數(shù)字化設(shè)備在新車型側(cè)圍尺寸回彈優(yōu)化中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，汽車模具對(duì)于數(shù)字化的需求也越來越多。本文針對(duì)汽車側(cè)圍外板上框型面回彈尺寸超差，運(yùn)用數(shù)字化ATOS 光學(xué)掃描系統(tǒng)采集分析工序件及模具數(shù)據(jù)后建立數(shù)字化模型。經(jīng)過對(duì)實(shí)驗(yàn)制件擬合比對(duì)，提出相應(yīng)最優(yōu)的解決方案，減少尺寸優(yōu)化的時(shí)間，提高模具更改的工作效率，減少人力成本，得到十分滿意的效果。

ATOS 光學(xué)掃描系統(tǒng)

ATOS 光學(xué)掃描系統(tǒng)是一種用于機(jī)械工程、產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)工程與技術(shù)領(lǐng)域的工藝試驗(yàn)儀器，是目前較先進(jìn)的三維掃描系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)通過公共參考點(diǎn)對(duì)多個(gè)掃描視圖進(jìn)行拼合，可以將實(shí)體模型轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型。經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬和對(duì)實(shí)際物體三維面形的測(cè)量，減少了試模周期，首件檢驗(yàn)從數(shù)周減到幾小時(shí)，非常適合對(duì)汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)的外形及零配件、大型模具等曲面的測(cè)量，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作中也起到越來越重要的作用。

ATOS 光學(xué)掃描為產(chǎn)品和模具的型面監(jiān)控分析提供了數(shù)字化手段，快速找到模具型面和制件產(chǎn)品的變化點(diǎn)，從而為制件質(zhì)量的波動(dòng)提供了量化的數(shù)據(jù)。新車型模具在調(diào)試時(shí)期，通過ATOS 掃描分析能夠準(zhǔn)確找到關(guān)鍵工序，為模具改進(jìn)和制件尺寸優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持，ATOS 掃描設(shè)備的應(yīng)用成為模具維修和新車型調(diào)試的一種全新數(shù)字化技術(shù)手段。

側(cè)圍外板工藝特點(diǎn)

汽車側(cè)圍外板對(duì)外觀質(zhì)量及尺寸精度都有非常高的要求，與其配套的其他零件有前門、翼子板、發(fā)罩、前風(fēng)窗、頂蓋等，裝配調(diào)整對(duì)涉及間隙匹配、型面平度匹配等的要求也非常高(圖2）。

新車型側(cè)圍外板沖壓工藝過程為：OP20 拉延成形、OP30 修邊、OP40 修邊斜楔翻邊整形、OP50 斜楔修邊、OP60 斜楔翻邊整形，如圖3 所示。

檢查著色，凸模和壓料板的著色良好；測(cè)量斜楔翻邊間隙，排查模具各部位工作是否磨損及間隙超差，確認(rèn)模具狀態(tài)良好；調(diào)整好壓機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)后進(jìn)行試驗(yàn)，所得到的壓件整體情況與前面所得結(jié)果一致。

右側(cè)圍外板問題描述

采用ATOS 掃描分析模具和制件型面的變化趨勢(shì)，從中確定出造成制件型面尺寸超差的工序。通過對(duì)汽車右側(cè)圍外板A 柱上框型面進(jìn)行掃描，掃描的型面數(shù)據(jù)同產(chǎn)品理論型面數(shù)據(jù)作對(duì)比(圖6）。

零件ATOS 掃描分析

汽車右側(cè)圍外板的A 柱上框型面尺寸超差(圖5），尺寸狀態(tài)不穩(wěn)定，最大偏差為+1.17mm。經(jīng)模具制造廠專家多次調(diào)整未見好轉(zhuǎn)，只能從OP20 拉延工序開始逐序進(jìn)行型面降銑加工，需要6 ～8 周加工與研修的時(shí)間，考慮到時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)影響項(xiàng)目進(jìn)度，決定對(duì)此問題重新制定方案和措施。

（2）施工現(xiàn)場(chǎng)按符合防火、防風(fēng)、防雷、防洪、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并完善各種安全標(biāo)識(shí)的布置。

