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        汽車外覆蓋件模具調(diào)試問題識別及解決方法探討

        2017-06-01 12:26:16陳馨黃林趙烈偉安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心
        鍛造與沖壓 2017年4期
        關(guān)鍵詞:棱線拉延凹模

        文/陳馨,黃林,趙烈偉·安徽江淮汽車股份有限公司,技術(shù)中心

        汽車外覆蓋件模具調(diào)試問題識別及解決方法探討

        文/陳馨,黃林,趙烈偉·安徽江淮汽車股份有限公司,技術(shù)中心

        陳馨,沖壓工藝主管,助理工程師,主要從事汽車沖壓工藝審查、模檢具圖紙會簽及驗(yàn)收,沖壓件品標(biāo)文件編制,沖壓工藝文件編制及沖壓模具現(xiàn)場調(diào)試,沖壓件質(zhì)量控制等工作,參與江淮和暢、M209、A-II、M4等多個項(xiàng)目,擁有4項(xiàng)專利。

        本文通過對江淮多個車型外覆蓋件模具的開發(fā)、調(diào)試,總結(jié)了汽車用外覆蓋件模具調(diào)試過程中常出現(xiàn)的問題,并對其問題進(jìn)行分析,對解決方法進(jìn)行討論。覆蓋件板品質(zhì)問題的歸類和定性分析,對后續(xù)新車型外板件的開發(fā)及調(diào)試具有實(shí)際指導(dǎo)價值,為解決調(diào)試中出現(xiàn)具體問題提供思路參考。

        近年來汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,見證了汽車類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工和測量技術(shù)已今非昔比,模具更是把精細(xì)化制造和調(diào)試提上日程。對于模具開發(fā)而言,既要有雄厚的資金來增添高新技術(shù)設(shè)備,以滿足不斷發(fā)展的汽車行業(yè)苛刻要求,同時又要擁有大量的具有豐富模具設(shè)計(jì)和制造知識經(jīng)驗(yàn)的人才,模具的開發(fā)才能跟上汽車行業(yè)不斷發(fā)展的需求,進(jìn)而發(fā)展壯大。

        在新的汽車開發(fā)過程中,汽車外覆蓋件模具的調(diào)試一直都是沖壓調(diào)試的一大難題,外覆蓋件品質(zhì)的好壞不僅影響整車外觀,更是顧客對整車滿意度評價的重大因素之一。本文針對汽車外覆蓋件模具調(diào)試問題識別及對其解決方法探討,并以江淮某車型外覆蓋件模具調(diào)試出現(xiàn)問題為案例進(jìn)行符圖,后面在實(shí)際問題中不做重復(fù)說明。

        滑移線與沖擊線的識別

        圖1所示為滑移線,圖2所示為沖擊線?;凭€與沖擊線的共同點(diǎn)是“拔河”原理,成形后,料流動均是朝單向流動;不同在于,滑移線又稱“棱線滑移”或者“雙棱線”(如圖3所示),經(jīng)過工藝優(yōu)化和后期調(diào)試可解決,而沖擊線又可稱脫模痕(如圖4所示),有很明顯的沖擊痕,經(jīng)過優(yōu)化和調(diào)試也很難消除。

        圖1 滑移線

        圖2 沖擊線

        滑移線供選擇的解決方法大致可分為兩類:

        ⑴工藝補(bǔ)充:滑移線CAE分析、拉延筋形狀數(shù)量選擇、拉延檻應(yīng)用、分模線調(diào)整、結(jié)合運(yùn)用刺破刀、切角刀或調(diào)整落料片形狀;

        ⑵產(chǎn)品設(shè)計(jì):減少深拉延造型(外觀面斷面弧長拉延時盡量由內(nèi)部向外流料,即成形后材料伸長率不超過板料極限拉延率),故有一部分不可消除的滑移線是受制于產(chǎn)品及拉延率。

        圖3 滑移線流動示意圖

        圖4 沖擊線流動示意圖

        如圖5中前車門內(nèi)板,圖中圈示窗框處有滑移線,粉紅色線條所示,屬于二級外觀面,開門后直接可見,無內(nèi)飾遮擋,影響消費(fèi)者滿意度,必須消除。分析其產(chǎn)生原因是因圖5三角形所示棱線成形后,料的流向是向內(nèi)側(cè)流動,成形完畢留在藍(lán)色三角形所示處,形成了目前的滑移線,即雙線。

