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工具组件及用于制造汽车车体面板的方法

申请号 CN201710450907.1 申请日 2017-06-15 公开(公告)号 CN107520336B 公开(公告)日 2019-07-26
申请人 通用汽车环球科技运作有限责任公司; 发明人 R·迪克西特; Y-C·李;
摘要 一种用于制造车体面板的方法,该方法包括将金属板拉制成车体面板、修整车体面板以形成第一开口、第二开口、第三开口、第四开口以及横向构件。横向构件在第一开口和第二开口之间延伸以及在第三开口和第四开口。该方法还包括修整横向构件的一部分以形成第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片,并且在第一开口的边缘、第二开口的边缘、第三开口的边缘、第四开口的边缘和第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片中形成凸缘。该方法还包括在第一开口、第二开口、第三开口、第四开口的边缘处修整第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片、第四保持凸片。
权利要求

1.用于制造车体面板的方法,所述方法包括:
将金属板拉制成车体面板;
修整所述车体面板以形成第一开口、第二开口、第三开口、第四开口以及横向构件,其中,所述横向构件从所述第一开口的边缘延伸到所述第二开口的边缘以及从所述第三开口的边缘延伸到所述第四开口的边缘;
修整所述横向构件的一部分以形成第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片;
在所述第一开口的边缘、所述第二开口的边缘、所述第三开口的边缘、所述第四开口的边缘和所述第一保持凸片、所述第二保持凸片、所述第三保持凸片和所述第四保持凸片中形成凸缘;以及
在所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口和所述第四开口的边缘处修整所述第一保持凸片、所述第二保持凸片、所述第三保持凸片和所述第四保持凸片。
2.根据权利要求1所述的制造车体面板的方法,还包括提供具有上修整的第一工具组件,并且其中所述上修整钢修整所述横向构件的一部分以形成所述第一保持凸片、所述第二保持凸片、所述第三保持凸片和所述第四保持凸片。
3.根据权利要求2所述的用于制造车体面板的方法,其中,提供第一工具组件还包括提供上凸缘钢,以在所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口和所述第四开口的边缘以及所述第一保持凸片、所述第二保持凸片、所述第三保持凸片和所述第四保持凸片中形成所述凸缘。
4.根据权利要求2所述的用于制造车体面板的方法,其中,形成凸缘还包括在形成所述凸缘的同时保持所述第一保持凸片、所述第二保持凸片、所述第三保持凸片和所述第四保持凸片。
5.根据权利要求4所述的用于制造车体面板的方法,其中,提供第一工具组件还包括提供用于保持所述第一保持凸片、所述第二保持凸片、所述第三保持凸片和所述第四保持凸片的凸片保持器。
6.根据权利要求5所述的用于制造车体面板的方法,其中,修整所述车体面板还包括修整所述第三开口和所述第四开口之一的边缘中的至少一个定位器凸片。
7.根据权利要求6所述的用于制造车体面板的方法,还包括刺穿所述至少一个定位器凸片以形成所述定位器孔。
8.根据权利要求7所述的用于制造车体面板的方法,还包括提供具有上修整钢的第二工具组件,并且其中所述上修整钢在所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口、所述第四开口的边缘处修整所述第一保持凸片、所述第二保持凸片、所述第三保持凸片和所述第四保持凸片。
9.根据权利要求8所述的用于制造车体面板的方法,其中,提供第二工具组件还包括提供用于刺穿所述至少一个定位器凸片以形成所述定位器孔的穿孔模具。

说明书全文

工具组件及用于制造汽车车体面板的方法

技术领域

[0001] 本发明总体涉及金属冲压技术领域,且更具体地,涉及要求高精度规格的金属冲压汽车车体面板。

背景技术

[0002] 本节中的说明仅提供与本公开相关的背景信息,并且可以构成或不构成现有技术
[0003] 用于制造包括天窗车顶面板的传统的汽车车体面板冲压和修整工艺已经被非常成功地用于实现设计者所需的规定的尺寸和误差。然而,新产品设计已经超出了当前工艺的尺寸和质量。因此,在当前工艺下继续生产新产品设计将带来新的挑战。例如,传统的冲压工艺需要使用额外的模具、空气修整和切缝以达到设计师所需的尺寸能力。额外的模具增加了加工、工装、维护和人工成本。空气修整影响车体面板质量,因为修整过程中车体面板仅有一侧被支撑,从而导致挠曲和修整磨损。因为突出的废料干扰操作之间的车体面板,因此切缝作业会导致安全问题。此外,切缝会增加纱条的生产,导致车体面板表面质量差。
[0004] 总体而言,车体面板制造商面临的质量、成本和安全挑战将使新设计成本高昂,不能纳入新车型。因此,在本领域中需要一种新的冲压制造工艺,其提高尺寸能力、降低成本、提高产品质量并确保工人的安全。

