文／韓海博，霍會榮，喬曉勇，朱萬山，陳伊娜·上汽通用五菱汽車股份有限公司

一種前大梁的制作方法

文／韓海博，霍會榮，喬曉勇，朱萬山，陳伊娜·上汽通用五菱汽車股份有限公司

韓海博，工程師，主要從事沖壓模具結構審核、制造調試、監(jiān)控及問題解決，完成了CN180S項目外板件、結構件模具開發(fā)工作。

本文通過分析總結CN180S前大梁從產(chǎn)品造型、工藝排布、加工調試到后期質量提升的四個過程，介紹了一種常見的前大梁制作方法。

在汽車車身件中，大梁有著至關重要的作用，涉及乘客的安全，目前汽車安全法規(guī)要求越來越嚴，在汽車設計時大梁選用的板料也變成高強鋼板，抗拉強度越來越高，這就使產(chǎn)品回彈越來越難控制，所以在模具設計時需要考慮通過回彈補償來解決制件回彈問題，確保制件精度。

產(chǎn)品介紹

通過對比圖1所示的左右前大梁可以看出，兩者上平面基本一致，開口寬度一致，但左前大梁上平面多了兩處凹坑，雖然成形過程中會有起皺產(chǎn)生，但對于回彈具有抑制作用。

工藝布置

圖2所示的大梁制件通用的五大工序分別為：OP10（拉延）、OP20（修邊沖孔）、OP30（整形）、OP40（側整形）、OP50（沖孔側沖孔），板料為梯形料片，通過擺剪獲得，未單獨開發(fā)落料模具，提高了材料利用率，材料利用率為42.67%。

回彈補償

前大梁CAE回彈分析

通過對OP10拉延工序CAE回彈分析，可以看出法蘭邊回彈嚴重，超差最大為2mm，上平面基本合格，但大端端頭下沉嚴重，最大處為-1.5mm，如圖3所示。

圖1 左右前大梁

圖4所示為一種常見的回彈補償流程，通過參照切邊后回彈分析值以及以往前大梁項目生產(chǎn)經(jīng)驗對此做回彈補償，OP20模具型面與OP10補償后型面一致，但OP30整形凸模型面上平面與產(chǎn)品一致，側壁根據(jù)回彈分析值及以往經(jīng)驗做回彈補償。

左前大梁OP10回彈補償

OP10回彈補償參照OP10回彈分析值及以往經(jīng)驗對上平面、法蘭邊進行補償，上平面下沉，法蘭邊下沉，如圖5所示。

左前大梁OP30回彈補償

以產(chǎn)品凸圓角與側壁切點為旋轉點，繞X軸正向旋轉1°，以凹圓角與法蘭邊切點為旋轉點，法蘭邊繞X軸正向旋轉4°，如圖6所示。

左前大梁OP40回彈補償

以產(chǎn)品凸圓角與側壁切點為旋轉點繞X軸正向旋轉2°，如圖7所示。

右前大梁OP10回彈補償、OP30回彈補償以及OP40回彈補償措施與左前大梁一致。

圖2 大梁加工工序

圖3 拉延工序回彈分析

制作與調試

前期補償

大梁上平面拉延根據(jù)CAE分析值補償后，OP20修邊工序也應根據(jù)OP10補償后的型面加工，以免造成零件與模具不符型。

圖4 回彈補償流程

加工

⑴單塊鑲塊按照前期加工數(shù)據(jù)加工完成后，鑲塊底面在平臺上進行精研合，確保鑲塊底面著色率在85%以上，保證裝配精度。

⑵斜楔型面半精加工完成后，需裝配在上模座上再數(shù)控精加工，以減小累積誤差，保證加工精度。

質量提升前狀態(tài)確認

⑴在調試過程中首次OTS1供件拉延模具未研合到位，出現(xiàn)開裂情況采用墊塑料紙、涂油等方式確保出件，不打磨拉延筋R角，以免后期再反復補焊調整拉延筋，導致拉延模具狀態(tài)不穩(wěn)定，影響后續(xù)改修。

