提升汽車覆蓋件精度實(shí)例解析

楊希 康育彰 趙付存

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心；河北省汽車工程技術(shù)研究中心）

汽車覆蓋件是汽車車身制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實(shí)際制造過程中，制件的尺寸形狀不可避免的與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，在后序沖壓件焊接過程中，這些偏差最終會(huì)對(duì)車身總成尺寸及形狀精度產(chǎn)生很大的影響，成為制約車身質(zhì)量的一個(gè)重要因素。對(duì)于某些制件的非主要尺寸的偏差，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整夾具可以消除對(duì)焊接的影響。但是很多情況下，是不能通過調(diào)整夾具消除這些影響，即使這些制件可以裝入夾內(nèi)并焊接，但是往往會(huì)造成白車身間隙、面差不合格[1-2]。要提高車身精度，沖壓覆蓋件尺寸必須檢驗(yàn)合格才能使用，需要提高沖壓制造能力，保證產(chǎn)品的一致性。因此文章以某量產(chǎn)車型右后門內(nèi)外板精度提升為例，確定制件關(guān)鍵點(diǎn)，分析影響制件精度的因素及其控制方法。

1 制件關(guān)鍵點(diǎn)識(shí)別

精度提升前，統(tǒng)計(jì)某月制件精度測(cè)量數(shù)據(jù)，右后門內(nèi)外板及總成精度情況，如圖1所示。可以看出制件合格率很低，嚴(yán)重影響白車身焊裝精度，沖壓?jiǎn)渭蓉酱嵘?/p>

經(jīng)過對(duì)右后門內(nèi)外板精度測(cè)量數(shù)據(jù)分析及車身精度問題跟蹤記錄，得出右后門內(nèi)外板重點(diǎn)控制區(qū)域?yàn)?～5 號(hào)及 13～15 號(hào)測(cè)量位置，如圖2所示。

2 影響精度因素及控制方法

模具和設(shè)備是沖壓件成型必不可少的2 個(gè)要素，其生產(chǎn)的穩(wěn)定性直接影響制件品質(zhì)。另外，沖壓車間精度檢測(cè)工具主要是檢具，因此檢具也是精度控制的要素。下面從模具、設(shè)備及檢具3 個(gè)方面對(duì)影響精度因素進(jìn)行分析。

2.1 模具控制要點(diǎn)

制件成型后回彈，是影響沖壓件尺寸精度的主要因素，也是模具行業(yè)的難題。影響制件回彈量的因素有很多，如材料的力學(xué)性能（屈服極限、彈性模量）、模具結(jié)構(gòu)（模具間隙、凹模圓角半徑）、沖壓條件（沖壓速度、壓邊力）以及摩擦因數(shù)等。解決制件回彈問題，除了在設(shè)計(jì)階段經(jīng)過數(shù)值模擬計(jì)算外，實(shí)際生產(chǎn)和模具維護(hù)時(shí)，要盡量穩(wěn)定回彈的程度。因?yàn)橛绊懟貜椀囊蛩厥强陀^存在的，所以只能通過后序的彌補(bǔ)消除回彈對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響[3]。

本例中右后門內(nèi)板特點(diǎn)是拉延深度深，生產(chǎn)中制件容易起皺、開裂。主要原因是模具在壓件過程中，壓件隨著數(shù)量的增加，模具表面溫度上升，狀態(tài)發(fā)生變化，造成品質(zhì)問題較多。為了消除不良，必須調(diào)整工藝參數(shù)以滿足生產(chǎn)，拉延序/整形序的閉合高度降低、液壓墊的壓力增大，會(huì)加大拉延深度及整形程度，消除起皺；反之，閉合高度增大、液壓墊的壓力降低，會(huì)減小拉延深度及整形程度，消除開裂。工藝參數(shù)（氣墊/液壓墊壓力、頂桿行程、閉合高度）的調(diào)整，會(huì)影響上下模間的貼合度，從而影響制件的整形程度及翻邊程度。

一般汽車外覆蓋件及相應(yīng)內(nèi)板件品質(zhì)要求較高，為保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性，每批次生產(chǎn)數(shù)量盡量不超過800 ～1 000 件。

2.2 設(shè)備控制要點(diǎn)

