文/楊虹，王磊·上汽大眾汽車有限公司

汽車前蓋logo區(qū)域表面凸包缺陷分析及優(yōu)化

文/楊虹，王磊·上汽大眾汽車有限公司

前蓋總成作為整車的重要組成部分，其表面質(zhì)量會直接影響到購車客戶的觀感。因此，在每個新車型開發(fā)過程中，上汽大眾都會花大量的時間和精力對前蓋的表面質(zhì)量奧迪特進行評判和優(yōu)化。本文針對某車型前蓋logo區(qū)域存在的表面凸包缺陷，從單件到總成的缺陷變化趨勢入手分析，通過切割零件等各種試驗手段找到了該表面缺陷的根本原因，并采用了外板單件翻邊高度優(yōu)化的方式找到了最佳工藝，用最簡單的方法優(yōu)化了前蓋總成的表面質(zhì)量。

缺陷問題描述

該大眾車型的前蓋總成在項目過程中出現(xiàn)的表面質(zhì)量問題主要集中在Logo區(qū)域，中部區(qū)域凸起，油石檢查不明顯，但是手感強烈，并且噴油檢查可以看到明顯的光線扭曲。預(yù)折邊后出現(xiàn)，但是凸包距離邊緣較近，約12～15mm；折邊后范圍擴大，凸包范圍距邊緣約20～30mm。如圖1所示。

圖1 表面凸包缺陷示意圖

原因分析

零件表面情況分析

⑴外板單件。手摸表面有很輕的凸包，但是噴油檢查光線沒有扭曲，表面評判合格，比總成表面質(zhì)量好很多。

⑵內(nèi)板單件。中部偏左側(cè)有明顯凸起，表面波浪嚴重，與內(nèi)板總成凸起部位基本相同，內(nèi)板總成沒有明顯惡化現(xiàn)象。

為了驗證內(nèi)板單件的缺陷對于總成質(zhì)量的影響，我們嘗試了以下兩個試驗。

試驗一：內(nèi)板單件缺陷部位的表面波浪返工。

采用打磨或者敲擊的方法消除內(nèi)板波浪后的零件。制作好內(nèi)板總成，再去進行折邊，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的凸包仍然存在，而且凸包的位置從偏左側(cè)移至正中間部位，如圖2所示。

圖2 返工內(nèi)板折邊后缺陷狀態(tài)

試驗二：內(nèi)板總成切除折邊區(qū)域。

采用切除折邊法蘭的內(nèi)板總成與外板進行折邊，發(fā)現(xiàn)凸包仍然存在，且缺陷程度沒有明顯好轉(zhuǎn)，如圖3所示。

圖3 切除折邊法蘭內(nèi)板折邊后缺陷狀態(tài)

通過以上試驗證明，雖然內(nèi)板存在波浪，但是內(nèi)板單件表面凸起的位置只是對總成凸包的位置有所影響，將外板折邊后的凸包范圍進行擴大，并不是引起折邊后凸包的主要原因。

零件與折邊模腔匹配情況分析

為了了解零件折邊時發(fā)生了怎樣的變化，我們需要檢查零件與折邊模腔的匹配情況。

⑴外板單件與模腔藍油匹配。

外板與折邊模腔在自由條件下的匹配情況很差，除了logo兩側(cè)兩角與模腔頂住，其余兩側(cè)直邊與模腔離縫都在2mm左右。

通過藍油貼合檢查，從圖4中可以看到，logo兩側(cè)兩個尖角有明顯頂?shù)降暮圹E，同時在我們?nèi)毕萃拱嬖诘奈恢靡灿忻黠@的貼合痕跡，其余部位和模腔沒有貼合。由此我們可以大膽假設(shè)：由于外板兩側(cè)Z向偏低導(dǎo)致的與模腔不貼合，在壓邊圈壓下彌補尺寸偏差的同時，會造成logo區(qū)域鼓起從而導(dǎo)致總成凸包缺陷。

圖4 外板和內(nèi)板在折邊模壓合狀態(tài)的藍油匹配圖

⑵內(nèi)板總成與外板藍油匹配。

盡管在之前的分析中已經(jīng)判斷內(nèi)板的波浪與總成表面凸包缺陷的關(guān)系不大，但是為了分析的嚴謹性，我們還是進行了內(nèi)外板之間的藍油匹配檢查，如圖5所示。

圖5 內(nèi)外板之間的藍油匹配圖

從藍油圖中可以看出，在內(nèi)板波浪凸起的位置，存在與外板匹配干涉的情況。因此，雖然內(nèi)板總成的波浪并不是形成logo區(qū)域凸包的主要因素，但是此處波浪已經(jīng)影響到了內(nèi)外板的匹配，對于總成表面是有不利影響的。

單件尺寸情況分析

在之前的分析中，我們已經(jīng)假設(shè)了是由于前蓋外板兩側(cè)Z向偏低與模腔不貼合從而導(dǎo)致在壓合以及折邊過程中引起頭部凸起缺陷，這個假設(shè)需要進一步的論證以及數(shù)據(jù)支持。然而外板單件測量時，頭部有3個輔助的Z向支撐和夾頭，測量報告無法很好反映零件實際尺寸，分布如圖6所示。