根據(jù)以上ATOS 掃描分析結(jié)果，在OP30 工序，右側(cè)圍外板A 柱上框尺寸超差在0.06mm 以內(nèi)；在OP40 工序，右側(cè)圍外板A 柱上框尺寸超差在0.64mm；在OP50 工序，右側(cè)圍外板A 柱上框尺寸超差在0.68mm。因此，OP40 工序是直接影響零件尺寸的主要原因，需要對(duì)模具進(jìn)行全面的檢查和修復(fù)，消除磨損、裝配造成的誤差，確保模具達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

老巴說：“我求菩薩保佑我兒阿東找個(gè)好工作有個(gè)好前途娶個(gè)好媳婦，將來兒孫滿堂，光宗耀祖。我們巴家指望你發(fā)達(dá)起來。我跟阿里，你就莫操心了。有我管他，我走的時(shí)候，把他帶走。我得讓你無牽無掛地奔前程?！?/p>

測(cè)量件RPS 裝夾型面分析

在測(cè)量中，RPS 點(diǎn)是檢具共同遵守的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，可保證各零件工裝的一致性，避免檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)不同引起誤差分歧，便于問題的追溯解決。

如圖7 所示，在右側(cè)圍外板A 柱上框型面RPS 設(shè)計(jì)位置，也就是實(shí)際裝夾位置對(duì)超差影響很大。如果RPS 裝夾型面有偏差，受夾緊力影響偏差值可能成零，在測(cè)量中無法體現(xiàn)制件的偏差。

根據(jù)以上分析，對(duì)右側(cè)圍外板A 柱上框型面進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)在RPS 裝夾型面上有起皺(圖8），分析確認(rèn)是在OP40 斜楔翻邊工序時(shí)產(chǎn)生。由ATOS 光掃描獲得OP40 工序件數(shù)據(jù)(圖9），同產(chǎn)品理論型面數(shù)據(jù)對(duì)比分析后，OP40 工序件的RPS 裝夾型面比數(shù)模低0.49mm。

模具調(diào)試試驗(yàn)

在前期模具工藝設(shè)計(jì)階段，對(duì)零件進(jìn)行可制造性分析，以及通過模擬軟件進(jìn)行模具工藝模擬分析。由于汽車側(cè)圍外板上框型面拉延成形時(shí)，前風(fēng)窗弧度較大且寬度不一致，在拉延模擬時(shí)存在較大回彈，經(jīng)過多輪型面回彈補(bǔ)償后達(dá)到要求，如圖4 所示。

誠(chéng)實(shí)是誠(chéng)信的要義。在科學(xué)研究中，誠(chéng)實(shí)是第一位的。英國(guó)科學(xué)家克拉默認(rèn)為，誠(chéng)實(shí)是科學(xué)家在科學(xué)研究中必需持有的一種品格。他說：“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，一個(gè)誠(chéng)實(shí)的科學(xué)家是不吃虧的，他不僅沒有謊報(bào)成果，而且充分報(bào)道了不符合自己觀點(diǎn)的事實(shí)?！?瑞利、邁克耳遜、彭齊亞斯和威爾遜的經(jīng)歷證明了這一點(diǎn)，他們能夠獲得科學(xué)界的最高獎(jiǎng)賞，是實(shí)至名歸、受之無愧的。

在OP40 斜楔凸模對(duì)應(yīng)位置加貼0.5mm 金屬膠帶，在兩側(cè)壓料板貼砂紙?jiān)黾訅毫狭?，減少翻邊時(shí)材料流入，使RPS 裝夾型面平整和消除起皺缺陷。同調(diào)試前相比，壓件型面尺寸發(fā)生明顯變化，偏差比試驗(yàn)前低0.18mm，RPS 裝夾型面加高0.46mm。伴隨起皺消除，材料展開長(zhǎng)度加大，零件向上弓起力量減弱，尺寸超差呈明顯好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)(圖10）。

側(cè)圍外板模具優(yōu)化方案及實(shí)施計(jì)劃

優(yōu)化方案

實(shí)施：需要修改OP20 拉延凸模和OP30 修邊模具，每一序模具的更改工作量較大，6 個(gè)人最少需要一個(gè)月的時(shí)間；另外，修改OP20 拉延凸模存在使制件表面質(zhì)量變差的風(fēng)險(xiǎn)。

