车门外板外开手柄安装孔周边A面凹陷问题解决方案

2016-06-21李俭东风商用车有限公司车身厂

锻造与冲压 2016年6期

文/李俭·东风商用车有限公司车身厂

文/李俭·东风商用车有限公司车身厂

随着汽车工业的发展及人们物质文明及精神文明生活水平的提高，人们对汽车品质的要求不断提高。车门作为汽车车身A级覆盖件，其外观品质水平，尤其显得重要。本文主要是针对东风某车型车门外板外开手柄安装孔周边A面凹陷质量缺陷产生机理、具体现象进行介绍，同时也向读者介绍该问题的解决思路、原理和方案，以供读者参考。

车门外板外开手柄安装孔周边A面凹陷

车门外板外开手柄安装孔产品介绍

车门外板后下角是车门外开手柄安装孔，该孔大小为125mm×139mm，孔深为5.8mm，该孔前下角半径R为21mm，前上半径R为62mm，后上角半径R为28mm，后下角半径R为25mm，根部半径R为2mm。车门外开手柄零件与该孔的法兰边型面、轮廓线都有装配关系。

A面凹陷质量问题介绍

车门外板外开手柄安装孔周边A面凹陷主要产生在该孔的上方、下方、前方黑线框圈部位，凹陷主要是采用长方形油石碚的检测方式，如图1所示。

图1 凹陷的检测方式

A面凹陷产生的原因

车门外板有3道冲压工序，第一序是拉延成形，第二序是修边冲孔，第三序是修边翻边整形，如图2所示；车门外开手柄安装孔在第一序中的内容是初步成形，在第二序中是冲孔，最后是通过在第三序整形最终完全实现该孔，该工艺特点是在第一序拉延中将安装孔深度一次拉深到位，但是为避免拉延成形导致根部R一次拉伸成形过量开裂，所以把根部R放大，20序冲孔后，通过30序整形把根部R整到产品要求尺寸，整形量约1.7mm。

图2 车门外板的3道冲压工序

经过对车门外板全工序模具调试分析发现，在拉延工序，车门外板外开手柄安装孔周边A面并没有出现凹陷。在第二序修边冲孔工序中，冲孔后，车门外开手柄孔上方、前方、下方出现凹陷，具体凹陷部位如图3黑线框中部位所示。在第三序翻边整形后，外开手柄孔前下方凹陷向外延伸，如图4所示，凹陷范围沿着零件侧壁延伸约90mm×300mm。

图3 冲孔后前方、上方、下方出现凹陷

图4 翻边整形后，零件下方凹陷范围

A面凹陷产生原因分析

第二序冲孔后产生凹陷原因分析

⑴模具研合率不足。

零件冲孔后产生凹陷，一般性的原因是由于模具研合率不足，造成冲孔过程中零件悬空，在冲孔过程中的强大作用力下，零件产生变形，所以第一步是排除模具研合率问题，对冲孔周边型面进行重新研合。

⑵冲孔后回弹造成型面畸变。

经过对冲孔部位上、下模模具型面重新研合合格后调试，发现零件凹陷情况基本没有变化，所以判定20序凹陷是由于冲孔后回弹造成零件型面畸变而产生的。

第三序翻边整形后凹陷变大原因分析

⑴检查模具型面压合率。

翻边整形过程中，模具上、下模型面研合率不足，造成零件局部悬空，由于在整形过程中强大作用力的作用下，也会使零件变形，但是经过对第三序模具型面研合率重新研合合格后调试，零件凹陷情况基本没有变化。

⑵减少根部R处的整形量。

根据门外开手柄实际装配情况，减少孔根部R处的整形量，由理论的1.7mm整形量减少到1.0mm左右。有轻微的变化，但是从根本上来说没有改善，基本上可以判断此方案无法解决该工序产生的凹陷。

经过对第三序翻边整形模具提高研合率及减少外开手柄安装孔根部R处的整形量调试验证，可以最终判定出该工序产生凹陷的原因是翻边整形过程中产生的材料变形的内部力量造成零件型面发生畸变而产生凹陷的。

A面凹陷问题的解决方案

解决方案分析

要解决车门外板外开手柄安装孔周边A面凹陷问题，有两个关键问题需要解决，第一个关键问题是冲孔后回弹发生型面畸变造成凹陷，第二个关键问题是翻边整形过程中材料变形的内部力量造成零件型面的畸变而产生凹陷，通过反复验证和理论论证，最终定下的解决方案如下：

⑴原来该孔深度5.8mm是在拉延工序一次性拉深到位，改为在拉延工序只拉深3.0mm，并在该孔上方、前方、下方做A面隆起，以隆起中心线为最高点隆起0.5mm，以离孔边120mm距离做边界线渐变过渡消失，拉延件合格并没有产生凹陷。

⑵由于在拉延工序拉深深度减少了2.8mm，在20序冲孔后，车门外开手柄周边型面回弹非常少，所以零件没有产生畸变，该处的A面凹陷消除，如图5所示。

图5 二序冲孔后没有产生凹陷

⑶由于外开手柄安装孔下方翻边为拉伸性翻边，在翻边过程中会产生很大的材料变形力，所以在该部位翻边每隔70mm左右增加一个三角形（尖角打圆角避免翻边过程开裂）缺口，缺口深约5mm，缺口部位翻边高度由原来8mm变成3mm；同时，由于外开手柄孔前下角R比较小，只有21mm，角度约70°呈锐角，法兰边宽10mm，整形过程中在其前下角部位产生比较大的应力集中区，那样必然造成该区域零件型面产生畸变，从而产生凹陷，必须将该处整形力弱化，才有可能消除该区凹陷，同时考虑到外开手柄孔本身的强度需求，所以决定把前下角34mm×70mm范围内的法兰边减少8mm，保留2mm宽度的法兰边保证该孔的强度；外开手柄安装孔下侧翻边开缺口及其前下角法兰边宽度减少，如图6所示。