德系側(cè)圍外板輪眉契合匹配問題優(yōu)化

戴長征，孟榮貴，范有才

（一汽-大眾規(guī)劃模具制造科佛山基地，廣東佛山 528000）

1 引言

側(cè)圍外板作為轎車車身非常重要而又關(guān)鍵的沖壓外表面覆蓋件，它具有形狀復(fù)雜難成形，匹配精度高，外表面質(zhì)量要求高的特點。由于側(cè)圍外板多處與外購件匹配，項目期間實際整車試裝時，會存在部分裝配干涉，相比更換大量外購件而言，更改沖壓件的匹配造型，更為節(jié)約成本且效率更高。其表面質(zhì)量的好壞以及匹配精度的穩(wěn)定性，直接影響著轎車整車的質(zhì)量及美觀，也代表著沖壓模具制造商乃至汽車整車廠的制造水平。

2 問題描述

如圖1所示，某德系車型側(cè)圍外板模具在整車試驗過程中，后輪眉護(hù)板外購件與側(cè)圍外板沖壓件的匹配固定面為弧形，容易出現(xiàn)契合匹配問題，從而導(dǎo)致后輪眉護(hù)板存在開膠問題，該缺陷為Audit B 類項問題，為滿足后續(xù)裝配需求，故需要針對該車型側(cè)圍外板輪眉處進(jìn)行AEKO技術(shù)更改，將輪眉護(hù)板及側(cè)圍沖壓單件匹配固定區(qū)域改成平面。

3 藍(lán)光掃描（GOM）

為消除后輪眉護(hù)板與側(cè)圍輪眉區(qū)域匹配干涉開膠問題，涉及到降低側(cè)圍外板件匹配固定面工藝凸包高度（見圖2）。由于側(cè)圍外板C柱輪眉區(qū)域成形坡度較陡，且形狀復(fù)雜，存在拉伸、彎曲的復(fù)合成形，其本身就容易出件褶皺與聚料風(fēng)險，在設(shè)計模具時增加此工藝凸包用于撐開該區(qū)域成形時多于的板料，防止出現(xiàn)板料流動失衡。

現(xiàn)需要將此工藝包高度降低來滿足與外購件的匹配需求，則必須考慮設(shè)計變更后該區(qū)尺寸匹配和面品質(zhì)量穩(wěn)定性，如圖3所示。借助藍(lán)光掃描進(jìn)行OP20凸模和數(shù)模擬合對比分析，計算出準(zhǔn)確加工整改數(shù)據(jù)（見圖4），工藝包最高點預(yù)計可向下銑削加工2mm，即能滿足后輪眉護(hù)板裝配需求，又能滿足該區(qū)域在拉伸成形時不會產(chǎn)生大面積褶皺和聚料缺陷。

4 成形工藝及模具結(jié)構(gòu)分析

結(jié)合該車型側(cè)圍整改區(qū)域的沖壓成形工藝及模具結(jié)構(gòu)，制作每道工序的加工數(shù)模，并對其進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)分析及調(diào)試實驗預(yù)測分析整改后該區(qū)的成形狀態(tài)。

該側(cè)圍設(shè)計變更全工序分析結(jié)果如圖5所示，通過CAD 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)分析判斷，此整改工藝方案合理可靠，制件成形良好，無開裂等風(fēng)險，可以進(jìn)行改進(jìn)驗證。

確定整改方案為OP20 上型補焊機加，下型按數(shù)模機加到位；OP30該區(qū)域有預(yù)整形功能，需要保證強壓成形，故上型補焊機加，下型機加去量；OP40 輪眉位置存在修邊，需做修邊隨型，故壓料板補焊機加，下型機加做基準(zhǔn)；OP50輪罩處最終成形，且存在翻邊工作，也需要保證整改區(qū)域翻邊隨型，故壓料板補焊機加，下型機加做基準(zhǔn)；OP60整改區(qū)域研修干涉。

5 焊接方案

結(jié)合圖5 分析成形工藝及模具結(jié)構(gòu)可知，工藝凸包位置存在拉伸成形和整形功能，則需要保證設(shè)計變更焊接區(qū)域的焊接質(zhì)量。拉伸凹模（見圖6）和整形鑲塊（見圖7）主要采用T2000焊絲交叉錯位焊接的方式進(jìn)行焊接，此焊絲特性為抗裂性好，焊后硬度可達(dá)45～52HRC，并可表面鍍鉻，后期處理方便。

焊接時需要特別注意，焊接電流選擇115 到120A，燒焊時采用分段焊接，降低燒焊速度，短焊道，控制溫度在230℃以下，防止局部過熱產(chǎn)生淬硬組織開裂，并且不斷的錘擊消除內(nèi)應(yīng)力，保證焊接無咬邊、砂眼等缺陷，此方式更好提升焊材與母材熔合性且表面具備硬度和耐磨性，使得加工修復(fù)后的表面硬度更接近工作表面本身硬度。

6 成形缺陷優(yōu)化

數(shù)控機加后返廠，在調(diào)試壓機研合壓件過程中發(fā)現(xiàn)技術(shù)更改區(qū)域出現(xiàn)輕微褶皺缺陷（見圖8），此處為外漏面，嚴(yán)重影響表面質(zhì)量。原因分析為整改區(qū)域左側(cè)成形落差較大，產(chǎn)品造型復(fù)雜，拉伸成形困難，再加上工藝凸包高度降低，板料成形時流動速度速度過快，量流入過多并在三角區(qū)產(chǎn)生褶皺。

通過問題點排查分析，此問題由側(cè)圍外板OP20工序整形產(chǎn)生，但是為了拉伸模走料成形的長期穩(wěn)定性，則選擇在OP50 工序進(jìn)行強壓補償。通過減小缺陷區(qū)的整形凸凹模的間隙，提升成形著色率的（見圖9），此處做強壓處理，整形間隙小于1 個料厚，通過在凹模上做的補償減小間隙來控制板料的流動，此區(qū)板料達(dá)到綜合應(yīng)變要求，防止板料成形時在厚度方向自由起伏，保證強壓面的面品質(zhì)量，從而消除褶皺缺陷。

7 整改前后數(shù)據(jù)對比

此次技術(shù)更改的成功，防止了該區(qū)域附帶缺陷產(chǎn)生，并且在原有模具狀態(tài)上再一次提高側(cè)圍外板模具C柱輪眉區(qū)的成形裕度，更改調(diào)試后上線以13次/min沖程連續(xù)生產(chǎn)600件，質(zhì)保首尾件檢查無表面質(zhì)量缺陷，設(shè)計變更位置在生產(chǎn)過程中質(zhì)量狀態(tài)穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)相差0.04mm 在公差范圍內(nèi)（見圖10），如圖11所示試裝后反饋滿足后續(xù)匹配需求，消除后輪眉護(hù)板出現(xiàn)開膠問題，解決Audit B類項，保證該項目車型按時間節(jié)點完成任務(wù)。

8 結(jié)束語

對于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜的外表面件，結(jié)合以往產(chǎn)品造型問題進(jìn)行總結(jié)梳理，分析問題產(chǎn)生原因，及時反饋至項目模具設(shè)計前期，通過模擬數(shù)據(jù)對比驗證，在模具設(shè)計時就避開潛在的問題風(fēng)險，對于工藝補充區(qū)域，優(yōu)化整形工序成形順序，盡可能在CAE 分析就達(dá)到要求，在制件數(shù)據(jù)階段優(yōu)化造型，使制件造型簡單化，減小三角區(qū)成形高度差和成形臺階數(shù)量，保證制件成形穩(wěn)定性及裝配的簡便性。