发明内容

[0005] 在本发明的一个方面中提供了用于制造车体面板的方法和工具组件。该方法包括将金属片拉制成车体面板。该方法还包括修整车体面板以形成第一开口、第二开口、第三开口、第四开口以及横向构件。横向构件从第一开口的边缘延伸到第二开口的边缘以及从所述第三开口的边缘延伸到所述第四开口的边缘。该方法还包括修整横向构件的一部分以形成第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片,并且在第一开口的边缘、第二开口的边缘、第三开口的边缘、第四开口的边缘和第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片中形成凸缘。该方法还包括在第一开口、第二开口、第三开口和第四开口的边缘处修整第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片。
[0006] 在本发明的另一方面,该方法还包括提供具有上修整钢的第一工具组件,并且其中上修整钢修整横向构件的部分以形成第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片。
[0007] 在本发明的另一方面,提供第一工具组件还包括提供上凸缘钢,以在第一开口、第二开口、第三开口和第四开口的边缘以及第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片中形成凸缘。
[0008] 在本发明的另一方面,形成凸缘还包括在形成凸缘的同时保持第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片。
[0009] 在本发明的另一方面,提供第一工具组件还包括提供用于保持第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片的凸片保持器。
[0010] 在本发明的另一方面,修整车体面板还包括修整第三开口和第四开口之一的边缘中的至少一个定位器凸片。
[0011] 在本发明的另一方面,该方法还包括刺穿至少一个定位器凸片的定位器孔。
[0012] 在本发明的另一方面,该方法还包括提供具有上修整钢的第二工具组件,并且其中上修整钢在第一开口、第二开口、第三开口、第四开口的边缘处修整第一保持凸片、第二保持凸片、第三保持凸片和第四保持凸片。
[0013] 在本发明的另一方面,提供第二工具组件还包括提供用于刺穿至少一个定位器凸片以形成定位器孔的穿孔模具。
[0014] 在本发明的另一方面,提供了用于制造具有带有横向构件的开口的车体面板的工具组件。工具组件包括顶模和底模。顶模具有至少一个上修整钢、上凸缘钢、上柱和至少一个上车体面板保持器。上凸缘钢设置在靠近车体面板的开口的周边。至少一个上修整钢设置在车体面板的横向构件附近。至少一个上车体面板保持器设置在至少一个上修整钢和上凸缘钢之间。
[0015] 在本发明的另一方面,底模具有下柱、至少一个下修整钢、至少一个下车体面板保持器垫和下凸缘钢。
[0016] 在本发明的另一方面,顶模和底模至少设置在第一位置和第二位置。
[0017] 在本发明的另一方面,至少一个车体面板保持器的底部表面比至少一个上修整钢的底部边缘低。
[0018] 在本发明的另一方面,当顶模和底模设置在第一位置时,至少一个上车体面板保持器与车体面板的横向构件的顶部表面接触。至少一个下车体面板保持器垫与车体面板的横向构件的底部表面接触。上凸缘钢在车体面板的上方。至少一个上修整钢在修整车体面板的横向构件的一部分之后设置在至少一个下修整钢的下方。
[0019] 在本发明的另一方面,当顶模和底模设置在第二位置时,至少一个上车体保持器设置在车体面板的横向构件的顶部表面上。该至少一个下车体面板保持器垫设置在车体面板的横向构件的底部表面上。上凸缘钢与下凸缘钢结合后,与车体面板的开口的边缘相接触,以在车体面板的开口的边缘形成凸缘。
[0020] 通过参考以下描述和附图,其他方面、示例和优点将变得显而易见,其中相同的附图标记指代相同的部件、元件或特征。

