崔愛豹，劉 暢，王 強，郭曉東，張永亮，李 凱

（1.一汽模具制造有限公司，吉林 長春 130013；2.長春創(chuàng)元模具設(shè)計有限公司，吉林 長春 130013）

0 引 言

汽車門板總成由外板、內(nèi)板、加強梁及內(nèi)飾件等組成，其中門內(nèi)板和門外板沖壓成形，并采用涂密封膠后壓合在一起。現(xiàn)場生產(chǎn)中內(nèi)外板壓合區(qū)域多余的密封膠無法順暢排出，在外板表面形成氣泡狀或條狀凸起，出現(xiàn)不平整現(xiàn)象，即膠棱缺陷，如圖1所示。白車身通過油石檢查表面質(zhì)量發(fā)現(xiàn)有清晰棱線狀缺陷，噴漆后缺陷可見，在汽車外覆蓋件中，車身門板總成是車身外覆蓋件關(guān)鍵部件，位于汽車外觀較重要的位置，表面質(zhì)量及尺寸精度要求較高，影響車身外觀質(zhì)量。目前采用模具成形內(nèi)外板后再壓合的方法，當(dāng)出現(xiàn)問題再對模具進(jìn)行整改，費時費力，耽誤制造周期，影響模具質(zhì)量。

現(xiàn)闡述一種消除膠棱缺陷的門內(nèi)板沖壓工藝，在前期沖壓工藝規(guī)劃階段考慮對可能影響總成質(zhì)量的區(qū)域進(jìn)行改造，并通過有限元分析對制件尺寸進(jìn)行驗證，以保證制件壓合后恢復(fù)到理論位置。通過該方法優(yōu)化的門內(nèi)板沖壓件，可以消除上述缺陷，達(dá)到優(yōu)化制件品質(zhì)，提高整車美觀的目的。

圖1 膠棱缺陷

1 缺陷產(chǎn)生區(qū)域

通過對多個門板進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，膠棱缺陷一般出現(xiàn)在門外板與門內(nèi)板有壓合工藝的區(qū)域，包括前門A 柱及B 柱壓合區(qū)域，后門C 柱部分壓合區(qū)域，這些區(qū)域為車身外觀面可見區(qū)域，影響車身美觀，如圖2方框處所示。

圖2 存在膠棱缺陷區(qū)域

2 缺陷原因分析

門內(nèi)板一般為4 道工序或5 道工序成形，包括拉深、修邊、沖孔、整形等。門內(nèi)板法蘭邊區(qū)域在拉深工序時成形到位，并在整形工序?qū)α⒈诎文Ｃ婧头ㄌm面進(jìn)行整形，使成形制件與理論件一致，即內(nèi)外板結(jié)合處平行，理論壓合的制件如圖3所示。

圖3 理論壓合制件

內(nèi)、外板沖壓完成后，通過定位裝置將成形的制件固定在壓合?；驖L邊壓合裝置上，通過壓合?；驂汉蠞L輪將門外板壓合邊向內(nèi)翻邊，用外板包住內(nèi)板，形成總成件框架，壓合過程如圖4所示。

現(xiàn)場生產(chǎn)過程中由于門內(nèi)板立壁拔模面較深，會產(chǎn)生回彈，導(dǎo)致現(xiàn)實與理論存在差異。雖然沖壓工藝會對回彈制件進(jìn)行精算分析并設(shè)定夾持方案進(jìn)行回彈補償，但補償目標(biāo)常以最終產(chǎn)品數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，并不會對缺陷位置進(jìn)行特殊處理，導(dǎo)致門內(nèi)板法蘭邊局部翹曲，如圖5 所示。門內(nèi)板法蘭邊與立壁的圓角最早接觸門外板，在接觸點、門內(nèi)板、門外板之間形成三角封閉空間，封閉空間中的密封膠及空氣難以排出，導(dǎo)致外板外觀面形成條帶狀表面缺陷，即膠棱缺陷。

圖4 壓合過程

圖5 膠棱缺陷產(chǎn)生原因

3 沖壓工藝改進(jìn)

