前围前延伸件打码面质量问题的处理

周林+杨迪新+韦乐侠+周渝琨

摘 要：汽车零部件冲压的技术和CAE分析软件发展至今已经非常成熟，本文将介绍一个ME运用CAE软件，协助PE改善产品结构设计，保证零件按时实现量产的成功案例。

关键词：CAE软件；改善；按时量产

进人21 世纪以来， 我国的汽车行业得到飞速发展，市场竞争日益加剧，各个汽车主机厂都在想方设法的缩短新车型开发周期。既要缩短开发周期，又要保证质量，汽车主机厂对零部件供应商的工艺设计能力要求也越来越高。

1 零件及其冲压工艺简介

1.1 零件简介

前围前延伸件是我公司承接的某车型汽车内板件零件，材质BLD，料厚0.7mm，零件预计年产量30万件以上。零件上有一VIN码打印区域（见图1成型极限图中的椭圆圈，下文简称打码面），该区域不能存在任何的拉伤、压印、手感明显的滑移线（滑移痕迹线深度不超过0.2mm）和严重的型面起伏。

1.2 零件的拉延工艺制定以及CAE分析结果

为保证打码面的表面质量，零件的拉延模面设计如图1所示。将分模線从位置B外移到了位置C，设计了工艺台阶D，使拉延模分模线附近的滑移线不会流动到打码面，同时，增加一根筋H，在拉延动作到底前8mm，对打码面进行反拉，将打码面绷平整。CAE分析结果如图1成型极限图所示，零件没有开裂，打码面没有起皱，滑移线检测（用10倍料厚作为检测圆角半径），打码面也没有滑移线，一切似乎进行的很顺利。

2 找出零件隐藏的冲压缺陷并向客户反馈

2.1 零件隐藏的冲压缺陷

我们仔细研究前围前伸件的拉延成型过程中发现，由于零件结构本身的原因，在打码面上不可避免的会出现滑移线。

当零件的拉延动作进行到如图1A-A剖视图所示位置时，打码面下方的零件圆角F必定会在板料E区域（打码面）上留下滑移线。只不过，该圆角在零件设计半径大于10倍料厚，在CAE结果中使用默认参数检测滑移线时被显示成没有滑移线。但板料在实际拉延过程中，板料的E部分会被崩得非常紧，与上模圆角F发生很强的作用力，会出现滑移线。因滑移线是由凸模最先接触板料的棱线位置处（即凸模最高点）产生的，所以在AUTOFORM中评价滑移线移动的距离时，需要在凸模最高棱线（即最先接触板料）位置设置参考滑移线[1]（这里的凸模，可以理解为模具的凸起部位）。

使用参考滑移线的检查CAE分析结果的过程中，还发现了新的问题，如图1中G点所示，滑移线存在急剧拐角。这个拐角处附近的板料受力会加剧，在打码面上有很大的可能出现较深的痕迹。

2.2 向客户反馈

零件本身结构的原因造成了不可接受的表面质量缺陷，我们向客户提交CAE分析报告，要求设计变更零件，将打码面向零件其他部位转移，但申请被驳回。

3 启动同步设计工作

3.1 按原数据继续开展零件的模具开发工作

如不能在顾客量产的时间节点交付出合格的零件，会对我公司形象和信誉造成非常大的影响；但量产时交不出合格的零件，就无法满足客户的需求。我们决定：继续按原数据开发模具，在后面的时间里想办法解决滑移线的问题。

3.2 集中优势技术力量攻克难关

我公司成立了专门的课题小组，对零件不可接受滑移线痕迹问题进行综合的研究得出结论：1、拉延模型面做TD处理，增加圆角处的硬度和光滑度，能有效降低滑移线痕迹深度；2、CAE分析结果中的滑移线拐角，如果能变得平顺也可以降低滑移线痕迹的深度。基于以上两点分析结论，在做CAE方案分析时还发现，滑移线拐角，也是零件本身造成的，如果能将零件中的开口凹筋改成封闭凹筋，滑移线就会变得平顺很多。更改凹筋后的滑移线CAE分析结果如图2所示。

4 第二次与客户沟通

第二次与客户沟通我们选择在零件全工序首次试模压件之后。之所以选择这个时间点，是因为这时候既能有效的组织客户SQE、DE、QE一起参与零件评估工作，又能保证我公司还有足够的时间开展零件的设计变更工作。第二次向客户提交设计变更申请（变更内容见图2），我们附带上了上文提到了的两次CAE分析报告和实际零件的冲压件图片，如图2设计变更前的零件所示，零件的滑移线与CAE分析结果基本一致.

本次设计变更申请在3天内就得到了通过，我公司在10天内完成了相关的模具更改工作并对模具上打码面处的所有型面做了TD处理，提前量产时间一个月向客户提交了合格零件（注：该零件全尺寸合格率92%）。零件实物态见图2设计变更后的零件。

5 结束语

现如今，各大汽车主机厂每年的新车型如雨后春笋般出现，市场竞争近乎白热化.一个零部件供应商要想生存下去，就必须在零件实物开发制作阶段想办法从工艺排布和设计上克服零件的某些不良结构，或者以最小的变更代价让客户通过零件设计变更申请，使零件状态能满足客户的使用要求。

参考文献

[1]唐东胜，侯艳飞，汽车外覆盖件表面冲击线及滑移线成因分析与对策，《模具制造》2012年第10期

[2]马明亮，刘浩，王鹤，杨世印，汽车外覆盖件工程设计阶段滑移线问题的控制，《模具技术》2013.No.6