槽模具四輔輥一241為下半部分設置有環形凸起的圓柱，或者流水槽模具四24下半部分為坡度小於流水槽模具三23的流水槽模具三輔輥一231的錐臺，上半部分為圓柱；流水槽模具四24的流水槽模具四輔輥二242為下半部分與流水槽模具四24的流水槽模具四輔輥一241下半部分配合使用的環形凹槽或倒錐臺，上半部分為圓柱；

流水槽模具一21和流水槽模具二22通過側板設置在工作檯上，流水槽模具三23和流水槽模具四24通過另一塊側板設置在工作檯上。這樣的設計是為了加強板面運行的穩定性，在兩個側板之間方便基礎板材的引送。

輥壓流水槽的使用過程為：

使用時可以先調整輔輥一、輔輥二和輔輥三213之間的間隙至設計狀態，將基礎板材的t型附加邊一端引入輔輥一、輔輥二和輔輥三213之間，移動輔輥一、輔輥二和輔輥三213折彎t型附加邊。基礎板材的t型附加邊的附加邊一61被輔輥一和輔輥三213折彎(在流水槽模具一21折彎一定角度後，在另外的三個流水槽模具中均保持不變)，形成焊接邊5；附加邊二62被輔輥一和輔輥二折彎(在四個流水槽模具中，折彎附加邊二62形成的流水槽4的外側邊和底邊的夾角角度依次減小)；基礎板材的t型附加邊加工的過程依次為：

在流水槽模具一21中附加邊一61被流水槽模具一輔輥一211和輔輥三213折彎，即為附加邊一61被輔輥三213的小圓柱底部與流水槽模具一輔輥一211頂部折彎成90°，形成焊接邊5；附加邊二62被流水槽模具一輔輥一211側面和流水槽模具一輔輥二212側面壓平，方便後續折彎；

在流水槽模具二22中焊接邊5無變化，附加邊二62被流水槽模具二輔輥一221下半部分的錐臺側面與流水槽模具二輔輥二222下半部分的倒錐臺側面擠壓，附加邊二62被折彎一定角度；

在流水槽模具三23中焊接邊5無變化，附加邊二62被流水槽模具三輔輥一231下半部分的錐臺側面與流水槽模具三輔輥二232下半部分的倒錐臺側面擠壓，附加邊二62繼續被折彎更大的角度；

在流水槽模具四24中焊接邊5無變化，附加邊二62被流水槽模具四輔輥一241下半部分的環形凸起或者錐臺側面與流水槽模具四輔輥二242下半部分的環形凹槽或倒錐臺側面擠壓，附加邊二62被折彎成流水槽4。

t型附加邊依次經過流水槽模具一21、流水槽模具二22、流水槽模具三23和流水槽模具四24四次折彎，附加邊二62每次的折彎角度是根據板材力學性能及延展性得出的，不同材料有不同角度，不同的分配方式。焊接邊5是附加邊一61經過流水槽模具一21一次成型，流水槽4是附加邊二62經過四個流水槽模具四次折彎才成型，流水槽4的外側邊和底邊的夾角逐漸減小(初始可以當成180°)，即附加邊二62被折彎的角度逐漸增大，最終附加邊二62被加工成流水槽4，如圖10所示。輥壓流水槽工藝能夠在這過程中組合同步加工完成，增加了現有輥壓機中欠缺的成型步驟。

t形附加邊經過流水槽模具一21、流水槽模具二22、流水槽模具三23和流水槽模具四24的處理後，加工成流水槽4，加工完成後的流水槽4的外側邊和底邊夾角為97°-160°(夾角為圖11中的α)，實際得到的角度和基礎板材力學性能和延展性角度相匹配。

輥壓側頂蒙皮：

在蒙皮輥壓機3中利用多道次輥壓將基礎板材側頂蒙皮部分需要的圓弧加工完成。

蒙皮輥壓機3包括上橫梁94、下軸98和連接板99，上橫梁94兩端通過各通過一個連接板99與下軸98兩端連接，上橫梁94能在連接板99上移動。上橫梁94和下軸98之間設置有上軸91、輔輥95和託輥97，上軸91兩端通過立柱93與上橫梁94連接，輔輥95與上橫梁94連接，託輥97與連接板99連接。輔輥95設置在上軸91一側，輔輥95外側面是一個曲面，託輥97傾斜設置在上軸91另一側。下軸98上設置有下輥96，上軸91上設置有與下輥96配合使用的上輥92。下輥96相對於上輥92一側為一個曲面，託輥97、下輥96和輔輥95一側面的連線呈一平滑曲線，該平滑曲線即為被加工完成的帶流水槽汽車側頂蒙皮的側頂蒙皮部分的形狀。

使用時可以先調整下輥96和上輥92之間的間隙至設計狀態，將基礎板材引入下輥96和上輥92之間，基礎板材設置有流水槽4的一端放置在靠近輔輥95一側，基礎板材的一部分與輔輥95抵接，一部分放置在下輥96和上輥92之間，剩餘部分放置在託輥97上；使用下輥96和上輥92將基礎板材擠壓出側頂蒙皮部分需要的圓弧，輔輥95同時將基礎板材設置有流水槽4的一端彎折，基礎板材被加工成帶流水槽汽車側頂蒙皮，如圖11所示。

對比例1：將加工完成後的流水槽4的外側邊和底邊的夾角改為小於97°或大於160°，其餘等同於實施例1進行對比例1；

在流水槽4的外側邊和底邊的夾角改為小於97°時(如95°、96°)，由於夾角最後是流水槽模具四輔輥一241和流水槽模具四輔輥二242加工完成，小於97°的話加工過程中穩定性較差，容易出現問題；在流水槽4的外側邊和底邊夾角改為大於160°時，流水槽4已經接近呈一平面了，雨水的收集效果較差。

最後，還需要注意的是，圖示列舉的的僅是本發明的一個具體實施例。顯然，本發明不限於圖示中一種實例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有將流水槽通過輥壓工藝和側頂蒙皮組合為一個整體的方案和加工工藝，均應認為是本發明的保護範圍。