汽車覆蓋件門外板手扣鈑金波浪優(yōu)化

高艷冬 李惠龍 牟少志 班加軍

摘要：闡述了汽車覆蓋件門外板手扣鈑金波浪缺陷的多種狀態(tài)，對(duì)每一種缺陷狀態(tài)產(chǎn)生的原因深度剖析，給出了針對(duì)性的有效解決措施。并對(duì)多種調(diào)試手段歸納、總結(jié)，形成了一套快速解決手扣鈑金波浪缺陷的方法，能夠?qū)σ院髢?yōu)化此類缺陷拓展解決思路。

關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件 門外板 手扣 鈑金波浪

中圖分類號(hào)：U466? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? ?DOI： 10.19710/J.cnki.1003-8817.20220293

Abstract： This paper elaborated a variety of states of wave defects of hand buckle sheet metal outside the door of automobile covering parts， deeply analyzed the causes of each state of defects， and proposed effective measures to solve them. A variety of debugging means were summarized， forming a set of methods to quickly solve the wave defects of hand buckle sheet metal， which can expand the idea of solution for future optimization of such defects.

Key words： Automobile covering part， Exterior plate， Hand buckle， Sheet metal wave

作者簡(jiǎn)介：高艷冬（1983—），男，研究方向?yàn)槟＞吲可a(chǎn)過程中的維護(hù)保養(yǎng)，質(zhì)量改進(jìn)及新車型的自主調(diào)試。

參考文獻(xiàn)引用格式：

高艷冬， 李惠龍， 牟少志， 等. 汽車覆蓋件門外板手扣鈑金波浪優(yōu)化[J]. 汽車工藝與材料， 2023（5）： 35-42.

GAO Y D， LI H L， MU S Z， et al. Optimization of Sheet Metal Wave for Hand Buckle Outside Door of Automobile Covering Parts[J]. Automobile Technology & Material， 2023（5）： 35-42.

1 前言

門外板類零件是汽車覆蓋件中用戶關(guān)注度比較高的關(guān)鍵部件。汽車門外板經(jīng)過冷沖壓成形獲得，成形復(fù)雜，手扣處拉伸較深，一般達(dá)到20 mm左右，因此表面易產(chǎn)生一些鈑金波浪缺陷，尤其是在手扣周圍極易產(chǎn)生鈑金波浪缺陷（以下簡(jiǎn)稱手扣缺陷），手扣缺陷是行業(yè)難題。當(dāng)模具進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，會(huì)加重手扣缺陷，影響整車質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)消耗大量模具調(diào)試時(shí)間，產(chǎn)生大量廢品及返修品。手扣缺陷是門外板的共性難點(diǎn)問題，本文針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中具體案例對(duì)手扣缺陷進(jìn)行剖析，總結(jié)了調(diào)試方法和規(guī)律。

2 手扣缺陷分類

手扣缺陷產(chǎn)生的原因主要分為兩大類，一類是長期生產(chǎn)中固有的缺陷，是比較難以優(yōu)化的一類缺陷，項(xiàng)目期間長期優(yōu)化，已達(dá)到瓶頸，無法徹底解決，最終讓步認(rèn)可，此類缺陷也是生產(chǎn)質(zhì)檢人員比較關(guān)注的一類缺陷，如圖1所示。

另一類是生產(chǎn)過程中新增的缺陷，這些缺陷多與影響生產(chǎn)的要素（材料性能、機(jī)械手放件狀態(tài)、板料油膜、模具狀態(tài)）有關(guān)，當(dāng)生產(chǎn)要素發(fā)生變化時(shí)，手扣缺陷也會(huì)發(fā)生微小變化，如圖2所示。

手扣缺陷的具體分類如圖3所示。

3 長期固有手扣缺陷優(yōu)化案例

3.1 拉延產(chǎn)生手扣缺陷

3.1.1 某車型前門外板手扣固有缺陷優(yōu)化案例

某車型手扣缺陷為長期固有缺陷，如圖4所示，生產(chǎn)過程中不穩(wěn)定，需要反復(fù)調(diào)整優(yōu)化。此缺陷每批次平均造成32 min的生產(chǎn)停歇，沖壓?jiǎn)渭|(zhì)量評(píng)定（單件AUDIT）評(píng)審為B類項(xiàng)缺陷（40分），總裝車間終檢質(zhì)量評(píng)定（CP8AUDIT）評(píng)審為C1類缺陷（20分）。