        解決圖5中的滑移線問題必須從幾個方面考慮:⑴不讓棱線部先接觸板料并成形;⑵棱線接觸成形后,讓料流向遠(yuǎn)離產(chǎn)品外觀面的方向;⑶棱線初始接觸成形后,控制或減少板料朝產(chǎn)品外觀面一方的移動量,使滑移線不在最終產(chǎn)品外觀面上即可(原理圖如圖6所示)。故要解決圖5所示前車門內(nèi)板滑移線情況是不需改動產(chǎn)品的,目前模具上有刺破刀,通過加長刺破刀,增加窗框內(nèi)側(cè)的供料,使滑移線停在原棱線處或使料滑向外側(cè),不在二級外觀面上即可,其實(shí)現(xiàn)原理為加長刺破刀后,通過改變刺破刀高度,調(diào)節(jié)刺破時機(jī),滿足料流向外側(cè)的需求。

        圖5 前車門內(nèi)板

        圖6 不讓棱線部先觸料示例

        R不順的識別

        R不順概念相對籠統(tǒng),問題表現(xiàn)類別較多,解決具體問題時需具體分析。對于汽車用沖壓件來說R不順的問題,外板件相對內(nèi)板而言更為普遍。圖7為前車門外板R不順,圖8為后車門外板R不順。

        對于一般的情況,產(chǎn)生原因大概分為:凸R處符型度(凹模符型度);翻邊刀是否有交刀,或翻邊不同步;壓料裝置結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致壓料效果差;翻邊間隙不均勻。解決辦法大致為對凸R角的位置進(jìn)行修模,做到凸、凹模符型;翻邊成形時,各翻邊刀塊要做到翻邊同步;對壓料芯或壓料裝置進(jìn)行研合或增壓;翻邊刀塊的間隙要調(diào)整均勻。

        對于R不順,還有一些特例,具體如下:

        翻邊鋸齒

        它的特征主要是制件上外輪廓R角呈鋸齒狀,不順,不平,很明顯,這是因?yàn)榉呁鼓角本身呈鋸齒狀,模具對制件翻邊后就會帶有鋸齒狀。對于這類問題解決方案比較明確,一類是翻邊鑲塊重新補(bǔ)焊,對加工中心重新編程,把補(bǔ)焊過的鑲塊重新加工,然后進(jìn)行安裝調(diào)試,全補(bǔ)焊機(jī)加后,模具質(zhì)量、后期板件質(zhì)量存在一定風(fēng)險;再有一種是把原有翻邊鑲塊報廢,重新備料復(fù)制翻邊凸模,然后安裝調(diào)試,這種方式調(diào)試時間會加長,原計(jì)劃的調(diào)試周期有一定的風(fēng)險。

        R(棱線)凸起

        圖9所示為R(棱線)凸起原理。產(chǎn)生原因:⑴研合不到位(拉延、翻邊);⑵光順R角(拉延、翻邊);⑶適當(dāng)增加外圍壓邊力;⑷翻邊間隙緊,刀塊回程時摩擦帶變形;⑸翻邊刀塊型面光潔度不夠。圖10為側(cè)圍外板凸起實(shí)例。

        圖7 前車門外板R不順

        圖8 后車門外板R不順

        圖9 R(棱線)凸起原理

        解決辦法:⑴研合;⑵光順R角;⑶適當(dāng)增加外圍壓邊力;⑷適當(dāng)調(diào)整翻邊間隙;⑸提高翻邊刀塊工作面光潔度。

        對于R(棱線)凸起的問題,前期可以從工藝下手,拉延時部分R角根部有阻料作用,料增厚,CAE分析時可多次修改模面分析,找到一個最優(yōu)的點(diǎn);對于關(guān)鍵的R棱線,拉延不易控制該問題時,可以嘗試做過拉延造型,后序再結(jié)合翻邊處理解決。

