文/劉勇·奇瑞捷豹路虎汽車有限公司

側(cè)圍外板B柱表面缺陷整改工藝方案

B柱表面質(zhì)量成形影響因素排查確認(rèn)

⑴先對(duì)1、2、3項(xiàng)影響因素進(jìn)行調(diào)查確認(rèn)。通過(guò)調(diào)查，設(shè)備精度良好，滑塊的壓力變化在規(guī)定范圍內(nèi)。氣墊壓力在理想狀態(tài)（壓力小，凸凹量變大；壓力大，材料開(kāi)裂），壓力變化的范圍很小，完全符合成形時(shí)對(duì)壓力波動(dòng)的要求，托桿長(zhǎng)度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

⑵再對(duì)4、5、6項(xiàng)影響因素進(jìn)行調(diào)查確認(rèn)。由于模具結(jié)構(gòu)限制，平衡塊位置無(wú)法變動(dòng)。上下模具的研合率較好。拉延筋的布置及形狀合理，研合率較好。

⑶不同的材料特性值，對(duì)零件表面凸凹的影響較大，屈服強(qiáng)度大的材料，抗失穩(wěn)能力強(qiáng)，因而零件表面凸凹量小，但屈服強(qiáng)度大的材料其延伸率就會(huì)降低，易造成零件開(kāi)裂，通過(guò)前期的CAE分析及以往車型側(cè)圍外板成形驗(yàn)證，側(cè)圍外板材質(zhì)性能要求材料屈服強(qiáng)度在148～150MPa，延伸率在45%～50%的范圍內(nèi)，該車型側(cè)圍外板材質(zhì)性能滿足上述范圍要求，故第7項(xiàng)影響因素排除。

整改工藝方案驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)8、9項(xiàng)影響因素進(jìn)行調(diào)查確認(rèn)。結(jié)合應(yīng)力應(yīng)變分析，針對(duì)影響三個(gè)方向進(jìn)料狀態(tài)的主要因素進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到理想效果。工藝方案試驗(yàn)方式及上線調(diào)試結(jié)果如圖7所示。通過(guò)以上工藝方案試驗(yàn)效果驗(yàn)證，通過(guò)調(diào)整三向進(jìn)料狀態(tài)，試驗(yàn)3及試驗(yàn)4取得了一定整改效果，為此著手制定了以下的詳細(xì)整改方案并開(kāi)始實(shí)施。

圖7 工藝方案試驗(yàn)方式及上線調(diào)試結(jié)果

側(cè)圍外板B柱表面缺陷整改方案

根據(jù)上述的影響因素，為實(shí)現(xiàn)制件的拉延穩(wěn)定，消除產(chǎn)品表面缺陷，通過(guò)多輪整改，對(duì)優(yōu)化和改進(jìn)此缺陷有明顯效果，現(xiàn)從模具調(diào)整過(guò)程中總結(jié)出以下4點(diǎn)整改措施。

圖8 B柱立面拉伸凸模立面角度減小

圖9 B柱臺(tái)階面光順

圖10 B柱拐角處R角放大

圖11 B柱平面下沉調(diào)整

整改措施1

在B柱內(nèi)側(cè)取一小段將其拉延凸模立面角度減小1°,凹模相應(yīng)部位做燒焊研配的更改，保證著色間隙，目的是通過(guò)減小此處拉延的斜壁式角度來(lái)減小此處的工藝余料，起到分散B柱表面多余材料的效果，后工序再通過(guò)整形的方式，整形出產(chǎn)品形狀，如圖8所示。

整改措施2

優(yōu)化B柱臺(tái)階處產(chǎn)品形狀，均衡拐角處走料速度，緩解外表面波浪，為此將B柱產(chǎn)品形狀做了以下優(yōu)化工作：光順圖9中標(biāo)紅處棱線，降低產(chǎn)品段差，光順后產(chǎn)品效果如圖9所示。放大凸模R角，R角放大3mm，同時(shí)相應(yīng)的凹模著色研配，拉延時(shí)A區(qū)域與B區(qū)域同時(shí)接觸材料，使材料成形時(shí)更加同步，如圖10所示。

