【本田机盖好薄怎么修复】汽车发动机罩外板刚度不足的原因及预防措施要点

发动机罩外板是汽车白体外壳的组成部分之一，表面质量缺陷暴露给消费者，影响用户体验，因此发动机壳体外板的设计和制造过程至关重要。在发动机罩外板的设计制造过程中，建模设计时工艺考虑不足，或工艺设计和模具调试不足，会导致发动机外板的质量缺陷，包括起皱、冲击线和刚度不足。刚度不足会导致发动机罩外板的下陷、搭接等问题，应采取适当措施避免刚度不足。

刚性不足的原因

除了对材料本身力学性能的影响外，引擎盖外板缺乏刚度的根本原因是板材在成型过程中缺乏塑性变形。根据实际生产经验，利用Autoform软件分析了发动机罩外板的损耗率、主应变和材料流入量等参数，结果表明：损耗率和主应变越大，材料流入量越小，材料的塑性变形越多，就越容易出现刚度不足的问题。

图1罩外板减少率

图2发动机罩外板主变形

图1、图2显示了一种型号的发动机罩外板CAE分析后的降低率和主要变形结果。经验表明，在主应变3%、减缩率3%下，板材刚度良好，而图2椭圆内的材料以双向拉应力的拉应变为主，主应变小于3%，是存在刚度不足的危险的位置。根据实际零件的检查结果，这个地方张力不足，出现了刚度不足的问题。

预防措施

解决发动机罩外板刚度不足的问题主要是减少材料周围的流入量，使中间部分材料变得足够薄和紧绷，从而使材料的可塑性变形充分，零件的刚度提高。根据这一思路，可以从零件造型设计、冲压工艺设计、模具制造等方面采取解决措施。

零件造型和设计阶段

图3示出了发动机罩外板表面有大曲率时的材料流。如图3所示，曲率大时，中间部分材料流动困难，难以变形拉伸，容易出现刚度不足的问题，通常需要发动机罩外板的表面曲率100000mm(见图4)。部分车型由于造型要求，曲率较大，因此可以通过更换材料、使用烘烤硬化钢代替普通钢板或增加材料厚度等措施改善零部件刚度不足的问题。

图3引擎盖曲率大的情况下。

图4发动机罩的曲率低。

冲压工艺设计阶段

01

冲压方向

冲压工艺设计可以首先考虑发动机罩的冲压方向，最大限度地减少前后端的拉伸深度差异，均匀地拉伸材料，并有效地减少冲击线对外观质量的影响，如图5所示。

图5发动机罩的冲压方向

02

冲压工艺补充

工艺补充的设计直接影响零件的材料利用率和零件的成型质量。拉深补充深度太深会影响零件成型性，降低材料利用率。深冲补充深度浅会导致零件绘制不充分，影响零件的刚度，因此必须选择合理的深冲补充材料。为了充分拉动引擎盖外板。

同时有良好的成形性，零件两侧的拉深深度一般设置为30~35mm，并设置30°左右的拔模角度，适当增大凸、凹模圆角，如图6所示。某些车型基于造型设计理念，引擎盖外板整体有内凹的趋势，这样的零件造型不利于中间材料充分拉深变形，因此需要在工艺补充上设置如图7所示的工艺余料，使板料在成形过程中工艺余料部分先接触上模，后期成形过程对中间板料有一个拽料作用，防止板料发生叠料，使其充分成形。

图6 引擎盖外板拉深补充设置

图7 引擎盖外板拉深补充余料设置

03

进料阻力

为了保证引擎盖A面材料的充分拉深，需要通过进料阻力控制四周多余材料的流入。进料阻力太小，则材料流入容易，造成材料堆积；进料阻力太大，则径向拉应力大，会造成颈壁部分拉裂，因此需要设置合理的进料阻力。一般通过调节压边力和拉深筋来控制进料阻力，如果零件刚性不足、材料流入量大，则在零件周圈合理布置方筋，增大压边力控制方筋外侧的材料流入量，成形较充分，提高材料利用率，如图8所示。图9所示为某车型布置方筋后引擎盖外板的减薄率及材料流入量。

图8 引擎盖拉深筋设置

图9 某车型引擎盖外板材料流入量及减薄率

04

模具零件补偿

引擎盖外板中间大平面处刚性不足时，在重力作用下会产生凹陷。通过Autoform分析可以预测引擎盖外板是否存在刚性不足的风险，如果存在，可以在工艺阶段对模具零件设置补偿，如图10所示，模具零件中间部分做凸起的补偿，能解决引擎盖外板刚性不足引起的凹陷。

图10 引擎盖外板模具零件补偿方案

零件开发阶段

某些车型的引擎盖外板由于前期造型及零件设计或者冲压工艺设计的不合理，会造成最终零件的刚性不足，很难通过后期模具调试方式解决。为保证零件开发进度，可以采取在刚性不足位置粘贴补强材料的方式。粘贴补强材料的方式可以明显提高引擎盖刚性，但是粘贴补强材料、减震胶及板材在不同温度条件下变形量不同，会造成引擎盖外板拉坑现象，还需要合理布置粘贴胶点。此外，粘贴补强材料应力集中部位也会造成引擎盖外板过涂装烘烤后产生凹坑现象，需要采取补强材料剪圆角、开洞、剪波浪等方法处理。图11所示为某车型利用补强材料方式成功解决引擎盖外板刚性不足的案例。

图11 某车型引擎盖外板粘贴补强材料案例

▍原文作者:许乔阳、王良芬、韩超、陈嵩山

▍作者单位：风度（常州）汽车研发院有限公司