轿车天窗镀锌板框架连接与成形复合方法

摘要

一种材料成形技术领域的轿车天窗镀锌板框架连接与成形复合方法，步骤如下：步骤1：将镀锌薄板落料成直角形平片，并在此基础上完成冲孔与冲凸工序；步骤2：采用一次压平电容储能焊方法将直角形平片焊接成半框形平板框架，再将此半框形平板框架焊接成四方形平板框架；步骤3：在冲压成形模中将整个平板框架整体一次翻边成形90°；步骤4：在冲压成形模中将整个框架整体进行第二次翻边，先预成形翻边45°，再翻边成形至90°并将整体框架整形；步骤5：切边切掉多余的料。本发明焊接设备成本低，焊接生产效率高，焊后接头表面平整，经济实用，能够保证焊接和冲压成形两种技术得到很好的协调，解决了轿车天窗镀锌板框架生产的国产化问题。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种材料成形技术领域的成形复合方法，具体是一种轿车天窗镀锌板框架连接与成形复合方法。

背景技术

轿车天窗框架是由镀锌薄板构成的封闭式框架，与一般的冲压件相比，具有成形质量要求高、刚性要求好、形状复杂、结构尺寸大，材料厚度相对较小等特点。因此，其加工技术具有较高的难度。

经文献检索未发现有相关天窗镀锌板框架产品的加工技术，但发现作者王炳德在《机械设计与制造》，2002(3)上撰文“拼焊板焊接法及其实验研究”，该文提出国内外最常用的拼焊板连接技术为滚压焊和激光焊，采用激光焊接能够焊接不同种类、不同厚度组合的金属板，且具有焊接速度高、焊缝成形好等优点，但焊接间隙要求严格，焊前准备时间长，焊接成本高且设备价格昂贵；采用滚压电阻焊生产效率较低，且用于宽带型镀锌板焊接时起始及结尾处的焊接质量难以保证。轿车天窗框架的生产可以采用的加工方法有：板料整体冲压成形法；先局部冲压成形后焊接成一整体的方法；先焊接后整体冲压成形的方法。采用板料整体冲压成形加工技术，零件质量明显提高，但其模具成本高，中间的料如无法利用则形成浪费。采用先局部冲压成形后焊接成一整体的方法，由于冲压好的工件形状复杂，局部易产生未焊到、未焊透和焊接变形，产品的整体刚度不好，批量生产时焊接质量和表面质量都难以保证。采用先焊接后整体冲压成形的方法，则可以避免采用上述两种方法作为天窗框架加工技术的缺点，但是如果应用最常用拼焊板的焊接方法作为其连接技术，如上述文献所述的内容又有其局限性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种轿车天窗镀锌板框架连接与成形复合方法，使其能够使连接和冲压成形两种技术得到很好的协调，具有焊接设备成本低，焊接生产效率高，焊后接头表面平整，经济实用等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的，步骤如下：

步骤1：将镀锌薄板落料成直角形平片(四分之一落料形状)，并在此基础上完成冲孔与冲凸工序。

步骤2：采用一次压平电容储能焊方法将直角形平片焊接成半框形平板框架，再将此半框形平板框架焊接成四方形平板框架。

其中一次压平电容储能焊方法，即将具有一定宽度的天窗框架平片搭接1～2mm后置于储能焊机的下电极上，上电极压下使工件搭接区域相对压实后，由储能电容器通过焊接变压器放电一次，焊接变压器次级产生脉冲电流，对天窗框架平片搭接部分进行一次通电焊接，通电焊接同时进一步增加电极压力进行加压，通过工件产生焦耳热使搭接部分的接触面熔化后形成连续焊缝。采用一次压平电容储能焊方法，能够保证焊后焊缝处增厚小于0.1mm，焊缝强度不降低，焊缝处的韧性在许可范围内，即焊接技术能够保证满足后续冲压成形的需要。

步骤3：在冲压成形模中将整个平板框架整体一次翻边成形90°。

一次翻边主要是以外部型面进行定位完成平板框架的内四周翻边。

步骤4：在冲压成形模中将整个框架整体进行第二次翻边，先预成形翻边45°，再翻边成形至90°并将整体框架整形。

整个框架二次翻边分两次进行，这样能够很好的解决薄板冲压时易产生回弹的技术难题，从而保证了天窗框架在冲压整形后满足平面度和平行度以及公差的要求。

步骤5：切边切掉多余的料。

本发明中，冲压成形工艺在常规工艺的基础上采取了如下的优化措施解决了焊接后给冲压成形工艺带来的问题。焊缝处的增厚对后续深冲加工模具的磨损加大，易使与焊缝处对应的模具损坏，导致批量生产时产品的加工精度难以保证，解决的措施是在天窗框架三维坐标精度允许的情况下，加大焊缝处模具的间隙，使后续深冲加工模具的磨损减小。由于焊缝处的材质硬度较之母材硬度高，对模具的磨损比母材大，因而焊缝处对应的模具较之其它部位对应的模具易损坏，解决的措施是整个冲压成形模具在焊缝对应处采用镶块式，且镶块模具采用的材质比其它部位模具的材质硬。冲压成形的最后一道工序切边要将多余料切掉，由于焊缝处的接头强度比母材基体的强度高，若焊缝处存在多余的料，切除焊缝处多余的料易损伤刀口，进而难以保证批量生产的产品质量。解决的措施是通过工艺参数优化，得到良好的切口形状，即保证冲压成形后焊缝处不存在多余的需要切除掉的料。

本发明连接技术采用一次压平电容储能焊方法，较之常规焊接方法具有焊接设备成本低，焊接生产效率高，焊后接头表面平整，经济实用等优点。冲压工艺充分考虑到焊接后给冲压成形带来的问题，通过采取一定的优化措施能够保证焊接和冲压成形两种技术得到很好的协调。本发明作为轿车天窗镀锌板框架的生产加工技术，能够满足批量生产要求、产品具有较好的表面质量和整体刚度，解决了轿车天窗镀锌板框架生产的国产化问题。

附图说明

图1直角形平片示意图

图2半框形平板框架示意图

图3四方形平板框架示意图

具体实施方式

如图所示，以下结合本发明的方法提供实施例：

实施例1，应用本发明方法完成POLO汽车天窗框架的具体实施过程如下：

1、将镀锌板落料为直角平片，镀锌板的牌号为宝钢产BUFDE+Z，厚度为0.5mm，宽度为50mm，并在此基础上完成冲孔与冲凸工序。

2、将直角平片上下搭接重叠1.5mm定位后，采用一次压平电容储能焊方法将其焊接成半框形平板框架，再将此半框形平板框架焊接成四方形平板框架。

3、在冲压成形模中将整个四方形平板框架整体一次翻边成形90°。

步骤4：在冲压成形模中将整个框架整体进行第二次翻边，先预成形翻边45°，再翻边成形至90°并将整体框架整形。

本实施例焊接生产效率高，产品具有较好的表面质量和整体刚度，能够保证焊接和冲压成形两种技术得到很好的协调。