用鈑金件檢測(cè)全面反饋沖壓模具問題

劉新磊 曹晨亮

摘要：汽車零部件中的鈑金件通常采用沖壓成形工藝，沖壓成形工藝中材料屬于金屬塑性變形，特別是在彎曲、拉深、復(fù)雜成形等工藝中，材料的變形與流動(dòng)比較復(fù)雜。關(guān)于鈑金件在檢測(cè)沖壓模具問題上的探討，需要先了解沖壓模具質(zhì)量檢驗(yàn)的常見問題，主要有破裂、變薄、起皺、毛刺等，在檢測(cè)過程中，要針對(duì)問題，采取合理有效的檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：鈑金件；檢測(cè)沖壓模具；問題分析

1 制件常用檢測(cè)項(xiàng)簡(jiǎn)介

1）型面的面輪廓度，即鈑金件各個(gè)面的位置度要符合位置度要求。一般在汽車鈑金匹配過程中，面輪廓度是鈑金件公差要求的重中之重，面輪廓度的好壞直接決定整車裝焊的總體精度和車身美觀。

2）線輪廓度，即各個(gè)邊界的位置度，線輪廓度的好壞會(huì)影響件與件間的順利焊接，直接關(guān)系到件是否能打上焊點(diǎn)，能否有足夠的焊接保證制件間結(jié)合牢固。

3）孔位置度，即制件所有孔的位置度，孔位置度的好壞直接關(guān)系車身搭接的好壞和內(nèi)飾能否正確安裝。

4）制件穩(wěn)定性，穩(wěn)定性是衡量模具生產(chǎn)制件的量產(chǎn)連續(xù)性的重要指標(biāo)，如果制件沒有穩(wěn)定性，其他各項(xiàng)指標(biāo)均無法保證，不穩(wěn)定的制件將導(dǎo)致裝出的汽車一輛一個(gè)樣。

2 沖壓模具出現(xiàn)的問題

1）破裂。破裂是指在進(jìn)行生產(chǎn)中沖壓件表面出現(xiàn)連續(xù)分離的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在期間表面較為突出的地方，在壓力面的轉(zhuǎn)角區(qū)域出現(xiàn)的可能性會(huì)更高，破裂一般能夠使用目視的方法進(jìn)行判斷，產(chǎn)生這種情況的原因主要是由于材料流入過少，是該區(qū)域無法被完全覆蓋，造成其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，這是沖壓過程中最常見的問題，同時(shí)也是最嚴(yán)重的質(zhì)量問題，破裂會(huì)對(duì)沖壓件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p壞，并且零件無法進(jìn)行返工，只能做報(bào)廢處理，在實(shí)際生產(chǎn)中，一定要盡可能的避免這類問題，才能減少時(shí)間和資源的浪費(fèi)，從而提高生產(chǎn)效率。

2）變薄（隱傷）。變薄現(xiàn)象是指沖壓過程中，其沖壓厚度小于允許出現(xiàn)的值，我們一般將允許值得80%作為其臨界點(diǎn)，當(dāng)小于80%時(shí)，我們便認(rèn)為是由于變薄而引起質(zhì)量問題。變薄的情況一般也是出現(xiàn)在零件形面突變的地點(diǎn)，比如在圓角附近的直壁上。變薄嚴(yán)重的情況下可能會(huì)導(dǎo)致破裂，它是破裂的前奏，若變薄的點(diǎn)出現(xiàn)受力破壞，就極有可能出現(xiàn)破裂情況，從而造成材料損失，所以說變薄稱為隱傷。

3）起皺/波浪形。當(dāng)沖壓表面由于不平整，便會(huì)出現(xiàn)皺紋的現(xiàn)象，起皺狀況一般是在連續(xù)平面中出現(xiàn)，當(dāng)沖壓過程中，受力不均衡或者表面不平整，便會(huì)出現(xiàn)起皺的現(xiàn)象，沖壓件如果出現(xiàn)起皺的現(xiàn)象，極有可能會(huì)造成零件裝配面存在無法完美貼合的狀況，這對(duì)沖壓件的美觀性和質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，起皺的問題一般可以通過手摸的方式進(jìn)行判別，一般情況下，起皺問題較容易處理。

4）毛刺。毛刺一般指沖壓件上由于超出形成正常沖壓件表面的部分，這種現(xiàn)象多出現(xiàn)在切邊和剪切邊緣等地方，在進(jìn)行剪切處理的過程中，由于上下刀口之間配合存在問題，這事造成毛刺形成的主要原因，毛刺過長(zhǎng)也會(huì)造成零件之間難以咬和的問題，同時(shí)影響其外表的美觀程度，毛刺也可以使用手摸的方法來進(jìn)行判別，在處理時(shí)，使用相應(yīng)的器械進(jìn)行表面打平即可，其判別方法和處理方法與起皺存在相似性。

3 常用制件檢測(cè)方式及優(yōu)缺點(diǎn)分析

1）全尺寸檢測(cè)，全尺寸檢測(cè)就對(duì)制件各部位做全方位的檢測(cè)，覆蓋所有型面，輪廓，和孔。這種檢測(cè)對(duì)制件做出全面的判斷，對(duì)制件的每個(gè)部位都有涉及，可以總體的掌握制件的狀態(tài)。缺點(diǎn)就是檢測(cè)點(diǎn)太多，檢測(cè)過程過慢，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；且整體報(bào)告規(guī)模龐大，篩選有價(jià)值信息困難；還不能對(duì)制件穩(wěn)定性做較好判斷。

