轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法
2023-10-18 02:28:59 1
專利名稱：轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法
技術領域：
本發明涉及的是一種材料成形技術領域的成形複合方法，具體是一種轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法。
背景技術：
轎車天窗框架是由鍍鋅薄板構成的封閉式框架，與一般的衝壓件相比，具有成形質量要求高、剛性要求好、形狀複雜、結構尺寸大，材料厚度相對較小等特點。因此，其加工技術具有較高的難度。
經文獻檢索未發現有相關天窗鍍鋅板框架產品的加工技術，但發現作者王炳德在《機械設計與製造》，2002(3)上撰文「拼焊板焊接法及其實驗研究」，該文提出國內外最常用的拼焊板連接技術為滾壓焊和雷射焊，採用雷射焊接能夠焊接不同種類、不同厚度組合的金屬板，且具有焊接速度高、焊縫成形好等優點，但焊接間隙要求嚴格，焊前準備時間長，焊接成本高且設備價格昂貴；採用滾壓電阻焊生產效率較低，且用於寬帶型鍍鋅板焊接時起始及結尾處的焊接質量難以保證。轎車天窗框架的生產可以採用的加工方法有板料整體衝壓成形法；先局部衝壓成形後焊接成一整體的方法；先焊接後整體衝壓成形的方法。採用板料整體衝壓成形加工技術，零件質量明顯提高，但其模具成本高，中間的料如無法利用則形成浪費。採用先局部衝壓成形後焊接成一整體的方法，由於衝壓好的工件形狀複雜，局部易產生未焊到、未焊透和焊接變形，產品的整體剛度不好，批量生產時焊接質量和表面質量都難以保證。採用先焊接後整體衝壓成形的方法，則可以避免採用上述兩種方法作為天窗框架加工技術的缺點，但是如果應用最常用拼焊板的焊接方法作為其連接技術，如上述文獻所述的內容又有其局限性。
發明內容
本發明針對現有技術的不足和缺陷，提供一種轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法，使其能夠使連接和衝壓成形兩種技術得到很好的協調，具有焊接設備成本低，焊接生產效率高，焊後接頭表面平整，經濟實用等優點。
本發明是通過以下技術方案實現的，步驟如下步驟1將鍍鋅薄板落料成直角形平片(四分之一落料形狀)，並在此基礎上完成衝孔與衝凸工序。
步驟2採用一次壓平電容儲能焊方法將直角形平片焊接成半框形平板框架，再將此半框形平板框架焊接成四方形平板框架。
其中一次壓平電容儲能焊方法，即將具有一定寬度的天窗框架平片搭接1～2mm後置於儲能焊機的下電極上，上電極壓下使工件搭接區域相對壓實後，由儲能電容器通過焊接變壓器放電一次，焊接變壓器次級產生脈衝電流，對天窗框架平片搭接部分進行一次通電焊接，通電焊接同時進一步增加電極壓力進行加壓，通過工件產生焦耳熱使搭接部分的接觸面熔化後形成連續焊縫。採用一次壓平電容儲能焊方法，能夠保證焊後焊縫處增厚小於0.1mm，焊縫強度不降低，焊縫處的韌性在許可範圍內，即焊接技術能夠保證滿足後續衝壓成形的需要。
步驟3在衝壓成形模中將整個平板框架整體一次翻邊成形90°。
一次翻邊主要是以外部型面進行定位完成平板框架的內四周翻邊。
步驟4在衝壓成形模中將整個框架整體進行第二次翻邊，先預成形翻邊45°，再翻邊成形至90°並將整體框架整形。
整個框架二次翻邊分兩次進行，這樣能夠很好的解決薄板衝壓時易產生回彈的技術難題，從而保證了天窗框架在衝壓整形後滿足平面度和平行度以及公差的要求。
步驟5切邊切掉多餘的料。
本發明中，衝壓成形工藝在常規工藝的基礎上採取了如下的優化措施解決了焊接後給衝壓成形工藝帶來的問題。焊縫處的增厚對後續深衝加工模具的磨損加大，易使與焊縫處對應的模具損壞，導致批量生產時產品的加工精度難以保證，解決的措施是在天窗框架三維坐標精度允許的情況下，加大焊縫處模具的間隙，使後續深衝加工模具的磨損減小。由於焊縫處的材質硬度較之母材硬度高，對模具的磨損比母材大，因而焊縫處對應的模具較之其它部位對應的模具易損壞，解決的措施是整個衝壓成形模具在焊縫對應處採用鑲塊式，且鑲塊模具採用的材質比其它部位模具的材質硬。衝壓成形的最後一道工序切邊要將多餘料切掉，由於焊縫處的接頭強度比母材基體的強度高，若焊縫處存在多餘的料，切除焊縫處多餘的料易損傷刀口，進而難以保證批量生產的產品質量。解決的措施是通過工藝參數優化，得到良好的切口形狀，即保證衝壓成形後焊縫處不存在多餘的需要切除掉的料。