⑴方案一。

計(jì)劃：將OP20 拉延凸模在A 柱型面最高點(diǎn)降低1.2mm 左右，在翻邊工序時(shí)材料補(bǔ)償與減少翻邊后的回彈，制件尺寸誤差在公差允許的范圍內(nèi)。按照新凸模型面，確保OP30 修邊工序時(shí)不會(huì)產(chǎn)生變形(圖11）。

計(jì)劃：對(duì)OP40 斜楔翻邊模具凸模型面按掃描超差尺寸進(jìn)行型面降銑，壓料板對(duì)應(yīng)位置需要燒焊(圖12）。

根據(jù)以上掃描分析及模具試驗(yàn)結(jié)果制定側(cè)圍外板模具優(yōu)化方案：

⑵方案二。

風(fēng)險(xiǎn)：OP40 斜楔凸模型面的降銑量是預(yù)估尺寸，主要是由以往經(jīng)驗(yàn)值來給定，測(cè)量出件得到實(shí)際更改尺寸；壓料板對(duì)應(yīng)位置基體面狹小，燒焊時(shí)應(yīng)分段進(jìn)行工作，避免燒焊時(shí)的應(yīng)力變形。

3.畫圖。例如，第一袋米重 10kg,第二袋米的重量是第一袋米的一半，問兩袋米一共多重？圖形是比較直觀的形式，先將兩個(gè)重量的大米進(jìn)行對(duì)比畫圖，這樣能夠較直觀看出兩者之間的關(guān)系，進(jìn)而將解題思路清晰化，解題方法也隨之明了。因此，用畫圖的方法將復(fù)雜的問題直觀化，通過直觀的方式能夠較快速找到解題方法。

風(fēng)險(xiǎn)：拉延凸模型面降銑1.2mm，凹模對(duì)應(yīng)位置需要進(jìn)行燒焊補(bǔ)量與數(shù)控加工。首先，凹模的燒焊位置在A 柱上框，制件表面質(zhì)量容易有痕跡影響；其次，數(shù)控加工后拉延凸模需要重新調(diào)試，一般需要3 周左右工作時(shí)間來完成。

高校思政實(shí)踐課旨在實(shí)踐中服務(wù)學(xué)生的成長(zhǎng)與成才。大致流程如下:以實(shí)踐教學(xué)班級(jí)為主要目標(biāo)，以一個(gè)完整學(xué)期作為朋輩導(dǎo)師的服務(wù)期限，在高年級(jí)學(xué)生中精心選拔出一批優(yōu)秀分子作為儲(chǔ)備導(dǎo)師，并在實(shí)踐課前給予針對(duì)性的培訓(xùn)，而后將其以“課程導(dǎo)師”的身份配備給每個(gè)教學(xué)班級(jí)，從思路拓展、實(shí)踐規(guī)劃、資源整合、團(tuán)隊(duì)建設(shè)、條件保障、技能學(xué)習(xí)和提升、實(shí)踐過程監(jiān)控和調(diào)整、實(shí)踐總結(jié)與展望等方面進(jìn)行引導(dǎo)和幫扶，從而實(shí)現(xiàn)共同成長(zhǎng)的目的。

實(shí)施：提前確定加工數(shù)據(jù)，加工OP40 斜楔翻邊凸模和壓料板，4 個(gè)人需要8 天的工作時(shí)間來完成。

⑶方案三。

北朝民歌多半是在北魏之后的作品，數(shù)量不多，內(nèi)容上卻廣泛反映了社會(huì)生活的各個(gè)方面，有表現(xiàn)北方景色與風(fēng)俗的，反映戰(zhàn)爭(zhēng)、行役的，也有反映婚姻愛情的。有些是北方少數(shù)民族的歌唱，一些是北人直接用漢語創(chuàng)作的。北朝民歌中反映戰(zhàn)爭(zhēng)的作品有學(xué)者認(rèn)為大致可以分為三種類型:“一類是對(duì)一般性的戰(zhàn)爭(zhēng)景象的描寫；一類是對(duì)歷史上實(shí)有其事的戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)面的記述；一類是對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)等因素造成的社會(huì)尚武風(fēng)氣的反映”[2]?！读汗慕菣M吹曲》中的長(zhǎng)篇敘事詩(shī)《花木蘭》所反映的正是戰(zhàn)爭(zhēng)給百姓帶來的行役之苦。

