汽車外覆蓋件模具調試問題識別及解決方法探討

文/陳馨，黃林，趙烈偉·安徽江淮汽車股份有限公司，技術中心

汽車外覆蓋件模具調試問題識別及解決方法探討

文/陳馨，黃林，趙烈偉·安徽江淮汽車股份有限公司，技術中心

陳馨，沖壓工藝主管，助理工程師，主要從事汽車沖壓工藝審查、模檢具圖紙會簽及驗收，沖壓件品標文件編制，沖壓工藝文件編制及沖壓模具現場調試，沖壓件質量控制等工作，參與江淮和暢、M209、A-II、M4等多個項目，擁有4項專利。

本文通過對江淮多個車型外覆蓋件模具的開發、調試，總結了汽車用外覆蓋件模具調試過程中常出現的問題，并對其問題進行分析，對解決方法進行討論。覆蓋件板品質問題的歸類和定性分析，對后續新車型外板件的開發及調試具有實際指導價值，為解決調試中出現具體問題提供思路參考。

近年來汽車行業的飛速發展，見證了汽車類結構設計、加工和測量技術已今非昔比，模具更是把精細化制造和調試提上日程。對于模具開發而言，既要有雄厚的資金來增添高新技術設備，以滿足不斷發展的汽車行業苛刻要求，同時又要擁有大量的具有豐富模具設計和制造知識經驗的人才，模具的開發才能跟上汽車行業不斷發展的需求，進而發展壯大。

在新的汽車開發過程中，汽車外覆蓋件模具的調試一直都是沖壓調試的一大難題，外覆蓋件品質的好壞不僅影響整車外觀，更是顧客對整車滿意度評價的重大因素之一。本文針對汽車外覆蓋件模具調試問題識別及對其解決方法探討，并以江淮某車型外覆蓋件模具調試出現問題為案例進行符圖，后面在實際問題中不做重復說明。

滑移線與沖擊線的識別

圖1所示為滑移線，圖2所示為沖擊線。滑移線與沖擊線的共同點是“拔河”原理，成形后，料流動均是朝單向流動；不同在于，滑移線又稱“棱線滑移”或者“雙棱線”（如圖3所示），經過工藝優化和后期調試可解決，而沖擊線又可稱脫模痕（如圖4所示），有很明顯的沖擊痕，經過優化和調試也很難消除。

圖1 滑移線

圖2 沖擊線

滑移線供選擇的解決方法大致可分為兩類：

⑴工藝補充：滑移線CAE分析、拉延筋形狀數量選擇、拉延檻應用、分模線調整、結合運用刺破刀、切角刀或調整落料片形狀；

⑵產品設計：減少深拉延造型（外觀面斷面弧長拉延時盡量由內部向外流料，即成形后材料伸長率不超過板料極限拉延率），故有一部分不可消除的滑移線是受制于產品及拉延率。

圖3 滑移線流動示意圖

圖4 沖擊線流動示意圖

如圖5中前車門內板，圖中圈示窗框處有滑移線，粉紅色線條所示，屬于二級外觀面，開門后直接可見，無內飾遮擋，影響消費者滿意度，必須消除。分析其產生原因是因圖5三角形所示棱線成形后，料的流向是向內側流動，成形完畢留在藍色三角形所示處，形成了目前的滑移線，即雙線。

解決圖5中的滑移線問題必須從幾個方面考慮：⑴不讓棱線部先接觸板料并成形；⑵棱線接觸成形后，讓料流向遠離產品外觀面的方向；⑶棱線初始接觸成形后，控制或減少板料朝產品外觀面一方的移動量，使滑移線不在最終產品外觀面上即可（原理圖如圖6所示）。故要解決圖5所示前車門內板滑移線情況是不需改動產品的，目前模具上有刺破刀，通過加長刺破刀，增加窗框內側的供料，使滑移線停在原棱線處或使料滑向外側，不在二級外觀面上即可，其實現原理為加長刺破刀后，通過改變刺破刀高度，調節刺破時機，滿足料流向外側的需求。

圖5 前車門內板

圖6 不讓棱線部先觸料示例

R不順的識別

R不順概念相對籠統，問題表現類別較多，解決具體問題時需具體分析。對于汽車用沖壓件來說R不順的問題，外板件相對內板而言更為普遍。圖7為前車門外板R不順，圖8為后車門外板R不順。

對于一般的情況，產生原因大概分為：凸R處符型度（凹模符型度）；翻邊刀是否有交刀，或翻邊不同步；壓料裝置結構不合理導致壓料效果差；翻邊間隙不均勻。解決辦法大致為對凸R角的位置進行修模，做到凸、凹模符型；翻邊成形時，各翻邊刀塊要做到翻邊同步；對壓料芯或壓料裝置進行研合或增壓；翻邊刀塊的間隙要調整均勻。