附图说明

[0021] 这里描述的附图仅用于说明的目的,并不意图以任何方式限制本公开的范围。
[0022] 图1A是根据本发明的示例性汽车车顶车体面板的一部分的透视图。
[0023] 图1B是根据本发明的示例性汽车车顶车体面板和天窗的一部分的顶部分解图。
[0024] 图2是根据本发明的部分处理之后的示例性汽车车顶车体面板的一部分的平面图。
[0025] 图3是根据本发明的部分处理之后的示例性汽车车顶车体面板的一部分的平面图。
[0026] 图4是根据本发明的处理后的示例性汽车车顶车体面板的一部分的平面图。
[0027] 图5A-图5C是如图3所示的剖面线5所示的冲压和修整工具组件以及示例性汽车车顶称身面板的一部分的横截面图。
[0028] 图6A是根据本发明的用于制造汽车车顶车体面板的方法中的冲压和修整工具组件的上半部分的仰视图。
[0029] 图6B是根据本发明的用于制造汽车车顶车体面板的方法的冲压和修整工具组件的下半部分的俯视图。以及
[0030] 图7是表示本发明的汽车车顶车体面板的制造方法的流程图

具体实施方式

[0031] 以下描述本质上仅仅是示例性的,并不意图限制本公开、应用或用途。
[0032] 参考图1A和图1B,示出了汽车的车顶车体面板10的一部分,并且现在将对其进行描述。车顶车体面板10包括第一天窗开口12和第二天窗开口14,可在其中分别安装第一天窗组件16和第二天窗组件18。此外,车顶车体面板10包括多个加强通道17。多个加强通道17被构造和形成在第二天窗组件18中,以增加刚性并防止车顶车体面板10的过度弯曲。第一天窗开口12大致设置在包括前座(未示出)的汽车内部的部分的上方。第二天窗开口14大致设置在包括第二排座或后座(未示出)的汽车内部的部分的上方。在本发明的本实施例中,第一天窗组件16可以安装在第一天窗开口12中。第一天窗组件16可以从关闭位置移动到打开位置。相反,第二天窗组件18可以安装在第二天窗开口14中。第二天窗组件18可以是不可移动的或固定的。然而,在不脱离本发明的范围的情况下,固定或可移动天窗组件的替代布置是可能的。在本示例中,第二天窗组件18是具有一对定位柱19的固定天窗。第二天窗开口14包括在第二天窗开口14的内周边22上的凸缘20以及从第二天窗开口14的后边缘26延伸的第一和第二定位器凸片24。另外,第一和第二定位器凸片24各自包括定位器孔28,定位柱
19通过定位器孔28设置第二天窗组件18,以便将第二天窗组件18定位在第二天窗组件18的第二天窗开口14中。
[0033] 现在转到图2-图4,以渐进的制造阶段示出车顶车体面板10的一部分。例如,图2示出了在初始操作或形成车顶车体面板10的总体形状、加强通道17以及修整车顶车体面板10的外周边的步之后的车顶车体面板10。第二操作沿着图2中形成第二天窗开口14的总体形状的虚线修整第一开口32、第二开口34、第三开口36和第四开口38。每个开口32、34、36、38的外侧相邻边缘32A、34A、36A、38A组合形成第二天窗开口14的内周边22。因此,车顶车体面板10的其余部分形成连接第二天窗开口14的内周边22的相对边缘42、44的横向构件40。此外,第一和第二定位器凸片24被修整到第三开口36、第四开口38的后边缘36A、38A中。第二操作的重要优点之一是横向构件40保持与车顶车体面板10的其余部分的连接性,其消除或防止在将车顶车体面板10转移到下一个操作期间,车顶车体面板10的未附着的边缘或废料卡在或夹在工具或机器中。此外,消除未附着的边缘或废料提高了机器操作者在模具之间传送车顶主体面板10时的安全性。
[0034] 图3和图5A-图5C描绘了用于制造车顶车体面板10的第三操作。图3示出了第三操作修整并形成车顶车体面板10的位置。图5A是在第三操作之前,将车顶车体面板10放置在工具组件52中之后的车顶车体面板10和工具组件52的横截面图。第三操作包括由工具组件52执行的两个步。如图3的虚线46所示,第三操作的第一步包括修整横向构件40的一部分,以创建四个保持凸片48。横向构件40的四个保持凸片48不再彼此连接。如虚线68所示,第三操作的第二步包括形成凸缘20。
[0035] 现在转到图5A-图5C、图6A和图6B,继续参考图3,示出了第三操作的进展。在图5A、图6A和6B中,工具组件52包括顶模53和底模55。更具体地,顶模53包括上修整钢54、上凸缘钢56、上垫60和上凸片保持器62。上垫60设置在顶模53的外周。上凸缘钢56设置在上垫60附近。上修整钢54设置在顶模53的内部,上凸片保持器62设置在上凸缘钢56和上修整钢54之间。