⑵改修整形工序前，需確認拉延模具基礎工作是否到位，如型面研合率、管理面研合率等，待拉延模具狀態(tài)穩(wěn)定后才可對后工序進行質量提升。

研合率

左右前大梁OP10模具研合情況如圖8所示。

圖5 左前大梁OP10回彈補償

圖6 左前大梁OP30回彈補償

圖7 左前大梁OP40回彈補償

圖8 左右前大梁OP10模具研合著色

質量提升

質量提升思路

質量提升事項主要有：⑴質量提升前確認模具狀態(tài)，如關鍵位置著色是否合格、后序制件定位是否準確等。⑵確認全工序件在檢具上的狀態(tài)，如RPS面是否貼合、頂面是否扭曲等。⑶三坐標測量數(shù)據(jù)。⑷根據(jù)數(shù)據(jù)制定質量提升方案以及評審方案。

左右前大梁的主線焊接定位孔在易回彈側壁上，不可用于安裝模具、檢具基準銷，前期已經(jīng)提出基準銷設置在上平面上，這樣也利于質量提升。

檢測首次出件的零件時，若零件法蘭邊與檢具零貼干涉，拆除檢具上法蘭邊的零貼，以免制件與零貼干涉導致測量數(shù)據(jù)失真，質量提升錯誤，拆除后檢測上平面是否有扭曲變形，如果有，需要對OP10拉延模具的質量進行提升。

左前大梁質量提升

⑴首次出件狀態(tài)。產(chǎn)品合格率為84.87%，上平面合格，但法蘭邊、側壁、上翻邊均有回彈，具體數(shù)值如圖9所示。

圖9 左前大梁首次出件回彈情況

⑵質量提升方案。按照檢測數(shù)據(jù)對OP30、OP40模具加工，法蘭邊OP30下模直接補焊加工，上模整形鑲塊直接加工，上翻邊OP30下模翻邊鑲塊補焊加工，側壁回彈OP40下模直接加工，側整鑲塊補焊后加工。圖10所示為左前大梁首次出件整改方案。

圖10 左前大梁首次出件整改方案圖

⑶質量提升結果。質量提升后除上翻邊個別點不合格外，其余都合格，平均合格率為87%，后續(xù)再次經(jīng)過提升，出廠前合格率為95.39%，超過設計合格率85%的要求。

右前大梁質量提升

⑴第一輪質量提升。

1）首次出件狀態(tài)。合格率為62.38%，上平面不合格，與中大梁搭接型面超差為1.2mm，法蘭邊、側壁、上翻邊均出現(xiàn)回彈，具體數(shù)值如圖11所示。

圖11 右前大梁首次出件回彈情況

2）質量提升方案。按照檢測數(shù)據(jù)對OP10型面進行補償，產(chǎn)品中間型面下沉1mm，兩邊過渡，側壁以凸圓角與側壁切點為旋轉點，繞X軸負向旋轉1°。

3）質量提升結果。第一輪質量提升拉延型面后，上平面檢測仍然超差-1.0～-0.7mm。

⑵第二輪質量提升。

1）第一輪質量提升后出件狀態(tài)。第一輪質量提升后制件檢測數(shù)據(jù)如圖12所示，其中，黑色數(shù)據(jù)為檢測合格數(shù)據(jù)，紅色數(shù)據(jù)為檢測不合格數(shù)據(jù)，前大梁上平面超差2.3mm，小端端頭負回彈，法蘭邊側壁下沉。

2）質量提升方案。按照圖13所示綠色數(shù)據(jù)整改OP30、OP40型面法蘭邊及大端側壁回彈問題，改修OP10、OP20型面解決小端端頭負回彈及大端上平面超差問題。其中，黑色數(shù)據(jù)為檢測合格數(shù)據(jù)，紅色數(shù)據(jù)為檢測不合格數(shù)據(jù)，綠色數(shù)據(jù)為整改數(shù)據(jù)。

圖12 右前大梁二次出件測量

表1 缺陷形式及常規(guī)解決方案

圖13 右前大梁二次出件后整改方案圖

3）質量提升結果。第二輪質量提升拉延型面后上平面檢測合格，法蘭邊個別點超差（-1.2～0.9mm），上翻邊區(qū)域超差（-1.2～0.8mm），合格率平均為75%。

⑶第三輪質量提升。

第三輪質量提升方案與左前大梁基本一致，按照第二輪檢測數(shù)據(jù)對OP30、OP40進行補償加工質量提升。經(jīng)過三輪質量提升后合格率為94.29%，超過產(chǎn)品設計合格率85%的要求。

改善建議

在前期工藝設計時，需要充分考慮大梁制件可能存在的問題，目前主要有內凹變形、側壁回彈和法蘭翹曲三種缺陷，他們的表現(xiàn)形式以及解決方案如表1所示。