將圖11所示產(chǎn)品形狀型面降低1mm，同時(shí)相應(yīng)的凹模燒焊研配。

整改措施3

拉延筋在實(shí)際應(yīng)用中有幾種形式，作用也多種多樣，但其根本作用是通過(guò)材料在流動(dòng)過(guò)程中變形增加進(jìn)料阻力，減緩走料速度，從而均衡材料流動(dòng)的量以解決材料流動(dòng)過(guò)快造成形狀表面皺紋甚至由于相鄰位置走料差異過(guò)大造成剪裂。從這一基本原理出發(fā)，同時(shí)調(diào)整拉研模B柱區(qū)域內(nèi)外側(cè)拉延筋，使3個(gè)方向的走料速度更均勻，如圖12所示。

整改效果驗(yàn)證

在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)對(duì)模具的調(diào)整，B柱上表面的凸凹量有了明顯改善，經(jīng)過(guò)整車外觀評(píng)價(jià)后，該缺陷消除。分析其原因，一是使三向進(jìn)料趨于平衡，在成形初期產(chǎn)生的材料聚集得到改善，有利于成形中后期多余材料的充分吸收。二是緩解零件急劇變化一側(cè)的進(jìn)料阻力，降低內(nèi)應(yīng)力對(duì)表面的壓縮作用，改善材料的失穩(wěn)狀態(tài)。整改后最終效果如圖13所示。

圖12 B柱區(qū)域內(nèi)外側(cè)拉延筋調(diào)整

圖13 整改后最終效果（缺陷消除）

模具調(diào)試工作建議

側(cè)圍外板模具在調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)又皺又裂的現(xiàn)象，這時(shí)必須仔細(xì)觀察壓料面的情況，分析各種引起皺裂的原因。如果壓料面有壓痕，凹模圓角半徑處開(kāi)裂，說(shuō)明進(jìn)料困難；如果壓料面形成波紋，則開(kāi)始進(jìn)料容易，以后由于波紋的產(chǎn)生，材料流動(dòng)困難，從而產(chǎn)生起皺開(kāi)裂，也就是說(shuō)在拉延過(guò)程中，材料流動(dòng)的難易，都會(huì)引起外板的起皺和開(kāi)裂，那么不同的情況就要用不同的方法去解決。進(jìn)料困難主要是由壓料面的進(jìn)料阻力太大引起的。如果壓料面和凹模圓角表面粗糙度值太高，或有反成形，局部拉延太大，就要調(diào)節(jié)起點(diǎn)壓力，減小壓邊力，適當(dāng)加大凹模圓角，降低表面粗糙度值和加大拉延筋槽的間隙。如果局部拉延變形太大，有反成形，則要采取增加工藝缺口或工藝孔的方法解決。

綜上所述，側(cè)圍外板B柱上部波浪可以通過(guò)上述措施實(shí)施整改優(yōu)化，但也不應(yīng)該一味的通過(guò)模具調(diào)整來(lái)彌補(bǔ)產(chǎn)品造型的不足所導(dǎo)致的工藝缺陷，為此通過(guò)對(duì)比其他車型側(cè)圍外板B柱上部表面狀態(tài)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，總結(jié)出以下4點(diǎn)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的建議。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)1

側(cè)圍外板B柱拐角處的圓角過(guò)渡盡量放大，目的是增加側(cè)圍外板拉延時(shí)前后門洞拐角處的走料速度，平衡來(lái)自側(cè)圍外板外側(cè)（與頂蓋搭接側(cè)）和來(lái)自門洞內(nèi)側(cè)的成形阻力，防止多余的材料堆積在B柱表面不能被及時(shí)撐開(kāi)，進(jìn)而導(dǎo)致缺陷的產(chǎn)生，如圖14所示。

