劉永昌 王文彬 尤春濤 戴建孔

摘 要：汽車(chē)門(mén)框是汽車(chē)車(chē)身重要結(jié)構(gòu)件，由于其外形輪廓復(fù)雜、構(gòu)成單件數(shù)量多、涉及加工工序流程長(zhǎng)，造成總成質(zhì)量精度控制難度大。因此車(chē)門(mén)各關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制的研究在生產(chǎn)過(guò)程中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：輥壓;拉彎;檢具;質(zhì)量控制

0 引言

輥壓成型式車(chē)門(mén)相對(duì)一體沖壓式車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)造型靈活、材料利用率高、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)由于汽車(chē)造型的要求，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)趨于分體式結(jié)構(gòu)發(fā)展。輥壓成型式車(chē)門(mén)在國(guó)內(nèi)外汽車(chē)行業(yè)有較廣泛的應(yīng)用前景。汽車(chē)門(mén)框兼有輔助玻璃升降和車(chē)門(mén)密封的功能，由于門(mén)框形狀是按照車(chē)身的外形設(shè)計(jì)的，具有空間曲面輪廓。同時(shí)由于其與車(chē)身側(cè)圍的配合為張合形式，要求配合間隙均勻，關(guān)門(mén)后與車(chē)身匹配區(qū)域過(guò)渡連續(xù)平緩。基于以上特性，對(duì)產(chǎn)品的尺寸精度提出了較高的要求。輥壓式車(chē)門(mén)加工涉及輥壓、切斷、拉彎、多工序沖壓、鋸切切頭、焊接、拋光打磨等較多工序，是汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量控制較難的部件。

輥壓車(chē)門(mén)框由上框、中立柱及玻璃導(dǎo)槽、沖壓零件等組焊形成。其中上框、中立柱是構(gòu)成車(chē)門(mén)框的主體零件，由薄鋼帶經(jīng)過(guò)輥壓、在線(xiàn)滾點(diǎn)焊接成定截面的型材后，如圖1所示，上框需要先經(jīng)過(guò)拉彎后成三維輪廓，再經(jīng)過(guò)沖壓、切角后與中立柱焊接。中立柱經(jīng)過(guò)輥壓成型材后經(jīng)過(guò)沖壓、點(diǎn)焊、切角后與上框焊接成車(chē)門(mén)框主體。

1 影響因素分析及控制方法

（1）原材料性能控制。車(chē)門(mén)框上框和中立柱是經(jīng)過(guò)幾十組輥輪組將鋼板輥壓成固定截面的型材，型材的精度是影響后續(xù)拉彎和沖壓半成品零件及車(chē)門(mén)框總成精度的關(guān)鍵因素。通常輥壓原材料采用SPCC、DC03等低碳鋼，原材料的屈服強(qiáng)度對(duì)成型過(guò)程中的回彈影響很大，是各生產(chǎn)商選擇原材料必須控制的性能。一般原材料如寶鋼DC03標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定屈服強(qiáng)度為140～240MPa，如果按照這一范圍，輥壓和上框拉彎工序產(chǎn)品形狀會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)，甚至超出設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)范圍而不能生產(chǎn)出合格零件。生產(chǎn)商一般都會(huì)和原材料供應(yīng)商協(xié)商，選擇屈服強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)的原材料。為了保證型材和后續(xù)成型的產(chǎn)品一致性，原材料屈服強(qiáng)度波動(dòng)范圍越小越好，但會(huì)造成原材料成本上升。通常日本企業(yè)選擇±7 MPa/cm?，歐洲企業(yè)選擇±15 MPa/cm?，韓國(guó)企業(yè)選擇±20 MPa/cm?。

（2）工序質(zhì)量影響因素及控制方法。1）輥壓工序是車(chē)門(mén)框的關(guān)鍵工序，輥壓半成品質(zhì)量是零部件總成質(zhì)量的關(guān)鍵。影響輥壓工序產(chǎn)品質(zhì)量的因素有：原材料機(jī)械性能、輥輪組間隙變化、成型速度、滾點(diǎn)焊參數(shù)等。輥輪對(duì)輥壓精度影響主要為輥輪支架鎖緊螺母松動(dòng)、輥輪損壞等因素。輥輪間隙變動(dòng)會(huì)引起輥壓截型的精度變化，也會(huì)對(duì)產(chǎn)品外觀面造成道線(xiàn)、凹凸等缺陷。當(dāng)然，輥輪表面油污、鐵屑等會(huì)對(duì)產(chǎn)品外觀質(zhì)量造成影響，保持輥輪和鋼卷帶材表面清潔也很重要。

