汽車外覆蓋件模具調(diào)試問題識(shí)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

汽車外覆蓋件模具調(diào)試問題識(shí)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(huì)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(chǎng)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(gè)項(xiàng)目，擁有4項(xiàng)專利。

本文通過對(duì)江淮多個(gè)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(duì)其問題進(jìn)行分析，對(duì)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(duì)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(jià)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(cè)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(duì)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(shí)又要擁有大量的具有豐富模具設(shè)計(jì)和制造知識(shí)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(duì)整車滿意度評(píng)價(jià)的重大因素之一。本文針對(duì)汽車外覆蓋件模具調(diào)試問題識(shí)別及對(duì)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(shí)別

圖1所示為滑移線，圖2所示為沖擊線。滑移線與沖擊線的共同點(diǎn)是“拔河”原理，成形后，料流動(dòng)均是朝單向流動(dòng)；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(zhǎng)拉延時(shí)盡量由內(nèi)部向外流料，即成形后材料伸長(zhǎng)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(dòng)示意圖

圖4 沖擊線流動(dòng)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(jí)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(dòng)，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(gè)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(dòng)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(dòng)產(chǎn)品的，目前模具上有刺破刀，通過加長(zhǎng)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(jí)外觀面上即可，其實(shí)現(xiàn)原理為加長(zhǎng)刺破刀后，通過改變刺破刀高度，調(diào)節(jié)刺破時(shí)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(shí)別

R不順概念相對(duì)籠統(tǒng)，問題表現(xiàn)類別較多，解決具體問題時(shí)需具體分析。對(duì)于汽車用沖壓件來說R不順的問題，外板件相對(duì)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(duì)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(duì)凸R角的位置進(jìn)行修模，做到凸、凹模符型；翻邊成形時(shí)，各翻邊刀塊要做到翻邊同步；對(duì)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(duì)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(duì)制件翻邊后就會(huì)帶有鋸齒狀。對(duì)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(duì)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(xiǎn)；再有一種是把原有翻邊鑲塊報(bào)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(shí)間會(huì)加長(zhǎng)，原計(jì)劃的調(diào)試周期有一定的風(fēng)險(xiǎn)。

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(shí)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(duì)于R（棱線）凸起的問題，前期可以從工藝下手，拉延時(shí)部分R角根部有阻料作用，料增厚，CAE分析時(shí)可多次修改模面分析，找到一個(gè)最優(yōu)的點(diǎn)；對(duì)于關(guān)鍵的R棱線，拉延不易控制該問題時(shí)，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(shí)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(shí)別；三是燈光下目測(cè)（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(shí)，要盡量注意以下三點(diǎn)：⑴相對(duì)平整部位不需設(shè)置排氣孔（不是絕對(duì)）；⑵外板件排氣孔不得超過φ4mm；⑶平整部位必要時(shí)可凸、凹模同時(shí)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(huì)直接造成外觀面凸凹的缺陷，故在找尋模具問題時(shí)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(shí)能恢復(fù)原狀，有時(shí)不能；不符型，焊裝后如圖14所示，這種問題對(duì)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?gòu)椥宰冃?，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(jí)（SPCEN逐級(jí)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(dòng)不均所致，如圖15兩臺(tái)階位置，尤其對(duì)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(tái)階面是對(duì)圖中問題最好的解決方案，但往往會(huì)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(huì)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(hào)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(duì)模具模面進(jìn)行研合、推光，總結(jié)一句話就是：原因相對(duì)簡(jiǎn)單、方案相對(duì)固定，結(jié)果易預(yù)見。