本發明連接技術採用一次壓平電容儲能焊方法，較之常規焊接方法具有焊接設備成本低，焊接生產效率高，焊後接頭表面平整，經濟實用等優點。衝壓工藝充分考慮到焊接後給衝壓成形帶來的問題，通過採取一定的優化措施能夠保證焊接和衝壓成形兩種技術得到很好的協調。本發明作為轎車天窗鍍鋅板框架的生產加工技術，能夠滿足批量生產要求、產品具有較好的表面質量和整體剛度，解決了轎車天窗鍍鋅板框架生產的國產化問題。
圖1直角形平片示意2半框形平板框架示意3四方形平板框架示意圖具體實施方式
如圖所示，以下結合本發明的方法提供實施例實施例1，應用本發明方法完成POLO汽車天窗框架的具體實施過程如下1、將鍍鋅板落料為直角平片，鍍鋅板的牌號為寶鋼產BUFDE+Z，厚度為0.5mm，寬度為50mm，並在此基礎上完成衝孔與衝凸工序。
2、將直角平片上下搭接重疊1.5mm定位後，採用一次壓平電容儲能焊方法將其焊接成半框形平板框架，再將此半框形平板框架焊接成四方形平板框架。
3、在衝壓成形模中將整個四方形平板框架整體一次翻邊成形90°。
步驟4在衝壓成形模中將整個框架整體進行第二次翻邊，先預成形翻邊45°，再翻邊成形至90°並將整體框架整形。
本實施例焊接生產效率高，產品具有較好的表面質量和整體剛度，能夠保證焊接和衝壓成形兩種技術得到很好的協調。
權利要求
1.一種轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法，其特徵在於，步驟如下步驟1將鍍鋅薄板落料成直角形平片，並在此基礎上完成衝孔與衝凸工序；步驟2採用一次壓平電容儲能焊方法將直角形平片焊接成半框形平板框架，再將此半框形平板框架焊接成四方形平板框架；步驟3在衝壓成形模中將整個平板框架整體一次翻邊成形90°；步驟4在衝壓成形模中將整個框架整體進行第二次翻邊，先預成形翻邊45°，再翻邊成形至90°並將整體框架整形；步驟5切邊切掉多餘的料。
2.如權利要求1所述的轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法，其特徵是，步驟2中，所述的一次壓平電容儲能焊方法，即將具有天窗框架平片搭接1～2mm後置於儲能焊機的下電極上，上電極壓下使工件搭接區域相對壓實後，由儲能電容器通過焊接變壓器放電一次，焊接變壓器次級產生脈衝電流，對天窗框架平片搭接部分進行一次通電焊接，通電焊接同時進一步增加電極壓力進行鍛壓，通過工件產生焦耳熱使搭接部分的接觸面熔化後形成連續焊縫。
3.如權利要求2所述的轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法，其特徵是，在天窗框架三維坐標精度允許的情況下，加大焊縫處模具的間隙，使後續深衝加工模具的磨損減小。
4.如權利要求1所述的轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法，其特徵是，步驟3中，一次翻邊是以外部型面進行定位完成平板框架的內四周翻邊。
5.如權利要求1所述的轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法，其特徵是，所述的衝壓成形，其模具在焊縫處採用鑲塊式，且鑲塊模具採用的材質比未鑲塊處的材質硬。
全文摘要
一種材料成形技術領域的轎車天窗鍍鋅板框架連接與成形複合方法，步驟如下步驟1將鍍鋅薄板落料成直角形平片，並在此基礎上完成衝孔與衝凸工序；步驟2採用一次壓平電容儲能焊方法將直角形平片焊接成半框形平板框架，再將此半框形平板框架焊接成四方形平板框架；步驟3在衝壓成形模中將整個平板框架整體一次翻邊成形90°；步驟4在衝壓成形模中將整個框架整體進行第二次翻邊，先預成形翻邊45°，再翻邊成形至90°並將整體框架整形；步驟5切邊切掉多餘的料。本發明焊接設備成本低，焊接生產效率高，焊後接頭表面平整，經濟實用，能夠保證焊接和衝壓成形兩種技術得到很好的協調，解決了轎車天窗鍍鋅板框架生產的國產化問題。
文檔編號B23P23/04GK1586804SQ20041006658
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月23日 優先權日2004年9月23日
發明者宋政, 華學明, 蔡豔, 高凱生, 瞿銘維, 王敏, 丁偉民 申請人:上海交通大學