提升汽車覆蓋件精度實例解析

楊希 康育彰 趙付存

（長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)。在實際制造過程中，制件的尺寸形狀不可避免的與設(shè)計數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，在后序沖壓件焊接過程中，這些偏差最終會對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)量的一個重要因素。對于某些制件的非主要尺寸的偏差，通過適當?shù)恼{(diào)整夾具可以消除對焊接的影響。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，分析影響制件精度的因素及其控制方法。

1 制件關(guān)鍵點識別

精度提升前，統(tǒng)計某月制件精度測量數(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，嚴重影響白車身焊裝精度，沖壓單件精度亟待提升。

經(jīng)過對右后門內(nèi)外板精度測量數(shù)據(jù)分析及車身精度問題跟蹤記錄，得出右后門內(nèi)外板重點控制區(qū)域為4～5 號及 13～15 號測量位置，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 個方面對影響精度因素進行分析。

2.1 模具控制要點

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)計階段經(jīng)過數(shù)值模擬計算外，實際生產(chǎn)和模具維護時，要盡量穩(wěn)定回彈的程度。因為影響回彈的因素是客觀存在的，所以只能通過后序的彌補消除回彈對產(chǎn)品質(zhì)量的影響[3]。

本例中右后門內(nèi)板特點是拉延深度深，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

壓力機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。平行度測量方法是滑塊到下死點，依據(jù)公式0.02+0.1L/1 000 計算，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

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

檢具日常維護也是非常重要的，每月應(yīng)點檢1 次并制定維護保養(yǎng)計劃。另外，定期使用三坐標進行測量、校準，校準周期一般為2年1 次。長度超過1.5 m 的檢具，在中間加支撐架，防止長時間放置導(dǎo)致檢具變形。

檢具因其操作簡單、測量直觀及成本低，在沖壓車間應(yīng)用較廣泛，但是也有其局限性，對于右后門外板這種回彈量較大的制件在測量時，往往不能平穩(wěn)放置，需要夾頭進行定位，這樣得到的精度數(shù)據(jù)就會有偏差，分析價值不大。三坐標測量儀就能解決這些問題，并且測量的數(shù)據(jù)更加準確，能夠進行復(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測量儀測量車身精度，對于沖壓件檢測應(yīng)用并不廣泛[4]。

除了對上述3 個方面的重點控制外，生產(chǎn)過程中制件裝筐及物流轉(zhuǎn)運也應(yīng)該進行控制，如右后門內(nèi)板是將3 個制件疊加在一起后，放入工裝筐的同一卡槽中，這種存放方式對于敏感和易變形沖壓件是不合理的。經(jīng)過對右后門內(nèi)板驗證，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，防止問題流入后序。

經(jīng)過對右后門內(nèi)外板精度提升，流程總結(jié)歸納如下：同批次沖壓件檢測首、中、末3 件，精度數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫，技術(shù)人員進行監(jiān)控并記錄異常數(shù)據(jù)，同時與焊裝技術(shù)員共同驗證異常制件。確定影響車身精度因素后，對沖壓件重點部位分析、整改，再次驗證效果，合格后將檢測數(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)鍵是識別重點制件并明確整改區(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行持續(xù)監(jiān)控，最終才能實現(xiàn)有效的過程控制。