用鈑金件檢測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、復雜成形等工藝中，材料的變形與流動比較復雜。關于鈑金件在檢測沖壓模具問題上的探討，需要先了解沖壓模具質量檢驗的常見問題，主要有破裂、變薄、起皺、毛刺等，在檢測過程中，要針對問題，采取合理有效的檢測方法。

關鍵詞：鈑金件；檢測沖壓模具；問題分析

1 制件常用檢測項簡介

1）型面的面輪廓度，即鈑金件各個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，即各個邊界的位置度，線輪廓度的好壞會影響件與件間的順利焊接，直接關系到件是否能打上焊點，能否有足夠的焊接保證制件間結合牢固。

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系車身搭接的好壞和內飾能否正確安裝。

4）制件穩定性，穩定性是衡量模具生產制件的量產連續性的重要指標，如果制件沒有穩定性，其他各項指標均無法保證，不穩定的制件將導致裝出的汽車一輛一個樣。

2 沖壓模具出現的問題

1）破裂。破裂是指在進行生產中沖壓件表面出現連續分離的現象，這種現象主要出現在期間表面較為突出的地方，在壓力面的轉角區域出現的可能性會更高，破裂一般能夠使用目視的方法進行判斷，產生這種情況的原因主要是由于材料流入過少，是該區域無法被完全覆蓋，造成其結構不穩，這是沖壓過程中最常見的問題，同時也是最嚴重的質量問題，破裂會對沖壓件的內部結構造成嚴重損壞，并且零件無法進行返工，只能做報廢處理，在實際生產中，一定要盡可能的避免這類問題，才能減少時間和資源的浪費，從而提高生產效率。

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

3）起皺/波浪形。當沖壓表面由于不平整，便會出現皺紋的現象，起皺狀況一般是在連續平面中出現，當沖壓過程中，受力不均衡或者表面不平整，便會出現起皺的現象，沖壓件如果出現起皺的現象，極有可能會造成零件裝配面存在無法完美貼合的狀況，這對沖壓件的美觀性和質量造成嚴重的影響，起皺的問題一般可以通過手摸的方式進行判別，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，這種現象多出現在切邊和剪切邊緣等地方，在進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，毛刺過長也會造成零件之間難以咬和的問題，同時影響其外表的美觀程度，毛刺也可以使用手摸的方法來進行判別，在處理時，使用相應的器械進行表面打平即可，其判別方法和處理方法與起皺存在相似性。

3 常用制件檢測方式及優缺點分析

1）全尺寸檢測，全尺寸檢測就對制件各部位做全方位的檢測，覆蓋所有型面，輪廓，和孔。這種檢測對制件做出全面的判斷，對制件的每個部位都有涉及，可以總體的掌握制件的狀態。缺點就是檢測點太多，檢測過程過慢，費時費力；且整體報告規模龐大，篩選有價值信息困難；還不能對制件穩定性做較好判斷。

2）重點區域檢測，重點區域檢測就是抽取搭接面，配合面的關鍵點進行檢測。檢測量小，容易直觀的尋找匹配問題的原因；重點區域檢測缺點一樣是對穩定性的檢查不夠，而且對類同件常發問題區域檢測不夠，且不能判斷模具問題發生的工序。

3）CPK檢測，CPK檢測是抽查制件穩定性的主要檢測模式，通過對多個抽樣件共同點的檢測，來判斷制件的穩定性和復合型；通過對制件CPK的測量，可以判定制件的穩定性，制件的符合率；但CPK檢測無法抽取太多的點，對制件整體狀態檢查不夠，且無法推演模具的工序問題。

4）ICF檢測，ICF檢測主要是以模具工序為參照，抽取每序模具的關鍵成形點，通過對多個制件同一關鍵成形點的檢測，來判斷制件的穩定性和每序模具的穩定性，從而精確的控制制件的穩定性和每序模具的穩定性。

4 吸取各檢測方法優點的全面反饋檢測

要完成對裝車可能出現問題的預估，就要滿足制件和與之搭接的制件之間的相互基準傳遞所可能出現的情況作出預估，簡單的說，就是能預估出當一個制件被焊接到別的制件上之后這個制件所可能出現的情況；要滿足這個要求，就必須分析以該制件的某一焊接面為基準時整個制件的綜合狀態；這個分析我們可以借助一些幾何算法，如：最佳擬合運算來完成（一般3D測量軟件都包含此運算，如果沒有相關3D測量設備，可以導入畫圖軟件進行擬合或者在制作的檢測表中加入相關運算），我們將每個搭接面取典型特征點，然后最佳擬合評價其他搭接面測量值，就能滿足對不同焊接狀態下制件所有狀態進行預估。

完成了對裝車預估，剩下的就是進行制件狀態反饋和模具狀態及模具工序穩定性反饋，完成制件狀態反饋，可以選擇關鍵面加經驗困難面結合的檢測方式，即對關鍵面抽取相關檢測點，檢測點的選擇依據模具鑲塊的排布進行，可以有效的用最少的點全面反饋制件及模具狀態；同時，對于類同件容易出問題的類同特征區，增加部分檢測點；這樣，就避免了全面檢測的繁重復雜，又避免了重點區域檢測容易漏項的問題，用最少的檢測點完成對模具狀態的全面反饋；同時，由于按模具鑲塊排布的制件檢測點，所以制件問題區域由模具那些區域造成也可以得到清晰的反饋。

最后，就剩下了模具工序穩定性和整體制件穩定性的反饋，解決這個問題，我們可以借鑒CPK的檢測方法，同時對之進行改進；在抽取檢測點時，抽取的點換成每序模具的關鍵成形點，從制件成形的第一序模具到最后一序模具每序都進行關鍵抽取，為保證抽取點所反饋狀態的全面性，每序所抽取的點必須是關鍵成形點，且必須涵蓋制件定位的6個自由度做全面約束。這樣，我們對若干抽樣件共同點做對比檢測，就可以準確判斷出制件的穩定性和每工序模具狀態的穩定性。

5結語

鈑金件在汽車生產制造過程中發揮著十分重要的作用和意義，必須要有足夠高的檢測精度，還要做好結構設計。使用鈑金的檢測方法來判斷沖壓模具質量是一件十分重要的工作，通過本文的描述，再經過對各種檢測方法進行描述之后，不僅要了解各種檢測方法的優勢和不足，還應該將各種檢測方法進行融合，以便使沖壓模具得到更好的檢測。

參考文獻：

[1]趙躍俊.基于鈑金工藝優化的鈑金件結構設計[J].自動化應用，2017，（03）：46+72.

（作者單位：精誠工科汽車系統有限公司）