本文重点对汽车覆盖件(翼子板本体)影响外观面品质量的典型问题进行分析。通过对模具本体结构的改进、维修,使制件面品达到外观质量要求,问题解决过程可以为模具工艺、结构设计以及现场维修人员等,在应对该类问题时提供一定的借鉴作用。
近年来中国自主汽车品牌的销量不断攀升,主要得益于汽车的造型、产品质量的稳定性,以及整车尺寸精细化的不断提升。对于整车的外观质量来说,冲压外覆盖件的面品质量绝对是最关键的一环。翼子板在整车造型设计中一直是影响造型风格的关键零件,个性化造型不断变化也导致零件的复杂性增加,使得模具开发和外观面品质量控制也越发困难。本文重点介绍在工作过程中遇到的一款翼子板的面品问题,把整改过程中的一些记录和心得与同行共同分享。
翼子板本体与发盖匹配处的小平面上存在变形,影响整车感官质量,具体情况如下:
现场实物状态。小平面上有3 处外观面变形,形成不规则的坑,如图1 所示。
图1 现场实物状态
产品数据分析。翼子板造型为变形区圆弧过渡,翻边整形时板料向内聚集,导致侧壁起皱严重,为消除起皱侧壁面增加了3 个缺口,制件在翻边整形时由于缺口板料流动与周边不同导致对应的外观面产生变形,如图2 所示。
图2 制件CAE 分析显示制件起皱的状态图示
翼子板本体的冲压工艺(图3)。OP10(拉延);OP20(修边+冲孔+侧修边);OP30(修边+整形+侧翻边整形);OP40(整形+侧翻边整形+冲孔);OP50(冲孔+侧整形+修边+侧修边+侧冲孔)。
图3 翼子板本体的冲压工艺方案
根据目前冲压工艺产生变形的工序主要集中在OP10 和OP30,通过对OP10 和OP30 制件的成形性及起皱值进行分析,使用CAE 分析模拟制件在成形过程和翻边过程中产生的问题,用来确定起皱值是否满足理论分析要求。图4 是对各工序成形进行的分析,通过理论数值可以确认制件分析面品无变形问题。
图4 翼子板本体的CAE 全过程状态
对现场制件问题及工序进行排查,变形与波浪问题主要是在OP30 侧翻边工序产生,该工序主要内容是对翼子板与发盖匹配处进行翻边及周边部位进行翻边整形,现场模具实物的结构见图5。
图5 翼子板本体OP30 模具压料板结构图示
对OP30 模具结构进行分析,上模压料板采用正压料结构,压料板提供垂直的力,由于侧壁力不足使得侧翻边时压料板无法压紧板料,导致翻边整形时板料流动,制件产生变形。通过模具研合后,对翻边间隙进行检查,确认问题点产生的主要原因有两点:
⑴该处造型为弧面,翻边时起皱,产品开缺口后导致翻边时走料不均,翻边整形时面品存在缺陷;
⑵模具OP30 压料板采用正压料,翻边时压料力不足,导致翻边整形时板料流动制件变形。
方案1:增加翻边缺口料边线,加大翻边间隙,验证对面品的改善效果。
通过增加料边长度并将翻边面间隙加大,如图6所示,生产验证制件面品变形问题得到改善,变形问题减小,但侧壁面起皱严重,质量问题无法彻底解决,因此该方案不可行。
图6 制件起皱状态
方案2:对压料板结构进行改造,变形部位采用侧压料结构,如图7 所示。
图7 模具OP30 工序压料板由正压料板结构更改为侧压料板结构图示
对正压料板结构改进,上部变形部位采用分体结构,从棱线处进行分缝。通过对模具结构进行改造,当制件生产时由原垂直施加的压料力改为通过氮气弹簧施加的侧向力,提高工作时侧壁压力,消除翻边时板料流动问题,制件变形问题解决,如图8 所示。
图8 制件更改前/后的面品质量对比
这里要重点说下该处的分体压料板结构成细条状,两侧导向部位比较短,斜楔组立和生产时不稳定,模具设计时务必要增加2 处V 形导向板,可以保证斜楔在运动过程中居中,受力均匀,如图9 所示。
图9 侧压料板设计时增加V 形导向图示
一个完美的冲压件尤其是覆盖件实现量产,需要从车型的造型,产品数据的工艺性,冲压SE 分析以及冲压工艺的设计,模具结构设计,还有后期的铸件,机加,组立,最终钳工调试。每个阶段都是关键,要每个阶段都能做到最佳,需要大量的理论知识及丰富的现场经验,总结不足分享失败、成功的经验让大家一起进步。