文／賈文彬，盧智威，趙鋒，牛恒仁，賈曉峰·中國第一汽車集團有限公司

側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷在車身覆蓋件缺陷中屬于一種工藝缺陷，暗坑缺陷嚴(yán)重程度取決于造型的復(fù)雜程度。隨著國內(nèi)汽車多曲率的曲線造型設(shè)計不斷增加，特征角度變化越多，側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷越嚴(yán)重，致使沖壓件表面質(zhì)量降低，嚴(yán)重影響整車美觀度。本文采用過A 面補償方法，對模具A 面基準(zhǔn)型面進(jìn)行測量對比，確定增量補償值，通過合理的壓料控制、標(biāo)準(zhǔn)的研磨手段，可以有效的優(yōu)化側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷，消除返修。

側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷

尾燈口暗坑缺陷狀態(tài)

某車型側(cè)圍外板尾燈口區(qū)域存在暗坑缺陷，且左右側(cè)圍缺陷形式和位置相近，如圖1 所示，屬于不可接受缺陷。目前通過沖壓生產(chǎn)后的返修來消除，返修成本高，因此必須對側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷問題進(jìn)行分析及優(yōu)化。

圖1 側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷位置及狀態(tài)

尾燈口暗坑缺陷分析

⑴CAE 分析。

該側(cè)圍產(chǎn)品尾燈口存在變角特征區(qū)域。模擬分析結(jié)果中顯示，首先尾燈口存在應(yīng)變不均及應(yīng)變不足的問題(圖2)，另外尾燈口存在減薄不均及減薄不足的問題(圖3)。

圖2 側(cè)圍外板尾燈口應(yīng)變不足的區(qū)域示意圖

圖3 側(cè)圍外板尾燈口減薄不足的區(qū)域示意圖

⑵模具結(jié)構(gòu)分析。

如圖4 所示，從拉延模具的特征區(qū)域狀態(tài)來看，尾燈口拉延凹模造型為反成形；尾燈拉延凹模棱線存在凹點聚料，導(dǎo)致該區(qū)域板材出現(xiàn)成形不均勻的趨勢，缺陷會集中在尾燈口區(qū)域的正反向成形的交界處，是應(yīng)變不足的交界區(qū)域。

圖4 側(cè)圍外板拉延模具型面特征示意圖

從整形模具的特征區(qū)域(圖5)狀態(tài)來看，尾燈口整形凸模造型為反成形；尾燈整形凹模棱線存在凹點聚料，導(dǎo)致該區(qū)域沖壓件型面發(fā)生二次變形，缺陷會集中在尾燈口頂面區(qū)域的正向成形的夾角交界處，是強行變形區(qū)域。

圖5 側(cè)圍外板整形模具型面特征示意圖

⑶模具型面分析。

為了更好地分析各個工序?qū)ξ矡艨诎悼訝顟B(tài)的影響，對拉延工序凸模型面使用凸凹形狀測定器進(jìn)行對應(yīng)位置測量，如圖6 所示，確認(rèn)數(shù)據(jù)偏差量，并進(jìn)行著色對比驗證。對整形工序凸模型面進(jìn)行著色驗證，如圖7 所示，確認(rèn)偏差范圍。

圖6 側(cè)圍外板拉延模具尾燈口凸模型面數(shù)據(jù)狀態(tài)

根據(jù)各個變形工序的模具型面分析，拉延模具存在模具型面不均的現(xiàn)象，同時模具底部狀態(tài)影響拉延件的成形穩(wěn)定性。后序整形模具同樣存在模具型面不均的現(xiàn)象，而且壓料失控問題對整形件表面質(zhì)量存在惡化影響。

⑷工序件暗坑狀態(tài)分析。

為了更好地分析各個工序?qū)ξ矡艨诎悼訝顟B(tài)的影響，對整形前的拉延工序件進(jìn)行表面打磨(圖8)，確認(rèn)暗坑雖然輕微但是已經(jīng)存在。

圖 7 側(cè)圍外板整形模具尾燈口凸模型面著色狀態(tài)

圖8 側(cè)圍外板拉延件尾燈口型面打磨狀態(tài)

方案實施及效果確認(rèn)

總體方案

通過分析，在側(cè)圍外板尾燈口沖壓成形過程中，尾燈口拉延和尾燈口整形工序?qū)θ毕莸漠a(chǎn)生都有較大的影響，因此需要對尾燈口拉延和尾燈口整形工序進(jìn)行工藝優(yōu)化及模具優(yōu)化。受產(chǎn)品造型和成形工藝的限制，工藝優(yōu)化的空間基本為零，因此只能從模具著手進(jìn)行側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷的優(yōu)化，具體方案細(xì)節(jié)參見表1。

表1 實施方案匯總

實施情況

過A 面補償一般是先進(jìn)行模具正常研磨，消除模具型面存在的不光順的型面接點。然后從拉延開始補償，再進(jìn)行整形模具補償。因此，側(cè)圍外板采用標(biāo)準(zhǔn)順序進(jìn)行過A 面補償，在消除模具型面不光順的點后，先進(jìn)行拉延模具補償，再進(jìn)行整形模具補償。⑴拉延凸模型面補償。

拉延模具凸模過A 面采用氣焊脹形進(jìn)行補償?shù)姆椒?。首先對凸模型面進(jìn)行測量，確認(rèn)補償位置、范圍及補償量后，然后進(jìn)行合理的增量補償、修整、研磨及出件確認(rèn)，具體過程如圖9 所示。

圖9 拉延模具過A 面補償及成品件確認(rèn)

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，可以確認(rèn)拉延凸模型面對應(yīng)的尾燈口暗坑最深區(qū)域已經(jīng)完成過A 面補償，接下來對整形模具型面進(jìn)行修改優(yōu)化暗坑缺陷。

⑵整形凸模型面補償。

整形模具凸模A 面采用精密冷焊進(jìn)行補償。首先對凸模型面進(jìn)行測量，確認(rèn)補償位置、范圍后，進(jìn)行合理的增量補償、修整、研磨及成品件狀態(tài)確認(rèn)，具體過程如圖10 所示。

圖10 整形模具過A 面補償及成品件狀態(tài)

⑶效果驗證。

優(yōu)化拉延、整形模具凸模A 面狀態(tài)后，在保證模具凸模型面標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定，通過可控的整形壓料，消除壓料型面強壓不實的影響，以批量生產(chǎn)穩(wěn)定性來驗證效果。通過以上措施的實施，自動線調(diào)試生產(chǎn)，側(cè)圍外板尾燈口暗坑優(yōu)化后油石連線正常，制件合格穩(wěn)定，不需要返修。如圖11 所示，側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷已優(yōu)化至消除。

圖11 自動線調(diào)試出件尾燈口油石打磨連線狀態(tài)穩(wěn)定暗坑消除

結(jié)束語

綜上所述，產(chǎn)品設(shè)計時造型的復(fù)雜程度以及模具制造調(diào)試過程中的不規(guī)范，都會導(dǎo)致側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷變得嚴(yán)重。為了解決尾燈口暗坑缺陷，首先要確保產(chǎn)品特征區(qū)域復(fù)雜程度對內(nèi)部成形應(yīng)變不均的影響最小，在保證拉延凸凹模型面對型到底的前提下，采用過A 面補償方法，對參與成形的各工序模具凸模A 面進(jìn)行合理的增量補償，對整形工藝壓料進(jìn)行可控補償。通過穩(wěn)定成形，定點、定向微量補償模具型面來優(yōu)化側(cè)圍外板尾燈口暗坑缺陷，直至消除缺陷。