2）重點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)，重點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)就是抽取搭接面，配合面的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)量小，容易直觀的尋找匹配問題的原因；重點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)缺點(diǎn)一樣是對(duì)穩(wěn)定性的檢查不夠，而且對(duì)類同件常發(fā)問題區(qū)域檢測(cè)不夠，且不能判斷模具問題發(fā)生的工序。

3）CPK檢測(cè)，CPK檢測(cè)是抽查制件穩(wěn)定性的主要檢測(cè)模式，通過對(duì)多個(gè)抽樣件共同點(diǎn)的檢測(cè)，來判斷制件的穩(wěn)定性和復(fù)合型；通過對(duì)制件CPK的測(cè)量，可以判定制件的穩(wěn)定性，制件的符合率；但CPK檢測(cè)無法抽取太多的點(diǎn)，對(duì)制件整體狀態(tài)檢查不夠，且無法推演模具的工序問題。

4）ICF檢測(cè)，ICF檢測(cè)主要是以模具工序?yàn)閰⒄眨槿∶啃蚰＞叩年P(guān)鍵成形點(diǎn)，通過對(duì)多個(gè)制件同一關(guān)鍵成形點(diǎn)的檢測(cè)，來判斷制件的穩(wěn)定性和每序模具的穩(wěn)定性，從而精確的控制制件的穩(wěn)定性和每序模具的穩(wěn)定性。

4 吸取各檢測(cè)方法優(yōu)點(diǎn)的全面反饋檢測(cè)

要完成對(duì)裝車可能出現(xiàn)問題的預(yù)估，就要滿足制件和與之搭接的制件之間的相互基準(zhǔn)傳遞所可能出現(xiàn)的情況作出預(yù)估，簡(jiǎn)單的說，就是能預(yù)估出當(dāng)一個(gè)制件被焊接到別的制件上之后這個(gè)制件所可能出現(xiàn)的情況；要滿足這個(gè)要求，就必須分析以該制件的某一焊接面為基準(zhǔn)時(shí)整個(gè)制件的綜合狀態(tài)；這個(gè)分析我們可以借助一些幾何算法，如：最佳擬合運(yùn)算來完成（一般3D測(cè)量軟件都包含此運(yùn)算，如果沒有相關(guān)3D測(cè)量設(shè)備，可以導(dǎo)入畫圖軟件進(jìn)行擬合或者在制作的檢測(cè)表中加入相關(guān)運(yùn)算），我們將每個(gè)搭接面取典型特征點(diǎn)，然后最佳擬合評(píng)價(jià)其他搭接面測(cè)量值，就能滿足對(duì)不同焊接狀態(tài)下制件所有狀態(tài)進(jìn)行預(yù)估。

完成了對(duì)裝車預(yù)估，剩下的就是進(jìn)行制件狀態(tài)反饋和模具狀態(tài)及模具工序穩(wěn)定性反饋，完成制件狀態(tài)反饋，可以選擇關(guān)鍵面加經(jīng)驗(yàn)困難面結(jié)合的檢測(cè)方式，即對(duì)關(guān)鍵面抽取相關(guān)檢測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)的選擇依據(jù)模具鑲塊的排布進(jìn)行，可以有效的用最少的點(diǎn)全面反饋制件及模具狀態(tài)；同時(shí)，對(duì)于類同件容易出問題的類同特征區(qū)，增加部分檢測(cè)點(diǎn)；這樣，就避免了全面檢測(cè)的繁重復(fù)雜，又避免了重點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)容易漏項(xiàng)的問題，用最少的檢測(cè)點(diǎn)完成對(duì)模具狀態(tài)的全面反饋；同時(shí)，由于按模具鑲塊排布的制件檢測(cè)點(diǎn)，所以制件問題區(qū)域由模具那些區(qū)域造成也可以得到清晰的反饋。

最后，就剩下了模具工序穩(wěn)定性和整體制件穩(wěn)定性的反饋，解決這個(gè)問題，我們可以借鑒CPK的檢測(cè)方法，同時(shí)對(duì)之進(jìn)行改進(jìn)；在抽取檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，抽取的點(diǎn)換成每序模具的關(guān)鍵成形點(diǎn)，從制件成形的第一序模具到最后一序模具每序都進(jìn)行關(guān)鍵抽取，為保證抽取點(diǎn)所反饋狀態(tài)的全面性，每序所抽取的點(diǎn)必須是關(guān)鍵成形點(diǎn)，且必須涵蓋制件定位的6個(gè)自由度做全面約束。這樣，我們對(duì)若干抽樣件共同點(diǎn)做對(duì)比檢測(cè)，就可以準(zhǔn)確判斷出制件的穩(wěn)定性和每工序模具狀態(tài)的穩(wěn)定性。

5結(jié)語

鈑金件在汽車生產(chǎn)制造過程中發(fā)揮著十分重要的作用和意義，必須要有足夠高的檢測(cè)精度，還要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。使用鈑金的檢測(cè)方法來判斷沖壓模具質(zhì)量是一件十分重要的工作，通過本文的描述，再經(jīng)過對(duì)各種檢測(cè)方法進(jìn)行描述之后，不僅要了解各種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)和不足，還應(yīng)該將各種檢測(cè)方法進(jìn)行融合，以便使沖壓模具得到更好的檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙躍俊.基于鈑金工藝優(yōu)化的鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2017，（03）：46+72.

（作者單位：精誠(chéng)工科汽車系統(tǒng)有限公司）