分析此缺陷為拉延工序產(chǎn)生，圖5為此車型前門外板件的理論著色圖（標(biāo)注區(qū)域?yàn)閺?qiáng)壓區(qū)，拉延模具成形到位時(shí)，理論要求達(dá)到100%凸凹模對(duì)板料強(qiáng)壓）。但實(shí)際拉延模具的著色圖如圖6所示，著色強(qiáng)壓面積未達(dá)到80%，壓料面積不夠大是產(chǎn)生缺陷的原因之一。檢查凸模形面，發(fā)現(xiàn)缺陷位置拉延凸模形面較理論凸模形面低0.25 mm，如圖7所示。

措施如下：

a.對(duì)缺陷位置對(duì)應(yīng)的拉延凸模用氣焊進(jìn)行烘烤，如圖8所示。壓件后缺陷變化不大，經(jīng)過測(cè)量烘烤后凸模形面只增加了0.15 mm。分析為拉延凸模缺陷本身經(jīng)過淬火處理，氣焊再烘烤凸模形面，凸模形面增加的高度不夠。

b.拉延凸模形面低的位置進(jìn)行燒焊加高，如圖9所示，研修后至0.4 mm的余量，上調(diào)試壓機(jī)，根據(jù)模具壓件狀態(tài)，逐漸研修燒焊位置，直至壓出合格零件。

效果如下：

缺陷明顯減輕，如圖10所示。單件AUDIT質(zhì)保認(rèn)可分值降至20分，CP8 AUDIT分值降至10分，達(dá)到改進(jìn)目標(biāo)。

3.1.2 某車型后門外板手扣固有缺陷案例優(yōu)化

某車型手扣缺陷為固有缺陷，如圖11、圖12所示，隨著質(zhì)量要求的提升，CP8 AUDIT扣C1項(xiàng)（20分），要求優(yōu)化調(diào)整，以提高成品車整車質(zhì)量。

確定產(chǎn)生缺陷的工序，OP20至OP70工序件逐序?qū)θ毕菸恢脟娖?，通過觀察噴漆后光的反射情況來確認(rèn)問題產(chǎn)生工序，最終確認(rèn)拉延工序件有缺陷，與整車光影缺陷相似，因此本缺陷從拉延工序開始優(yōu)化缺陷。

分析問題產(chǎn)生點(diǎn)，拉延模具做著色，如圖13、圖14所示，發(fā)現(xiàn)缺陷位置對(duì)應(yīng)的門鎖圓角立面局部間隙過小，測(cè)量間隙為0.55 mm，理論要求間隙大于0.7 mm（板料厚度為0.7 mm），制件在成形過程中由于間隙過小，擠壓變形，最終制件出現(xiàn)光影出現(xiàn)，如圖15所示。

對(duì)凸模圓角角立面進(jìn)行研修，研修至凸凹模間隙0.8 mm，如圖16所示。

調(diào)整后缺陷明顯減輕，光影如圖17所示，CP8 AUDIT由C1項(xiàng)（20分）降至C項(xiàng)（10分）。

3.2 非拉延產(chǎn)生手扣缺陷

3.2.1 某車型后門外板手扣固有缺陷優(yōu)化案例

某車型后門外板手扣缺陷為固有缺陷，如圖18所示，此車型門外板由原有生產(chǎn)線轉(zhuǎn)至代替生產(chǎn)線生產(chǎn)，手扣缺陷加重，單件AUDIT為B類項(xiàng)（40分）。

分析原因如下：

a. OP20拉延成形不充分，有輕微缺陷，如圖19所示。

b. OP30凸模形面與OP20拉延件不服帖。

c. OP30此處沖孔，且沖孔處壓料范圍較小，僅有鎖孔較小的區(qū)域壓料，如圖20所示，當(dāng)壓料力小于剪切力時(shí)易產(chǎn)生走料變形，產(chǎn)生波浪缺陷，如圖21所示。

