汽車覆蓋件外板零件的尺寸精度提升方法

文/徐偉檢·上海賽科利汽車模具技術(shù)應(yīng)用有限公司

李玉強(qiáng)，孟燁暉·上海汽車車身先進(jìn)制造工程技術(shù)研究中心

在汽車覆蓋件模具技術(shù)中，零件的尺寸合格率是一個重要的評價指標(biāo)，一般情況下，整車廠要求零件的尺寸合格率在90%以上，以便較有效的控制尺寸鏈。零件的尺寸控制主要分為前期的回彈補(bǔ)償和后期的尺寸提升，前期回彈補(bǔ)償主要依據(jù)CAE 分析和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在首次加工數(shù)據(jù)中加入回彈補(bǔ)償；而后期的尺寸提升主要是根據(jù)實(shí)際零件的尺寸測量結(jié)果，對模具進(jìn)行補(bǔ)償加工。由于CAE 回彈分析技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)尚不能完全解決尺寸問題，使得后期的尺寸提升必然存在。本文主要分析汽車覆蓋件模具的后期尺寸提升工作，找出其普遍規(guī)律，來指導(dǎo)零件的尺寸提升工作。

汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一大支柱產(chǎn)業(yè)，擁有龐大的市場。隨著市場競爭的加劇和要求的日益提高，汽車更新?lián)Q代的速度日趨加快。汽車覆蓋件模具作為汽車車身制造的一個重要裝備，其設(shè)計和制造制約著整個汽車的研發(fā)周期。與此同時，汽車覆蓋件零件尺寸直接影響到整車的裝配，而影響零件尺寸的因素有多種，很少能直接得到尺寸完全合格的零件，這就要求模具需要反復(fù)多次試模。故研究如何提高零件尺寸的方法對模具的設(shè)計制造有重要意義。

零件尺寸提升的主要依據(jù)是零件的測量報告，而僅憑測量報告并不能完全了解零件情況，同時需要考慮一些其他因素。這其中包括模具的工作狀態(tài)、零件在模具上的定位、零件的穩(wěn)定性、各工序的工作內(nèi)容、更改效果等因素。

尺寸提升的三個階段

零件尺寸提升的一般步驟為：模具精定位打件→C/H 定位測量→尺寸提升（包括基準(zhǔn)尺寸）→……→檢具定位測量→尺寸提升→完成。尺寸提升可以分三個階段：第一階段為研配階段；第二階段為T2階段；第三階段為裝車匹配階段。

⑴研配階段需要及早發(fā)現(xiàn)預(yù)測問題，提早解決。用C/H 孔調(diào)好模具精定位，然后用模具的精定位打件，在上模抬起后，當(dāng)零件在模具上時確認(rèn)C/H 銷是否還能插入。

⑵T2 階段用模具精定位打測量件，用C/H 孔定位或檢具定位測量零件，分析一致性，改尺寸（包括檢具定位基準(zhǔn)的尺寸）。要求模具狀態(tài)滿足：正常定位；良好的研配著色；頂升器正常工作；模具正常工作（頂升器、斜楔到位或回退正常、無零件回帶或零件干涉）。

⑶裝車匹配階段需要根據(jù)客戶裝車匹配要求，更改局部尺寸。

外板零件的尺寸測量

外板零件定位在翻邊輪廓上（前后蓋外板如圖1所示）或在有回彈的法蘭面上（翼子板如圖2 所示）。

圖1 前蓋外板、后蓋外板

圖2 翼子板

測量時需要先用C/H 定位，測量基準(zhǔn)處的尺寸，先把基準(zhǔn)處的尺寸改到位，然后才能用檢具上的定位基準(zhǔn)定位。外板的測量方法如下。

⑴用C/H 孔定位。觀察C/H 孔定位時的檢具基準(zhǔn)情況（將此基準(zhǔn)尺寸改到理論值）；觀察自由回彈（是否要改基準(zhǔn)的自由回彈）；確認(rèn)零件是否異常（零件與檢具干涉、定位銷有沒有將零件壓下）。

⑵確定裝夾方式?；鶞?zhǔn)處是否要夾緊（是否要改基準(zhǔn)的自由回彈）；基準(zhǔn)處是否要加墊或減墊（通過模擬改基準(zhǔn)來檢測其他型面尺寸）；用模擬塊確認(rèn)型面齊平度，同時用間隙尺確認(rèn)輪廓間隙。

⑶全尺寸測量。分析型面、孔位、修邊的尺寸關(guān)系，確認(rèn)零件是否存在偏移問題；確認(rèn)測量報告，首先需要確認(rèn)基準(zhǔn)部位的尺寸是否接近于零，排除檢具基準(zhǔn)問題；其次確認(rèn)測量結(jié)果是否完整，以免某些測點(diǎn)沒有測出來進(jìn)而影響尺寸提升；三坐標(biāo)測量時，需要增加一個零件的藍(lán)光測量（只測型面，不包含翻邊輪廓、孔、修邊），目的是評估總體回彈情況，以及回彈區(qū)域范圍；對比CAE 模擬結(jié)果，比較與模面回彈方案的區(qū)別。

外板零件的尺寸提升方案

模具工作狀態(tài)會影響零件的尺寸，主要包括以下幾個方面：1）頂升器是否正常工作，零件是否頂起變形；2）模具上的定位是否正常，零件不能來回竄動，不能變形；3）放在凸模上的零件與模具是否服貼；4）取件時是否產(chǎn)生變形；5）抬件時是否產(chǎn)生變形。