圖14 B柱區(qū)域各產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)2

減少B柱拐角處臺(tái)階面，臺(tái)階面形狀的增加導(dǎo)致了側(cè)圍外板B柱區(qū)域成形時(shí)的材料增加及成形難度加大，給后期模具調(diào)試也帶來(lái)很大難度，門洞內(nèi)的走料多，則B柱上部材料多產(chǎn)生波浪缺陷，門洞內(nèi)走料少，B柱區(qū)域立面則容易開(kāi)裂。為此，優(yōu)化門洞兩側(cè)形狀，平衡拉延成形的材料流入量，是解決缺陷產(chǎn)生的重要手段，如圖15所示。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)3

提高B柱上部臺(tái)階面成形深度。B柱上部波浪缺陷產(chǎn)生的主要原因是多余的材料沒(méi)有及時(shí)被周圍形狀吸收，多余的材料堆積形成缺陷，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試驗(yàn)證、多車型的實(shí)物對(duì)比，以及行業(yè)內(nèi)主機(jī)廠之間的對(duì)標(biāo)，發(fā)現(xiàn)將側(cè)圍外板立面成形深度控制在28mm以上，對(duì)解決B柱上部波浪的問(wèn)題有很大好處，如圖16所示。

圖15 B柱拐角處臺(tái)階面優(yōu)化方案

圖16 B柱上部臺(tái)階面成形深度優(yōu)化方案

圖17 B柱上部臺(tái)階面優(yōu)化方案

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)4

對(duì)于前后門洞上部安裝有裝飾條的車型，由于側(cè)圍外板產(chǎn)品本身有裝飾條的安裝面，其安裝面在成形時(shí)會(huì)吸一部分材料，進(jìn)而可以起到優(yōu)化B柱表面多料缺陷的效果。通過(guò)多車型開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)積累，發(fā)現(xiàn)裝飾條安裝面的寬度對(duì)提高制件的表面質(zhì)量有一定影響，如圖17所示，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)A由于寬度只有3mm，并沒(méi)有起到撐料的作用，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，將寬度增大到12mm以上，B柱表面的波浪缺陷可以消除。

結(jié)束語(yǔ)

拉延模的調(diào)試，尤其是到了主機(jī)廠現(xiàn)場(chǎng)后的調(diào)試，可以說(shuō)是沖壓模具調(diào)試中難度最大，耗費(fèi)時(shí)間最久的工作，其涉及到參數(shù)調(diào)整、平衡塊間隙的調(diào)整、拉延筋的調(diào)整、以及壓料面及型面研合等等。而拉延模調(diào)試工作是否合格，其更主要的判斷依據(jù)就是模具的穩(wěn)定程度，也就是生產(chǎn)出制件質(zhì)量的穩(wěn)定程度。通過(guò)上述的調(diào)試過(guò)程，需要再次闡述一下調(diào)整拉延筋和壓料面，對(duì)壓料部分起皺、制件起皺（波浪）以及開(kāi)裂的關(guān)系。

對(duì)于控制制件型面起皺或者波浪來(lái)說(shuō)，效果明顯的調(diào)試次序是：先拉延筋，后壓料面。起皺是拉延成形過(guò)程中的副產(chǎn)品，只要法蘭邊上的褶皺不流到零件的表面，通常不產(chǎn)生影響。

對(duì)控制型面開(kāi)裂來(lái)說(shuō)，效果明顯的調(diào)試次序是：先調(diào)整法蘭邊起皺，然后調(diào)整壓料面，最后再調(diào)整拉延筋。由于拉延筋限制進(jìn)料，拉延筋的調(diào)整對(duì)開(kāi)裂敏感性的影響遠(yuǎn)大于壓料面，所以拉延筋調(diào)整放在最后。