图1  后背门内外板三维数模

后背门内外板窗口上部需包边的区域翘曲角度比较大，用一般的预弯机构和普通的正向压合方式包边难以解决。采用压合模双动预弯机构、旋转压合机构以及过翻补偿技术，福田模具公司成功解决了车门陡峭边包边困难、包边效果差的行业技术难题。

后背门是轿车上最重要的外覆盖件之一，也是影响整车外观质量的关键零件。后背门一般由经冷冲压而成的外板件和内板件再经过包边压合工艺连接一体。后背门由于产品特点，其外形轮廓多不规则，一般其窗口上部需包边的区域翘曲角度比较大，用一般的预弯机构和普通的正向压合方式包边难以解决，压合工艺比较复杂。一般门外板的包边有很多方式，如压合模、包边机和机器人包边等，在这众多方式的比较中，压合模包边的速度是最快的，同时包边的质量也相对比较稳定，它能很好地满足大批量生产的需求。

在此，以我公司在开发汽车后背门压合工序中采用的双动预弯，旋转压合和过翻补偿等新工艺，抛砖引玉，探讨提高汽车后背门压合质量的方法。

图2  常规的预弯机构工作示意图

问题分析

后背门（见图1）窗口上部圆弧特别陡峭，需包边的区域翘曲角度比较大，用一般的预弯机构和普通的正向压合方式包边难以解决，包边难度比较大。图2为常规的预弯机构工作示意图, 预弯的过程就是外板产品边缘由A到B的过程，如果用常规的预弯机构，预弯镶块就将沿着M方向运动，这样不但预弯的质量不好，而且预弯镶块在运动过程中会与下模工作部分干涉。目前行业上对此处包边效果的处理不是很理想。

图3为我们设想的预弯机构工作示意图。在预弯过程，预弯镶块就将沿着N方向运动，这样不但预弯的质量好，而且预弯镶块在运动过程中不会与下模工作部分干涉。

图3  设想预弯机构工作示意图

新工艺应用

1.双动预弯、旋转压合的应用

针对图3所述运动原理，我们开发了压合模双动预弯、旋转压合机构（见图4）。该机构采用多轴联动, 能先后绕着两个中心旋转，通过两次联合运动来实现后背门大角度陡峭边的预弯，再通过旋转压合机构旋转压合来实现大角度翘曲边的压合，它很好地解决了后背门上部翘曲边预弯难的问题，同时该模具在压合过程中还采用了旋转压合机构，通过此机构解决了翘曲边的压合问题。

图4  压合模双动预弯、旋转压合机构

由于在包边过程中有预弯和压合两种动作，因此对这两种动作的控制非常重要，如果控制不好很容易造成相互干涉。在设计中我们精确地计算两种动作的行程，首次采用了三维运动仿真技术、三维动态模拟干涉检查技术等很多在国外都很少采用的新工艺、新技术，预测并解决了将来可能会出现的问题，因此在后面的调试生产中预弯和压合的动作非常协调顺畅。同时在设计中我们充分地考虑了模具的使用寿命，对于易磨损和易疲劳的部位我们采用相对较好的材料，能很好地满足用户大批量生产的需求。

2.过翻补偿技术的应用

零件在包边压合时，由于预弯和压合两次动作的影响，包边后制件轮廓线会向岭间内侧移动，我们需要在翻边表面上再延伸出一段长度加以补偿，但是由于零件形状和包边前角度的不同，翻边线的过翻边量会有变化，如图5所示。

图5  零件不同部位的过翻边量（单位：mm）

我们在后背门压合模开发过程中充分研究分析零件形状和包边前角度，应用过翻补偿技术，在零件的不同部位控制过翻边量，并分析确定包边前的角度，有效地控制了压合件与整车装配间隙均匀，保证了压合件质量的稳定。

结语

压合模双动预弯、旋转压合机构设计合理以及精度高、性能稳定、结构紧凑、复合程度高，有较高技术含量，生产的冲压件状态稳定、质量非常好，各项技术指标均优于国内同类产品。该机构在国内属于一流水平，具有一定的国际水准。应用过翻补偿技术，有效控制了压合件与整车装配间隙均匀。双动预弯、旋转压合新工艺的成功应用，解决了车门陡峭边包边困难、包边效果差的行业技术难题，对行业新技术的推广具有巨大的推动作用。

模具首次调试就能生产出合格的制件，生产出的制件无论是尺寸精度还是外观质量都得到了用户一致好评，大大缩短了制造调试周期，有效地提高了产品质量和生产效率。我们在保证性能和强度的前提下很好地节约了成本，模具一次成功交付用户，使我公司取得了很好的经济效益；这既显示了我们的技术水平又有力地提升了我公司在行业中的形象，为我们以后开发高档次的轿车外覆盖件精品模具打下坚实基础。