模具反裝方案在沖壓覆蓋件生產過程中的應用探索

文/李乃樸，玄士安，李鶴·一汽-大眾汽車有限公司

汽車側圍外板零件普遍在D 柱三角窗區(qū)域設計有拉延工藝孔，保證拉延走料過程穩(wěn)定且可控。但是由于清洗機紡錘體的結構特性，造成板料在工藝孔周邊沿著物流方向存在殘留的清洗油。模具和設備的特性決定了殘油問題無法完全消除。本文創(chuàng)新性提出了一種模具反裝的生產方案，該方案直接消除了殘油造成的油坑返修問題，同時為由設備和模具結構特點造成的零件質量問題提供了創(chuàng)新的解決方案。

汽車覆蓋件形狀復雜，表面質量要求高。車身覆蓋件多數(shù)由內外板組成，外板通常為A 面，對表面質量要求高。在沖壓件生產過程中，板料成形過程復雜，微小的雜質或者油污會造成表面暗坑或者棱子缺陷。

沖壓件疑難表面缺陷——油坑

在伺服壓機線連續(xù)生產過程中，為了保證零件表面質量，需要在板料進入第一序壓機之前，通過清洗機均勻噴灑清洗油對板料進行表面清洗，將表面雜質和灰塵洗掉，之后通過擠干輥將雜質擠出板料，從而確保在拉延生產過程中減少坑、包、壓痕類缺陷。

但是清洗機擠干輥為緊密纏繞式無紡布，且形狀為紡錘體，其結構的特性造成板料邊緣10mm 范圍內無法將殘留在表面的清洗油完全擠干。圖1 為一種伺服壓機線的濕式清洗機結構圖，圖2 為板料清洗機的正視圖。

圖1 板料清洗機截面圖

圖2 板料清洗機正視圖

如果板料本身帶有工藝孔(圖3)，板料表面工藝孔的位置就會有清洗油殘留(圖4)，進入拉延壓機成形的過程中產生表面油坑。

圖3 一種帶工藝孔的側圍板料

圖4 帶有殘油的板料及零件缺陷

在該車型側圍零件生產的過程中，在D 柱三角窗下方棱線區(qū)域的油坑、油棱子缺陷帶來的返修高達21%，嚴重打亂了車間的正常生產秩序。針對清洗機構造特性產生的油坑問題，組織嘗試開展清洗機外增加油刷減少油液堆積、取消板料工藝孔、模具工藝補充變更等方案，均造成其他次生缺陷(縮頸開裂等)，而無法消除該問題。

模具反裝生產方案

模具反裝方案評估

模具在D 柱棱線區(qū)域和上橫梁區(qū)域屬于兩種不同成形方式。在棱線區(qū)域，模具型面為上模反凸成形區(qū)域。板料上表面存油之后，在成形過程中殘油被上模反凸成形擠壓，造成零件表面油坑。而在上橫梁區(qū)域，模具型面為下模凸模成形區(qū)，板料包緊下模成形，如圖5 所示。

圖5 模具凸凹模成形結構剖面圖

如果板料可以實現(xiàn)物流反方向進入拉延壓機，則其工藝孔的殘油將會改變方向，流向D柱上橫梁一側，如圖6 所示。由于板料包下模成形，且凸凹模之間存在0.5 倍料厚的間隙，上表面的殘油不會直接壓在零件表面上，則會消除該油坑缺陷。

圖6 模具反裝解決方案簡圖

圖7 模具通過性曲線軟件模擬圖

模具反裝方案實施

⑴組建模具反裝試驗團隊。組織模修、設備維修和生產線員工搭建反裝方案團隊，開展方案可行性研討、人員、板料、模具連接線以及其他輔助裝置的準備工作。模具反裝前期準備信息見表1。

表1 模具反裝前期準備信息

⑵零件通過性曲線模擬。伺服壓機沖壓線有高效、高精度、高柔性、低噪聲、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，同時伺服壓機線可根據(jù)不同的生產需要設定不同的行程和成形速度，提高產品質量、提高模具壽命。高速伺服壓機線除了速度快的特點外，上滑塊在運動過程中各階段的速度均可以使用特定的模擬軟件進行全動態(tài)仿真和調節(jié)，從而實現(xiàn)軟件和生產線實際匹配。

因此，在線下針對反裝模具的靜態(tài)和動態(tài)通過性開展零件曲線模擬，確保在生產過程中不會造成零件和模具的碰撞損傷。

⑶端拾器調整。模具翻轉180°之后，在線將端拾器進行對稱調整，對吸盤、連桿和真空連接氣管進行重新匹配，保證調整后零件可實現(xiàn)整線自動化生產。

⑷零件表面、尺寸驗證與評價，針對翻轉生產后的零件開展三坐標尺寸測量、車輛試裝，確保整車質量無異常。

結束語

側圍外板零件為了保證拉延成形過程的穩(wěn)定，避免出現(xiàn)開裂縮頸、無法返修的暗坑等等A 類缺陷，普遍在D 柱三角窗區(qū)域設計有拉延工藝孔，保證拉延走料過程穩(wěn)定且可控。由于，該清洗機紡錘體的結構特性，造成板料在工藝孔周邊沿著物流方向存在殘留的清洗油。模具和設備的特性決定了殘油問題無法完全消除。

而模具反裝方案的應用直接消除了零件的油坑、油棱子返修問題，同時為設備和模具結構特點造成的零件質量問題提供了創(chuàng)新的解決方案。該反裝方案目前已成功應用于一款大眾品牌大型SUV 車型的左側圍外板的生產過程，且正在對右側圍和同類型車型開展推廣工作。