計(jì)劃：在OP40 斜楔凸模對(duì)應(yīng)位置加高+0.5mm，研修成形間隙；起皺缺陷位置斜楔壓料板進(jìn)行局部燒焊，調(diào)整壓料板間隙，控制走料速度消除或減輕起皺(圖13）；OP50、OP60 凸模型面對(duì)應(yīng)位置也要增加+0.5mm，調(diào)整壓料板間隙。

風(fēng)險(xiǎn)：OP40、OP50、OP60 的凸模燒焊區(qū)域較小，研修工作量不大。除燒焊時(shí)注意質(zhì)量以外，無特殊注意事項(xiàng)，整體評(píng)估無風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施：在線下工作時(shí)，OP40、OP50、OP60 可以同時(shí)工作，4 個(gè)人需要4 天的工作時(shí)間來完成。

側(cè)圍外板模具改進(jìn)

方案對(duì)比見圖14，最終確定選擇實(shí)施方案三。按照方案三方法實(shí)施后，RPS 裝夾型面尺寸達(dá)到了預(yù)期結(jié)果，側(cè)圍A 柱型面尺寸明顯好轉(zhuǎn)，OP40 工序件偏差由原來+0.8mm 降到現(xiàn)在+0.26mm，達(dá)到預(yù)期結(jié)果。

以推進(jìn)志愿服務(wù)制度化工作為抓手，以打造和諧文明社區(qū)為目標(biāo)，積極開展“鄰里守望”系列活動(dòng)，進(jìn)一步提高居民文明素質(zhì)，促進(jìn)家庭和睦、鄰里和諧，營(yíng)造近鄰勝遠(yuǎn)親的良好人際關(guān)系和團(tuán)結(jié)友愛、文明祥和的良好氛圍。

降水第四階段:26日01—20時(shí),兩站都先由大到暴雨后轉(zhuǎn)為小到中雨。降雨期間兩站的可降水量基本上維持在基值以上,且總體值變化較均勻,值得注意的是蒲江站在08時(shí)可降水量快速上升了10 mm,此時(shí)降雨強(qiáng)度也達(dá)到最大。隨著降雨結(jié)束,可降水量曲線呈逐漸下降趨勢(shì)。

優(yōu)化結(jié)果：測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比見圖15，成品件測(cè)量型面偏差由原來的+1.16m 改進(jìn)到現(xiàn)在的+0.69mm。此次優(yōu)化型面改進(jìn)了0.47mm，經(jīng)過調(diào)整滿足側(cè)圍外板與車門平度匹配標(biāo)準(zhǔn)，為其他車型側(cè)圍外板型面優(yōu)化工作積累了經(jīng)驗(yàn)。

結(jié)束語

根據(jù)側(cè)圍外板型面尺寸超差改進(jìn)工作中的經(jīng)驗(yàn)，得出如下結(jié)論：

⑴對(duì)于制件回彈變形補(bǔ)償，不僅在拉延工序中要做，在翻邊整形工序中也要注意，汽車側(cè)圍外板A柱上框型面在OP40 側(cè)翻邊工序出現(xiàn)回彈變形。在以后型面分析中，應(yīng)當(dāng)注意側(cè)翻邊工序型面回彈補(bǔ)償，或在翻邊工序前調(diào)整工藝儲(chǔ)料型面。

底柱光憑聲響，就知道對(duì)面鬼子撅起屁股要拉什么屎。比如剛才那發(fā)炮彈，就一點(diǎn)也不可怕。炮擊最可怕的是每次大戰(zhàn)前打的幾發(fā)校驗(yàn)彈，校驗(yàn)彈一響，不出喘氣的功夫，后面準(zhǔn)會(huì)跟來比蝗蟲還多的彈雨。

⑵利用ATOS 掃描設(shè)備分析型面尺寸變化，大大提高了尺寸問題的分析效率，可以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與快速驗(yàn)證結(jié)果。

⑶通過ATOS 掃描建立數(shù)字化數(shù)模與設(shè)計(jì)數(shù)模對(duì)比，為缺陷分析實(shí)現(xiàn)視覺化、數(shù)據(jù)化和定量化提供了可靠的更改依據(jù)，工作量顯著降低，節(jié)約大量的成本。