        R角尖角

        圖11所示為某車型發(fā)蓋和翼子板R角處尖角。產(chǎn)生原因:⑴ R部翻邊凸模不符型(外張);⑵ R部翻邊凹模不符型;⑶ R部翻邊凸模與凹模翻邊間隙大;⑷前后序交刀不順(輪廓接刀差異)。

        圖10 側(cè)圍外板凸起

        解決方法:⑴凸凹模符型;⑵凸凹模翻邊間隙調(diào)整;⑶前后序交刀位置調(diào)整。

        圖11 某車型發(fā)蓋和翼子板R角處尖角

        外觀面漸變凸凹(一般)

        圖12為中門外板示意圖。此問題識別方法大致分為三種:一是通過經(jīng)驗(yàn)用手在板件上撫摸,靠手感來感覺;二是用油石推光,根據(jù)有凸凹的區(qū)域和其他區(qū)域顏色不同來識別;三是燈光下目測(圖13刮膩?zhàn)犹帲?/p>

        產(chǎn)生原因:⑴一般由于模具拉延凸模不符型;⑵拉延凹模研合率不夠;⑶后序模具凸模不符型或凹模研合率不夠致變形。故在設(shè)計(jì)工藝時,要盡量注意以下三點(diǎn):⑴相對平整部位不需設(shè)置排氣孔(不是絕對);⑵外板件排氣孔不得超過φ4mm;⑶平整部位必要時可凸、凹模同時設(shè)置排氣孔。

        解決辦法:⑴凸模符型(油石推光檢查、補(bǔ)焊修整);⑵研合凹模;⑶凸凹模非必須符型區(qū)可直接空開處理。

        值得注意的是,生產(chǎn)中取放料不當(dāng)、轉(zhuǎn)運(yùn)不當(dāng)、存放不當(dāng)(如無工位器具)、工位器具設(shè)計(jì)不合理(板件自重)都會直接造成外觀面凸凹的缺陷,故在找尋模具問題時需要首先把以上幾種可能排除。

        圖12 中門外板

        圖13 頂蓋

        成形剛性不足

        成形不足問題表現(xiàn)比較直觀,就是板件成形后偏“軟”,手指按下后成“坑”狀,有時能恢復(fù)原狀,有時不能;不符型,焊裝后如圖14所示,這種問題對汽車外板來說也是常見,其產(chǎn)生的原因也有很多種:⑴板件拉延不充分,屬彈性變形,非塑性等,具體表現(xiàn)為工藝補(bǔ)充不充分(即拉延筋、拉延檻、余肉、拉延深度等設(shè)置不合理)或產(chǎn)品造型導(dǎo)致;⑵模具壓邊圈與上模的壓料間隙偏大;⑶壓機(jī)壓力不足;4、產(chǎn)品本身造型限制等。

        圖14 焊后變形

        具體解決辦法:⑴調(diào)整壓邊圈與上模的壓料間隙;⑵加壓調(diào)試;⑶修改工藝補(bǔ)充或產(chǎn)品;⑷ 成形性允許情況下,降低材料等級(SPCEN逐級嘗試到SPCC)。

        外觀面波浪、起皺

        外觀波浪式起皺的一種表現(xiàn)形式,主要屬于板料流動不均所致,如圖15兩臺階位置,尤其對應(yīng)R角先接觸料片,與周圍成形不同步,造成料流不均衡,形成波浪;取消臺階面是對圖中問題最好的解決方案,但往往會受制于產(chǎn)品造型;另一種方法是放大R角,此方法并不一定會根除,但可以起到較好改善作用;還有一種方法是前期控制,在工藝設(shè)計(jì)階段,可做兩次拉延。

        圖15 頂蓋前端波浪起皺

        圖16 側(cè)圍后段外觀壓傷

        外觀面壓傷

        外觀面壓傷缺陷的特征不同于板料成形后光澤的局部光亮點(diǎn)(線、帶)或暗點(diǎn)(線、帶),圖16中硬點(diǎn)問題用記號筆表示④屬于壓傷的另一表現(xiàn)。原因是由于型面料厚間隙不均勻造成的,解決方案是對模具模面進(jìn)行研合、推光,總結(jié)一句話就是:原因相對簡單、方案相對固定,結(jié)果易預(yù)見。

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