壓力機(jī)滑塊平行度與垂直度直接影響沖壓件精度，尤其是拉延、翻邊及整形工序。平行度測(cè)量方法是滑塊到下死點(diǎn)，依據(jù)公式0.02+0.1L/1 000 計(jì)算，一般拉延工序左右≤0.5 mm，前后≤0.25 mm；翻邊/整形工序左右≤0.46 mm，前后≤0.24 mm。

另外，對(duì)于拉延深且成型面積大的沖壓件，選擇液壓設(shè)備穩(wěn)定性更高。重點(diǎn)控制的制件最好固定在同一生產(chǎn)線生產(chǎn)，避免由于設(shè)備變換使沖壓件質(zhì)量受到影響。

2.3 檢具控制要點(diǎn)

沖壓件發(fā)生產(chǎn)品設(shè)變后，應(yīng)判定檢具是否還適用，在實(shí)際生產(chǎn)中，檢具的更新往往落后產(chǎn)品，導(dǎo)致精度檢測(cè)數(shù)據(jù)失效。

檢具日常維護(hù)也是非常重要的，每月應(yīng)點(diǎn)檢1 次并制定維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃。另外，定期使用三坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量、校準(zhǔn)，校準(zhǔn)周期一般為2年1 次。長(zhǎng)度超過1.5 m 的檢具，在中間加支撐架，防止長(zhǎng)時(shí)間放置導(dǎo)致檢具變形。

檢具因其操作簡(jiǎn)單、測(cè)量直觀及成本低，在沖壓車間應(yīng)用較廣泛，但是也有其局限性，對(duì)于右后門外板這種回彈量較大的制件在測(cè)量時(shí)，往往不能平穩(wěn)放置，需要夾頭進(jìn)行定位，這樣得到的精度數(shù)據(jù)就會(huì)有偏差，分析價(jià)值不大。三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x就能解決這些問題，并且測(cè)量的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，能夠進(jìn)行復(fù)雜的分析。但是由于成本較高，一般汽車制造廠主要用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量車身精度，對(duì)于沖壓件檢測(cè)應(yīng)用并不廣泛[4]。

除了對(duì)上述3 個(gè)方面的重點(diǎn)控制外，生產(chǎn)過程中制件裝筐及物流轉(zhuǎn)運(yùn)也應(yīng)該進(jìn)行控制，如右后門內(nèi)板是將3 個(gè)制件疊加在一起后，放入工裝筐的同一卡槽中，這種存放方式對(duì)于敏感和易變形沖壓件是不合理的。經(jīng)過對(duì)右后門內(nèi)板驗(yàn)證，裝筐前后沖壓件尺寸發(fā)生了變化。

3 建立精度控制流程

沖壓件尺寸偏差是不可避免的，關(guān)鍵是建立制件精度控制流程，把監(jiān)控沖壓件精度納入日常質(zhì)量管理范疇中。沖壓件尺寸精度出現(xiàn)異常后提前應(yīng)對(duì)，防止問題流入后序。

經(jīng)過對(duì)右后門內(nèi)外板精度提升，流程總結(jié)歸納如下：同批次沖壓件檢測(cè)首、中、末3 件，精度數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫，技術(shù)人員進(jìn)行監(jiān)控并記錄異常數(shù)據(jù)，同時(shí)與焊裝技術(shù)員共同驗(yàn)證異常制件。確定影響車身精度因素后，對(duì)沖壓件重點(diǎn)部位分析、整改，再次驗(yàn)證效果，合格后將檢測(cè)數(shù)據(jù)和整改過程錄入數(shù)據(jù)庫，便于后期查詢。

經(jīng)過對(duì)右后門內(nèi)外板及總成精度的持續(xù)跟蹤整改，精度提升情況，如圖3所示。

4 結(jié)論

汽車覆蓋件精度直接影響整車匹配，是提升車身精度的重要組成部分。影響精度因素是多方面的，過程中也存在很多困難，關(guān)鍵是識(shí)別重點(diǎn)制件并明確整改區(qū)域，根據(jù)具體情況分析發(fā)生原因和整改措施。每個(gè)沖壓件精度提升的具體措施不是完全相同的，但是解決的思路是一樣的，并且要有完整的精度管理流程進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，最終才能實(shí)現(xiàn)有效的過程控制。