對于R不順，還有一些特例，具體如下：

翻邊鋸齒

它的特征主要是制件上外輪廓R角呈鋸齒狀，不順，不平，很明顯，這是因為翻邊凸模R角本身呈鋸齒狀，模具對制件翻邊后就會帶有鋸齒狀。對于這類問題解決方案比較明確，一類是翻邊鑲塊重新補焊，對加工中心重新編程，把補焊過的鑲塊重新加工，然后進行安裝調試，全補焊機加后，模具質量、后期板件質量存在一定風險；再有一種是把原有翻邊鑲塊報廢，重新備料復制翻邊凸模，然后安裝調試，這種方式調試時間會加長，原計劃的調試周期有一定的風險。

R（棱線）凸起

圖9所示為R（棱線）凸起原理。產生原因：⑴研合不到位（拉延、翻邊）；⑵光順R角（拉延、翻邊）；⑶適當增加外圍壓邊力；⑷翻邊間隙緊，刀塊回程時摩擦帶變形；⑸翻邊刀塊型面光潔度不夠。圖10為側圍外板凸起實例。

圖7 前車門外板R不順

圖8 后車門外板R不順

圖9 R（棱線）凸起原理

解決辦法：⑴研合；⑵光順R角；⑶適當增加外圍壓邊力；⑷適當調整翻邊間隙；⑸提高翻邊刀塊工作面光潔度。

對于R（棱線）凸起的問題，前期可以從工藝下手，拉延時部分R角根部有阻料作用，料增厚，CAE分析時可多次修改模面分析，找到一個最優的點；對于關鍵的R棱線，拉延不易控制該問題時，可以嘗試做過拉延造型，后序再結合翻邊處理解決。

R角尖角

圖11所示為某車型發蓋和翼子板R角處尖角。產生原因：⑴ R部翻邊凸模不符型（外張）；⑵ R部翻邊凹模不符型；⑶ R部翻邊凸模與凹模翻邊間隙大；⑷前后序交刀不順（輪廓接刀差異）。

圖10 側圍外板凸起

解決方法：⑴凸凹模符型；⑵凸凹模翻邊間隙調整；⑶前后序交刀位置調整。

圖11 某車型發蓋和翼子板R角處尖角

外觀面漸變凸凹（一般）

圖12為中門外板示意圖。此問題識別方法大致分為三種：一是通過經驗用手在板件上撫摸，靠手感來感覺；二是用油石推光，根據有凸凹的區域和其他區域顏色不同來識別；三是燈光下目測（圖13刮膩子處）。

產生原因：⑴一般由于模具拉延凸模不符型；⑵拉延凹模研合率不夠；⑶后序模具凸模不符型或凹模研合率不夠致變形。故在設計工藝時，要盡量注意以下三點：⑴相對平整部位不需設置排氣孔（不是絕對）；⑵外板件排氣孔不得超過φ4mm；⑶平整部位必要時可凸、凹模同時設置排氣孔。

解決辦法：⑴凸模符型（油石推光檢查、補焊修整）；⑵研合凹模；⑶凸凹模非必須符型區可直接空開處理。

值得注意的是，生產中取放料不當、轉運不當、存放不當（如無工位器具）、工位器具設計不合理（板件自重）都會直接造成外觀面凸凹的缺陷，故在找尋模具問題時需要首先把以上幾種可能排除。

圖12 中門外板

圖13 頂蓋

成形剛性不足

成形不足問題表現比較直觀，就是板件成形后偏“軟”，手指按下后成“坑”狀，有時能恢復原狀，有時不能；不符型，焊裝后如圖14所示，這種問題對汽車外板來說也是常見，其產生的原因也有很多種：⑴板件拉延不充分，屬彈性變形，非塑性等，具體表現為工藝補充不充分（即拉延筋、拉延檻、余肉、拉延深度等設置不合理）或產品造型導致；⑵模具壓邊圈與上模的壓料間隙偏大；⑶壓機壓力不足；4、產品本身造型限制等。

圖14 焊后變形

具體解決辦法：⑴調整壓邊圈與上模的壓料間隙；⑵加壓調試；⑶修改工藝補充或產品；⑷ 成形性允許情況下，降低材料等級（SPCEN逐級嘗試到SPCC）。

外觀面波浪、起皺

外觀波浪式起皺的一種表現形式，主要屬于板料流動不均所致，如圖15兩臺階位置，尤其對應R角先接觸料片，與周圍成形不同步，造成料流不均衡，形成波浪；取消臺階面是對圖中問題最好的解決方案，但往往會受制于產品造型；另一種方法是放大R角，此方法并不一定會根除，但可以起到較好改善作用；還有一種方法是前期控制，在工藝設計階段，可做兩次拉延。

圖15 頂蓋前端波浪起皺

圖16 側圍后段外觀壓傷

外觀面壓傷

外觀面壓傷缺陷的特征不同于板料成形后光澤的局部光亮點（線、帶）或暗點（線、帶），圖16中硬點問題用記號筆表示④屬于壓傷的另一表現。原因是由于型面料厚間隙不均勻造成的，解決方案是對模具模面進行研合、推光，總結一句話就是：原因相對簡單、方案相對固定，結果易預見。