措施如下：

a. 由于拉延凸模表面已進(jìn)行表面鍍鉻處理，優(yōu)化拉延會(huì)破壞模具表面鍍鉻層，并且缺陷在OP30修邊沖孔后加重較多，是問題的主要變化點(diǎn)，先從OP30做起。

b. OP30缺陷對(duì)應(yīng)的凸模位置涂樹脂膠試驗(yàn)，如圖22所示，波浪有所減輕，因此為了提高模具的穩(wěn)定性，決定對(duì)OP30凸模形面燒焊加高，如圖23所示。

c. 由于手扣缺陷對(duì)用的OP30模具壓料板不壓料，在優(yōu)化過程中，手扣周圍凸模形面存在相互影響的現(xiàn)象，即一側(cè)缺陷減輕后而另一側(cè)加重，要想達(dá)到一個(gè)很好的平衡點(diǎn)比較困難，如圖24所示。分析是模具形面燒焊時(shí)只是局部燒焊，不能達(dá)到很好的過渡效果，因此很難達(dá)到平衡點(diǎn)，因此需要模具整體燒焊，如圖25所示。

d. 在調(diào)試過程中，出現(xiàn)缺陷較嚴(yán)重的零件時(shí)，要測(cè)量缺陷件圓角所在形面與鎖孔面所在平面的高低差，如圖26所示，再與上道工序無缺陷的單板件對(duì)比，通過確認(rèn)整改點(diǎn)。例如OP30所測(cè)量的數(shù)值整體大于拉延件，如圖27所示。通過對(duì)比可以確認(rèn)缺陷是OP30新做的凸模兩形面高低差過大導(dǎo)致產(chǎn)生的變形量大，最終導(dǎo)致缺陷加重，因此需要對(duì)OP30凸模形面高低差優(yōu)化，使兩道工序相吻合，減少變形。

最終經(jīng)過優(yōu)化，制件達(dá)到了極限樣件標(biāo)準(zhǔn)，并可以穩(wěn)定生產(chǎn)，如圖28、圖29所示。

3.2.2 某車型右后門外板手扣固有缺陷優(yōu)化案例

右前門外板手扣波浪為固有缺陷，如圖30所示，公司質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提升，要求此處缺陷優(yōu)化改進(jìn)，單件AUDIT為C1類缺陷。

分析原因如下：

a. OP50序模具壓料板壓料不均，有局部硬點(diǎn)，如圖31所示。

b. OP50序壓料板壓料力不足，沖孔后走料。

c. OP50序模具沖孔后，單板件應(yīng)力釋放，單板件形面發(fā)生變化，導(dǎo)致鈑金波浪加重。

措施如下：

a. OP50模具在調(diào)試壓機(jī)進(jìn)行閉合高度壓件試驗(yàn)，當(dāng)模具的閉合高度提高20 mm（單板件沒有被沖孔前的高度），檢查單板件無缺陷，如圖32所示，由此確認(rèn)缺陷與沖孔后走料有關(guān)。

b. OP50凸模與壓料著色檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷位于壓料板邊緣位置，此處壓料板過渡不好，如圖33所示。此處壓料的邊緣應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)過渡，因此對(duì)壓料板邊緣燒焊加長，如圖34所示，保證壓料板平順過渡，達(dá)到均勻壓料的目的。

優(yōu)化后缺陷減輕，如圖35所示，單件AUDIT降至C類缺陷。

4 批量生產(chǎn)中新增手扣缺陷優(yōu)化案例

4.1 拉延產(chǎn)生手扣缺陷

4.1.1 某車型前門外板生產(chǎn)中新增手扣缺陷優(yōu)化

某車型前門外板生產(chǎn)過程中手扣缺陷間斷加重，如圖36所示。

分析原因如下：

a. 缺陷為拉延產(chǎn)生，成形不充分導(dǎo)致。

b. 檢查機(jī)械手放料情況，發(fā)現(xiàn)機(jī)械手間斷放料沒有放到理想位置，如圖37所示，導(dǎo)致板料邊緣搭到定位上，板料與模具不服帖，在模具內(nèi)存料過多，當(dāng)模具壓到底時(shí)，板料在模具內(nèi)不能充分展開，造成壓出的件成形不充分，最終產(chǎn)生表面鈑金波浪。