圖6 前蓋外板頭部RPS分布示意圖

為了更加嚴謹?shù)胤治鲱^部區(qū)域外板本身的型面是否存在問題，需要將頭部3個輔助支撐拆除后對頭部幾個區(qū)域進行分析和對比，如圖7和圖8所示。

圖7 拆除RPS前蓋logo區(qū)域型面尺寸

圖8 拆除RPS前蓋格柵區(qū)域型面尺寸

從圖7，8的測量報告分析，前蓋logo區(qū)域頭部平整度外邊緣區(qū)域比內(nèi)側(cè)高0.7～1mm，但是兩側(cè)與格柵匹配區(qū)域外邊緣比內(nèi)側(cè)低0.7mm。因此前蓋外板放置在模腔內(nèi)的時候，兩側(cè)直邊的邊緣與模腔離縫有1～2mm，壓邊圈壓下后，兩側(cè)直邊的邊緣會強制與模腔貼合，翻邊區(qū)域會拉伸導(dǎo)致logo兩側(cè)角部被拉起，同時中部拱起引起凸包。

因此，前蓋外板的型面尺寸不佳是引起前蓋總成頭部凸包的主要原因。

優(yōu)化試驗及采取措施

盡管我們找到了引起凸包的主要原因，但是前蓋外板頭部的型面尺寸是很難優(yōu)化的，需要從拉延工序開始補償，優(yōu)化工作量太大而且有引發(fā)其他表面缺陷的風(fēng)險。我們需要在現(xiàn)有零件狀態(tài)的前提下，尋找到最佳工藝，以最方便的方式優(yōu)化表面質(zhì)量。

優(yōu)化調(diào)整試驗

根據(jù)上文的分析，我們知道由于前蓋外板單件與模腔不匹配導(dǎo)致壓邊圈壓合以及折邊時翻邊扯料引起了凸包。那我們考慮是否可以從減少扯料力度的這個方面去進行優(yōu)化，從而制定了以下兩個試驗方案：

試驗一：折邊刀調(diào)整。

由于頭部的凸包是預(yù)折邊后就出現(xiàn)的，并且已經(jīng)證實在壓邊圈壓下時外板已經(jīng)存在變形，因此預(yù)折邊完成后必定會出現(xiàn)頭部凸包的問題。

首先，采取增加或者減輕預(yù)折邊的壓力，直接通過調(diào)整預(yù)折邊刀的Z向高度或者調(diào)整折邊床的行程來實現(xiàn)，沒有看到明顯的效果。

其次，對logo處的預(yù)折邊刀片進行燒焊及打磨，將預(yù)折邊的角度放大，從而減輕預(yù)折邊時刀施加給單件的正壓力。但是將預(yù)折邊角度放大之后，終折邊后出來的總成凸包變得更加嚴重，而且由于預(yù)折邊角度沒有翻到位，完全靠終折邊完成，總成輪廓也變得不順。

試驗二：外板翻邊高度調(diào)整。

翻邊高度減小，在同樣折邊角度的情況下，折邊后翻邊的邊緣位移會變小，零件受到的折邊刀正壓力就會小，應(yīng)該對折邊后的凸包有所緩解。為了驗證翻邊高度對凸包的影響，我們通過返工外板單件的翻邊高度做了一些試驗，證實在折邊方案要求的翻邊高度為6mm的情況下（外板單件實際翻邊高度為7mm），凸包有所好轉(zhuǎn)，并且越短效果越明顯。

優(yōu)化措施

措施一：優(yōu)化前蓋外板翻邊高度。

在調(diào)整翻邊高度有效的基礎(chǔ)上，我們做了很多試驗，在優(yōu)化凸包的情況下同時考慮折邊后內(nèi)外板之間的有效貼合長度，最終將外板翻邊高度由折邊方案上要求的6mm更改為4mm（如圖9所示）。

圖9 前蓋外板翻邊高度更改要求

措施二：折邊工位壓邊圈燒焊。

在外板單件更改之后，內(nèi)板區(qū)域用于壓邊的區(qū)域變大，通過燒焊壓邊圈增大了壓合面積，盡量壓緊Logo兩側(cè)尖角處，最大程度彌補折邊時外板型面變化導(dǎo)致的表面問題。

兩個優(yōu)化措施加以實施之后，前蓋總成的表面質(zhì)量得到了很大的提高，表面質(zhì)量奧迪特抱怨從B類缺陷降為了C類，如圖10所示。

圖10 優(yōu)化后的前蓋總成表面質(zhì)量

結(jié)束語

本文針對前蓋總成了logo區(qū)域的表面凸包缺陷，從單件的表面缺陷開始分析，通過內(nèi)板返工以及切除零件的試驗手段排除了前蓋內(nèi)板表面波浪對其的影響，并進一步利用藍油匹配檢查以及拆除RPS測量的方式深入分析單件的尺寸偏差，從而找到了引起缺陷的根本原因是外板單件的型面尺寸超差。

在優(yōu)化前蓋外板單件尺寸困難的情況下，我們通過優(yōu)化調(diào)整試驗找到了最佳工藝，優(yōu)化前蓋外板翻邊高度以及折邊工位壓邊圈燒焊的簡單方案成功的解決了這個表面凸包問題。

本文這種層層深入，依次排除的分析方法可以為類似四門兩蓋的表面問題提供思路，采用的一些試驗方案也可作為現(xiàn)場分析問題的參考手段。尤其為通過優(yōu)化翻邊高度來優(yōu)化表面質(zhì)量這種方式提供了表面質(zhì)量優(yōu)化的新思路。