通過分析膠棱缺陷產(chǎn)生的原因可知，門內(nèi)板法蘭邊與立壁的圓角對門外板進(jìn)行支撐并阻礙了密封膠的順暢排出，對門外板進(jìn)行擠壓，產(chǎn)生了缺陷，需要改善這種狀態(tài)。理論狀態(tài)如圖6 所示，由于門外板涉及整車外觀質(zhì)量，無法改進(jìn)，只能對回彈補償后全工序曲面中相應(yīng)的門內(nèi)板法蘭邊缺陷區(qū)域進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到消除缺陷的目的，該區(qū)域包含前門A柱及B 柱壓合區(qū)域，后門C 柱部分壓合區(qū)域，或根據(jù)不同產(chǎn)品評估結(jié)果劃定范圍。

（1）通過對門內(nèi)板法蘭邊的改進(jìn)使門內(nèi)板邊界處與門外板壓合邊圓角先接觸，門內(nèi)板法蘭邊與立壁圓角壓合后才與門外板接觸，消除了門內(nèi)板圓角對門外板的支撐力。

（2）通過對門內(nèi)板法蘭邊的改進(jìn)使門內(nèi)板法蘭邊與門外板形成敞開楔形空間，保證密封膠的順暢排出，消除因密封膠無法排出對門外板形成的擠壓。

圖6 所示的門內(nèi)板法蘭邊有以下2 種改進(jìn)方法。

圖6 沖壓工藝改進(jìn)理論狀態(tài)

（1）提升法蘭邊與立壁交點高度后倒圓角，如圖7所示，分別提取立壁面和法蘭面，延伸后求取交線，將該交線在車身Y 方向提升0.5 mm 獲得一條光順曲線，利用該曲線與對應(yīng)區(qū)域的門內(nèi)板邊界橋接獲得一個光順的曲面，將該曲面與立壁面倒圓角，圓角值等同于最終成形零件的圓角，獲得改造后法蘭面，并替換相同區(qū)域的法蘭面，與拉深工藝補充面光順過渡銜接。

圖7 門內(nèi)板法蘭邊改造方法一

（2）將法蘭面向上旋轉(zhuǎn)一定角度，如圖8 所示，提取門內(nèi)板需要改造區(qū)域的法蘭面及該區(qū)域邊界，選擇“創(chuàng)成式外形設(shè)計→直線→使用拔模方向”工具，以提取的此段邊界為引導(dǎo)曲線，以提取的門內(nèi)板法蘭面為參考曲面掃掠一個上揚夾角為2°～3°的光順曲面，將該曲面與立壁倒圓角，圓角值等同于最終成形零件的圓角，獲得改造后法蘭面，并替換相同區(qū)域的法蘭面，與拉深工藝補充面光順過渡銜接。

圖8 門內(nèi)板法蘭邊改造方法二

4 效果驗證

圖9 所示為門內(nèi)板改造區(qū)域模擬結(jié)果，改造區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了法蘭面壓合區(qū)域內(nèi)側(cè)高于外側(cè)的目的，且圖10 所示的實際出件檢測結(jié)果驗證了法蘭面尺寸達(dá)到預(yù)期改進(jìn)的效果。

5 結(jié)束語

介紹了通過改進(jìn)門內(nèi)板法蘭邊消除汽車門板總成膠棱缺陷的工藝方法，該方法有以下優(yōu)點。

圖9 門內(nèi)板改造區(qū)域模擬結(jié)果

圖10 門內(nèi)板改造區(qū)域檢測結(jié)果

（1）通過工藝設(shè)計階段改進(jìn)法蘭結(jié)構(gòu)，可采用仿真模擬驗證改進(jìn)后制件的尺寸精度，防止后期改進(jìn)造成成形制件尺寸無法保證的問題。

（2）避免現(xiàn)場因壓合出現(xiàn)膠棱缺陷后進(jìn)行整改而導(dǎo)致的模具零件二次加工，影響模具調(diào)試。

（3）避免實際生產(chǎn)中因膠棱缺陷造成的廢品。

（4）采用該改進(jìn)方法可有效消除壓合膠棱問題，提高壓合件質(zhì)量，保證車身美觀。

（5）通過該工藝方法制造的門內(nèi)板，壓合完成后恢復(fù)到產(chǎn)品理論數(shù)據(jù)，滿足裝車要求。