調(diào)整機(jī)械手的放料角度，使板料與模具隨形，如圖38所示。

優(yōu)化后缺陷消除，如圖39所示。

4.1.2 某車型后門外板生產(chǎn)中新增手扣缺陷優(yōu)化

生產(chǎn)過程中某車型手扣缺陷間斷加重，如圖40所示。

分析原因如下：

a. 檢查發(fā)現(xiàn)拉延件的壓料面與筋槽圓角間產(chǎn)生間斷拉裂，如圖41所示，導(dǎo)致板料在成形過程中不受控，造成手扣處成形不充分，產(chǎn)生鈑金波浪。

b. 此處需要板料流動(dòng)，但筋槽圓角過小，測(cè)量局部最小處僅為1.5 mm，如圖42所示。

筋槽圓角角不均勻，且過小，測(cè)量局部圓角的半徑最小處為1.5 mm，理論要求鋼板的拉延筋槽圓角半徑至少2 mm，對(duì)局部圓角半徑過小的地方進(jìn)行放大，放大到2.5 mm，如圖43所示。

手扣波浪缺陷減輕，如圖44所示，能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 非拉延序產(chǎn)生手扣缺陷

4.2.1 某車型前門外板轉(zhuǎn)線生產(chǎn)手扣缺陷加重

某車型前門外板由原來生產(chǎn)線轉(zhuǎn)至備用生產(chǎn)線生產(chǎn)時(shí)手扣波浪加重，如圖45所示。

分析原因如下：

a. 轉(zhuǎn)線生產(chǎn)，設(shè)備存在差異，模具對(duì)不同設(shè)備的適應(yīng)能力差。

b. 生產(chǎn)節(jié)拍提升（由8 次/min提升至12 次/min），節(jié)拍提升后壓機(jī)對(duì)單板件的沖擊加重。

措施如下：

a. 調(diào)整設(shè)備參數(shù)。

b. 翻邊序凸模，手扣缺陷對(duì)應(yīng)位置涂樹脂膠，增加凸模形面高度，如圖46所示。

暗坑減輕，達(dá)到樣件狀態(tài)，如圖47所示。

4.2.2 某車型前門外板生產(chǎn)中新增手扣缺陷案例

生產(chǎn)300多件反應(yīng)如圖48所示，手扣波浪加重，沒有極限樣件，查找OP50產(chǎn)生，壓料板有明顯痕跡。

模具長期生產(chǎn)后平衡塊磨損，導(dǎo)致壓料板局部與工序件接觸，產(chǎn)生擠壓變形，如圖49所示。

錐形平衡塊配平，保持上模壓料板與下凸模的間隙，避免壓料板出現(xiàn)局部出現(xiàn)高點(diǎn)。缺陷消除，如圖50示。

5 結(jié)束語

a. 當(dāng)拉延序出現(xiàn)手扣鈑金波浪缺陷時(shí)，首先檢查拉延模具形面是否存在缺陷；模具手扣位置強(qiáng)壓區(qū)域是否均勻強(qiáng)壓；凸凹模之間間隙是否均勻合理。保證模具功能區(qū)域合理正確。

b.在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)手扣缺陷加重，要檢查拉延工序是否出現(xiàn)拉裂或者縮頸缺現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)拉裂或者縮頸缺陷時(shí)，會(huì)造成板料成型不充分，導(dǎo)致手扣缺陷加重。自動(dòng)化傳輸裝置投放件位置不正確，也會(huì)出現(xiàn)單板件間斷變形的現(xiàn)象，要保證放件位置的合理性與穩(wěn)定性。

c. 門外板為淺拉延件，拉伸深度相對(duì)較小，易造成形不充分的現(xiàn)象，這時(shí)可在壓料圈下部增加輔助氮?dú)飧讈硖岣邏毫先Φ某跏級(jí)毫Γ岣叱尚畏€(wěn)定性。

d. 手扣缺陷在門鎖沖孔工序加重，首先檢查沖孔周圍壓料，保證壓料力大于等于沖裁力，當(dāng)壓料力小于沖裁力時(shí)，可根據(jù)情況，增大壓料力或者減小沖裁力，保證模具凸模型面與上道工序的單板件相符貼，保證本道工序模具凸模外圓角要與上道工序的單板件內(nèi)圓角相重合。

e.模具的平衡塊用于保證凸模與壓料板之間的間隙，當(dāng)平衡塊磨損量超過0.1 mm時(shí)，就會(huì)造成壓料板與凸模之間的間隙變小，制件被擠壓變形，一旦變形量較大且出現(xiàn)在手扣周圍時(shí)，就會(huì)新增手扣缺陷。