尺寸控制的一些必要試驗(yàn)可以降低尺寸提升的難度和成本。零件回彈主要是由于內(nèi)應(yīng)力引起，可以做以下一些試驗(yàn)：1）調(diào)整流入量；2）調(diào)整翻邊間隙（用正常的翻邊間隙）；3）剪豁口找回彈原因，測量翻邊前后的豁口寬度，以及計算翻邊多料或少料的量值；4）翻邊時序等試驗(yàn)，查找回彈產(chǎn)生以及尺寸變化的原因。

測量時，初始會用C/H 孔定位來測量零件全尺寸（包括對基準(zhǔn)處的尺寸進(jìn)行測量）。當(dāng)把輪廓定位基準(zhǔn)的尺寸改到達(dá)標(biāo)后，則可用輪廓定位來測量零件。測量結(jié)果的穩(wěn)定性也很重要，單憑一個零件的測量結(jié)果無法反應(yīng)零件尺寸穩(wěn)定性，所以一般要求測量3 個零件（全尺寸），3 個零件的尺寸合格率接近，且測量點(diǎn)的偏差值很接近，才可斷定測量結(jié)果較為穩(wěn)定。

編制尺寸提升方案要考慮以下幾個方面：⑴了解零件總體尺寸，包括零件合格率、測點(diǎn)數(shù)、超差部位；⑵了解非尺寸問題，包括零件成形性、表面缺陷、定位情況、壓料區(qū)等問題；⑶了解工藝內(nèi)容，羅列每個工序的工藝內(nèi)容；⑷了解模具結(jié)構(gòu)，查看每個工序的結(jié)構(gòu)圖（上模、下模、斜楔）；⑸明確超差部位的測量結(jié)果，保存測量文件；⑹明確每一處尺寸提升所需要涉及的工序，即明確哪幾道工序的模具需要改動；⑺明確更改量；⑻避免外板件出現(xiàn)表面缺陷；⑼盡量避免拉延模降刻加工（除非只有通過更改拉延模才能解決尺寸問題）。

在編制整改方案，主要考慮以下幾個內(nèi)容：⑴改基準(zhǔn)；⑵結(jié)構(gòu)加墊（斜楔、鑲塊等）；⑶改時序；⑷改尺寸；⑸加水滴；⑹更改超差的孔位、修邊線。

側(cè)圍零件的尺寸提升方法

打側(cè)圍件（圖3）時，需要滿足以下要求：①每次拉延的流入量滿足既定要求，不能變化，否則此處會不穩(wěn)定；②用C/H 孔調(diào)整好精定位，用精定位打件，上模抬起后，C/H 銷能插入；③整形量大的部位，整形前后特征線沒有移位或移位很少（不超過0.3mm），例如上坎側(cè)整形、C 柱整形、后保整形區(qū)域；④翻邊整形間隙良好，既要測帶料時的間隙，還要測不帶料時的間隙，避免間隙過小導(dǎo)致側(cè)向力巨大；⑤翻邊整形模的壓料著色良好；⑥斜楔頂出與回退工作正常，沒有拽拉零件現(xiàn)象；⑦翻邊頂出器工作正常，翻邊前后沒有異常變形；⑧兩側(cè)有側(cè)翻邊時，下?；顒油鼓Ｐ枰顒拥轿?，翻邊防側(cè)向力結(jié)構(gòu)工作正常。

測量時，用B 銷（A 柱部位）、C 銷（后保部位）、D 銷（B 柱部位）。對全尺寸進(jìn)行測量，通過看A/B/C 柱側(cè)壁的尺寸，確定零件前后沒有偏移。通過看門洞上坎及下坎的側(cè)壁尺寸，確定零件上下沒有偏移。

編寫質(zhì)量提升方案。第一輪：首先用B 銷（A 柱部位）、C 銷（后保部位）、D 銷（B 柱部位）定位，確認(rèn)零件的上下前后沒有偏移，其次改成形性問題，隨后改A 柱、B 柱、C 柱、后保、上坎、下坎、門洞的尺寸，必要時改基準(zhǔn)尺寸；第二輪：用B 銷、D 銷、C 銷定位，改剩下的型面、輪廓，對照以往的孔位和修邊，改穩(wěn)定一致的孔位和修邊線，改C 孔；第三輪：用B 銷、D 銷、C 銷定位，再改局部型面、輪廓、孔位、修邊，第四輪：用B 銷、D 銷、C 銷定位，改裝車問題點(diǎn)，再改局部型面、輪廓、孔位、修邊。其中需要注意：第一輪整改時，要確認(rèn)門洞C 柱、上坎的過拉延是否要改，要改的話在第一輪改掉，因?yàn)楦那昂髸绊懟貜棥?/p>

在確認(rèn)更改工序后，一般情況下，A 柱和下坎的非A 面區(qū)域一般從拉延開始改，門洞內(nèi)尺寸一般從后工序改。

圖3 側(cè)圍件

結(jié)束語

汽車覆蓋件外板的尺寸提升是汽車覆蓋件模具的難點(diǎn)之一，也是關(guān)系到模具成本、制造周期的重要因素之一。在目前沒能徹底解決零件回彈的情況下，需要做好三個工作：一是提高前期CAE 的回彈分析準(zhǔn)確度，使前期補(bǔ)償盡量準(zhǔn)確；二是總結(jié)零件的回彈規(guī)律，彌補(bǔ)CAE 分析準(zhǔn)確度的不足；三是提高后期尺寸提升的有效性，最終使零件的尺寸滿足要求。