[0036] 底模55包括下柱58、下修整钢61、下凸缘钢63和下凸片保持器垫65。类似于顶模53,下柱58设置在底模55的周边上,并与上垫60相互作用或组合以保持车顶车体面板10的外周。下凸缘钢63设置成与下柱58相邻并与上凸缘钢56结合以形成凸缘20。下修整钢61相对设置并与上修整钢54组合工作以修整横向构件40。下凸片保持器垫65设置在下凸缘钢63和下修整钢61之间,并且与上凸片保持器62组合以在修整和翻边期间保持车顶车体面板10的横向构件40。
[0037] 当车顶车体面板10插入工具组件52中时,上垫60被降低以接触车顶车体面板10的顶部表面。特别地,上垫60接触车顶车体面板10的顶部表面,同时下柱58围绕第二天窗开口14的周边支撑车顶车体面板10的底部表面。此外,随着工具组件52的下降,当横向构件40的保持凸片48的底部表面由下凸片保持器垫65支撑时,上凸片保持器62被降下以保持横向构件40的保持凸片48的顶部表面。上凸片保持器62和下凸片保持器垫65组合,以将车顶车体面板10支撑在车顶车体面板10的顶部表面和底部表面上,从而防止车顶车体面板10随着上修整钢54相对于下修整钢61接触并修整横向构件40以及上凸缘钢56与下凸缘钢63组合以形成凸缘20而挠曲。
[0038] 图5B示出了在上修整钢54已经下降通过下修整钢61之后上修整钢54和上凸缘钢56的位置。当横向构件40已经被修整到虚线46上时,上凸片保持器62被进一步压缩,而横向构件40的保持凸片48仍然保持在上凸片保持器62和下凸片保持器垫65之间。
[0039] 图5C示出了当上凸缘钢56与第二天窗开口14和下凸缘钢63的边缘接合以在车顶车体面板10中(从而形成第二天窗开口14的连续内部凸缘20)形成凸缘20时上修整钢54和上凸缘钢56的位置。上垫片60和上凸片保持器62保持在靠近下柱58和下凸片保持器垫65的位置,从而进一步防止上凸缘钢56在形成车顶车体面板10的凸缘20时挠曲。
[0040] 现在转到图6A和图6B,图6A和图6B示出了工具组件52的顶模53和底模55。图6中所示的顶模53包括上修整钢54、上凸片保持器62、上凸缘钢56和固定到顶模53的上垫60。特别地,上凸片保持器62是当压力增加时压缩的弹性构件。上凸片保持器62由可压缩的塑料、橡胶或聚酯制成,然而,在不脱离本发明的范围的情况下,上凸片保持器62可以由其他材料和结构制成。图5中示出了工具组件52的底模55,并且包括布置在底模55上的下柱58、下修整钢61、下凸片保持器垫65和下凸缘钢63。
[0041] 图4中描绘了用于制造车顶车体面板10的第四操作。如虚线64、66所示,第四操作导致修整横向构件40的四个保持凸片48以及刺穿第一和第二定位器凸片24中的每一个的定位器孔28。四个保持凸片48中的每一个被修整成由虚线64表示的凸缘20。在第四操作中,第一定位器凸片24和第二定位器凸片24中的每一个的定位器孔28也被刺穿。用于修整保持凸片48的模具(未示出)也用于刺穿第一定位器凸片和第二定位器凸片24的定位器孔28。通过该工艺实现的第一和第二定位器凸片24中的定位器孔28的直径尺寸公差为+0.1 mm。通过用于修整边缘和形成凸缘的工艺实现的位置和轮廓公差为+/-0.5 mm。
[0042] 现在参考图7,描述用于制造具有第二天窗开口14的车顶车体面板10的方法100的流程图。方法100从形成车顶车体面板10的第一步102开始。在第一步102中形成的特征包括车顶车体面板10的一般形状、外周边和加强通道17。方法100的第二步104包括以将车顶车体面板10保持横向构件40的方式修整第二天窗开口14的第一开口32、第二开口34、第三开口36和第四开口38。方法100的第三步106包括保持横向构件40、修整横向构件40的一部分、并且使用如图5A-图5A、图6A和图6B所示的工具组件52在第二天窗开口14的内周上形成凸缘20。正在保持的横向构件40的四个保持凸片48不再彼此连接。方法100的第四步108包括完成将横向构件40的四个保持凸片48修整成凸缘20,并刺穿定位器孔28进入第一定位器凸片和第二定位器凸片24中。
[0043] 本发明的描述本质上仅仅是示例性的,并且不脱离本发明要点的变化意图在本发明的范围内。这些变化不被认为是偏离本发明的精神和范围。
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