某車型門外板水切處沖壓沖擊痕問題研究

文/劉國磊，孫樹森，鹿勝寶，尹永波，胡英杰，李響·中國第一汽車集團有限公司

本文結合現場實際問題，通過現場調試生產驗證，結合轎車門外板水切處沖壓沖擊痕產生的原因，篩選出針對此類問題最有效的解決方案。同時也為類似零件設計或類似問題的解決給出解決方法或參考建議。

隨著生活水平的提高，人們對汽車外形要求更趨差異化、個性化、時尚化，這就對汽車制造提出了更高的要求，尤其在沖壓領域。在產品定型之后，針對產品某一局部在現有沖壓工藝很難實現的情況下，如何在不改變產品的前提下通過革新沖壓工藝來實現，這是沖壓人時刻在思考的問題。本文涉及到的車門外板水切處沖擊痕便是一個行業難題。本文結合實際調試過程，從沖擊痕產生的原因，解決措施，及如何預防等幾個方面入手，對車門外板水切處沖擊痕問題的有效解決提供了一種新思路。

產品信息

研究對象如圖1 所示，其漆后缺陷很明顯，并且其位置在人眼可及處，為消費者不可接受項。進一步追查，是由沖壓件沖擊痕導致(圖2)。

圖1 整車門外板缺陷部位信息圖

圖2 沖壓成品件沖擊痕信息圖

工藝原因分析

由于此處沖擊痕由拉延工序產生，因此只對拉延進行原因分析。

如圖3、4 所示，沖擊痕在上模相應圓角剛接觸板料P 點時板料急劇減薄而產生；由于P 點對應的上模圓角接近球形(圖5)，與板料為點接觸，板料P點承受的壓力比較大，此處板料減薄嚴重，直觀看到的沖擊痕也就比較嚴重；隨著上模的下降，由于左側凸模成形需要，板料內抽，上模圓角在板料P 點形成的沖擊痕也會隨之相應向左滑移，最終沖擊痕暴露于產品外露區上。

圖3 門外板拉延模具下模

圖4 A-A 方向工作過程示意圖

圖5 P 點對應的上模圓角

產品外露區：指在產品件上，消費者能夠直接看到的區域。非外露區：指在產品件上，由于裝飾件的遮擋，消費者不容易看到的區域。廢料區：指不在產品件上，最終修邊剖切下去的區域。

調試生產驗證

根據以上工藝原因分析，制定驗證方案及驗證結果如下：

⑴方案一：將沖擊痕附近的壓料面拉延筋燒焊加高，見圖6。目的是增大拽料力，減少板料內抽，控制P 點沖擊痕向內(左)滑移量，努力使其停留于產品非外露區。

驗證結果：由于門外板成形類型接近脹形，外側板料內抽本來就很少，因而此次效果不太明顯。

⑵方案二：對P 點上模圓角(圖5)半徑加大。目的是使其對板料P 點的接觸面積增大，沖擊痕部位板料局部減薄就會減輕，相應沖擊痕就會不那么嚴重。

驗證結果：將相應圓角半徑加大0.5mm 之后，沖擊痕有減輕趨勢，但是經過查看GD&T 圖此處圓角與水切裝飾條有裝配關系，如果相應圓角半徑加大量超過0.5mm，裝車時會與水切裝飾條干涉。因此，此方案就此作罷。

⑶方案三：在沖擊痕形成之后對其進行強壓處理(圖7)。目的是利用上模壓力通過上、下模相應平面的擠壓將沖擊痕鐓平緩一些。

圖7 上模燒焊加高，作強壓部位

驗證結果：由于沖擊痕太嚴重，效果不明顯。

⑷方案四：在此沖擊痕附近的廢料區的上模加R6mm 的工藝筋(圖8)。

圖8 上模添加R6mm 工藝筋

如圖9 所示，上模加工藝筋有以下目的:①在上模下降過程中，工藝筋先接觸板料，相應圓角(P點對應的上模圓角)接觸板料延后，因此其在板料上的沖擊痕形成較晚，沖擊痕產生位置比較靠近右側(即非外露區)；②在上模下降到一定高度，相應圓角接觸板料，由于工藝筋的支撐作用，如同增大了相應圓角半徑(即β>α)，減小了其對板料的壓力，減輕了其對板料的沖擊痕；③在上模到下死點時，由于工藝筋本身有吃料作用，對板料內抽起到了抑制作用。

圖9 添加工藝筋后A-A 方向工作過程示意圖

驗證結果：如圖10 所示，沖擊痕明顯減輕，并且其位置控制在產品非外露區。

圖10 整改前后產品沖擊痕對比

結束語

通過此次整改，取得的成果如下：

⑴此類問題是共性問題，產品形狀決定了此類問題發生的必然性。如果在產品定型階段，把臺階面取消(圖11)，使其P 點對應的上模圓角呈線狀而非球形，或臺階面凸點球化半徑足夠大(圖12)，此類門外板水切處沖擊痕導致的波浪就會消滅在萌芽狀態。

圖11 可取消的臺階面

圖12 可球化處理部位

⑵如果產品不可更改，上述方案四給我們解決門外板水切處沖擊痕提供了一種新思路。即在沖擊痕附近的廢料區的上模加工藝筋。推而廣之，不管哪個品種的制件，只要沖擊痕離廢料區不遠，都可通過加工藝筋來解決。