輥壓工序一般采用樣板、卡尺、截面投影相結(jié)合的方式控制輥壓精度質(zhì)量。一般截面尺寸精度要求最大偏差0.25毫米，同一尺寸的偏差0.1毫米。定期對(duì)截型精度進(jìn)行投影檢測(cè)，控制輥壓精度不發(fā)生明顯波動(dòng)是后面各工序質(zhì)量保證的關(guān)鍵，如圖2所示。

2）拉彎工序質(zhì)量控制。影響拉彎產(chǎn)品質(zhì)量的因素主要包括原材料屈服強(qiáng)度變化、模具松動(dòng)、設(shè)備參數(shù)設(shè)定不合適等。所以，拉彎工序生產(chǎn)前、參數(shù)調(diào)整后、材料批次變化等的首件檢驗(yàn)非常重要。門(mén)框材料屈服強(qiáng)度的變化對(duì)拉彎精度的影響非常明顯，我們通常是對(duì)不同鋼卷的原材料生產(chǎn)的輥壓型材分開(kāi)放置在不同器具上，更換不同鋼卷生產(chǎn)的型材需要將首件拉彎產(chǎn)品在專(zhuān)用檢具上進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)生質(zhì)量波動(dòng)時(shí)及時(shí)調(diào)整設(shè)備參數(shù)以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

拉彎生產(chǎn)采用專(zhuān)用檢具如圖進(jìn)行檢測(cè)，通常各檢測(cè)點(diǎn)與檢具的間隙和斷差按±0.5毫米控制，如圖3。為保證焊接質(zhì)量，靠近與中立柱拼焊部位精度按±0.3毫米，如圖3所示。

（3）中立柱有外板和內(nèi)板經(jīng)輥壓、沖壓、點(diǎn)焊、包邊工序后組合而成，如圖4所示：

中立柱的尺寸精度影響前后車(chē)門(mén)框的平整，間隙的上下一致性等，在整車(chē)車(chē)身上非常容易被人關(guān)注。上端的精度影響與上框的拼接質(zhì)量，下端的質(zhì)量影響與內(nèi)板的焊裝。中立住是輥壓及點(diǎn)焊、沖壓工藝完成的分總稱(chēng)產(chǎn)品，沖壓過(guò)程中可能存在內(nèi)應(yīng)力釋放、弧度及扭曲度變化、內(nèi)板與外板形狀匹配偏差大等影響產(chǎn)品精度的不利因素，為此中立柱的質(zhì)量控制難度更大。影響中立柱精度質(zhì)量的因素有：內(nèi)外板輥壓弧度、扭曲度超差、沖壓模具定位磨損、沖壓設(shè)備參數(shù)設(shè)定等。

中立柱檢驗(yàn)采用專(zhuān)用檢具如圖進(jìn)行檢測(cè)，通常各檢測(cè)點(diǎn)與檢具的間隙和斷差按±0.5毫米控制，如圖5。為保證焊接質(zhì)量，靠近與上框拼焊部位精度按±0.3毫米（圖5中測(cè)量點(diǎn)①）。

（4）車(chē)門(mén)框總成精度影響與車(chē)門(mén)內(nèi)外板的焊裝精度，影響車(chē)門(mén)的密封效果、玻璃滑動(dòng)得順滑流暢，以及與車(chē)門(mén)四周車(chē)身的間隙均勻美觀等。影響車(chē)門(mén)框精度的因素包括：半成品精度波動(dòng)、夾具的定位晃動(dòng)、磨損等。所以除對(duì)半成品精度嚴(yán)格控制外，夾具的日常點(diǎn)檢也很重要。

為保證車(chē)門(mén)框的檢測(cè)精度，并且保證整車(chē)門(mén)的焊裝精度，車(chē)門(mén)框單件、車(chē)門(mén)框總成以及車(chē)門(mén)總成的檢測(cè)定位基準(zhǔn)的設(shè)定位置一致非常重要，如圖6中U1-U5所示。因?yàn)椴徽搯渭?、分總成和總成都是三維輪廓，選擇不同部位作為基準(zhǔn)檢測(cè)結(jié)果會(huì)發(fā)生明顯的變化。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)都會(huì)在產(chǎn)品圖上確定定位基準(zhǔn)，檢具及夾具開(kāi)發(fā)時(shí)務(wù)必與產(chǎn)品定位基準(zhǔn)一致。

2 結(jié)語(yǔ)

門(mén)框是汽車(chē)車(chē)門(mén)系統(tǒng)的重要零部件，其質(zhì)量檢測(cè)和質(zhì)量控制對(duì)車(chē)門(mén)系統(tǒng)的質(zhì)量非常重要。車(chē)門(mén)框的質(zhì)量對(duì)車(chē)門(mén)系統(tǒng)的精度和性能都有重要影響，研究車(chē)門(mén)框的質(zhì)量控制方法對(duì)提高車(chē)門(mén)系統(tǒng)的總成精度和產(chǎn)品合格率非常必要。