侧围外板C 柱中部A 面缺陷研究

赵子海，张震宇，郝科伟，司马忠效，董文云，马敏芳，张 毅，董晓光

1.吉利汽车集团有限公司制造工程中心（浙江宁波 315336）

2.东风商用车车身厂（湖北十堰 442000）

1 引言

侧围外板是汽车车身最大、最复杂的外覆盖件，其外观面较多，C柱处更是消费者最容易看到的外观面，外观质量直接影响整车的外观感知。采用合理的冲压工艺及模具结构，再利用CAE 软件进行辅助预测，可有效预防侧围冲压件C柱中间处外观缺陷。

2 某SUV车型侧围C柱中间处制件形状及A面缺陷

（1）某SUV车型侧围C柱中间处制件形状，如图1所示，因整车造型追求肌肉感，所以该处内凹较大。

（2）该侧围外板采用落料、拉伸、修边冲孔整形（两个门洞处连修带整）、修边整形侧整形、翻边侧翻边整形侧整形、修边侧翻边冲孔侧冲孔冲翻孔，共六序完成。侧围外板C 柱中间区域，在冲压模具调试时，制件会产生图2所示凹坑缺陷。

图1 某SUV车型侧围外板

图2 侧围C柱中间处A面缺陷

3 侧围外板C柱中间A面缺陷原因分析

3.1 面缺陷原因分析一

（1）制件造型此处平面轮廓和顶部都是反凹形状，且顶部反凹严重，小区域内反凹28.8mm；拉伸凸模接触板料两端先接触，中间悬空，造成拉伸多料，如图3、图4所示。

图3 侧围C柱中间制件特征

图4 侧围C柱中间制件特征剖视图

3.2 A面缺陷原因分析二

（1）拉伸成形过程中，多余料较多，CAE 分析到底前5mm还存在余料起鼓现象；CAE分析过程如图5所示。

CAE 分析到底，应变方向显示此处车身X 向受拉，车身Z向受压，如图6所示。

图5 侧围C柱中间处CAE分析过程

图6 侧围C柱中间处CAE分析到底应变方向

表面凹陷的产生与成形过程走料不均匀、制件不均匀回弹以及该区域的残余应力有着密切关系；在成形分析和现场制造过程中，C柱处属于轮廓和型面都反凹的区域，图7所示是回弹分析后的残余应力，CAE分析回弹后次应力，一般次应力（minor stress）＞-50就可以满足面品质量要求，但该区域次应力小于-50。

图7 侧围C柱中部CAE分析回弹后的次应力

3.3 A面缺陷原因分析三

OP20侧围C柱处整形时，整形镶块接触过拉伸型面时，产生水平方向的分力，把料向A面方向推；当压料芯研合差或压边力不足时，导致A 面发生变形，使得拉伸已经产生的缺陷加大，如图8所示。

图8 OP20整形变形，使缺陷严重

4 侧围外板C柱中间A面缺陷解决措施

（1）制件优化，该处制件侧壁拔模角及下R 角满足制件结构要求时加大，拉伸工序加大此处对应拉伸筋，保证拉伸成形到底前5mm没多余料，且不开裂，制件设变如图9所示。

图9 制件优化

（2）工艺优化，过拉伸在保证拉伸成形的前提下，尽量做小，以减小该处整形量，过拉伸形状按图10制作。OP20整形下圆角比制件做小R1mm，把拉伸多余的料下拽。

（3）模具结构优化，OP20整形工序压料芯加镶块如图11所示，加大缺陷处压料芯压边力，局部缺陷处压料芯布置氮气缸，保证该处强压及压合率。

图10 过拉伸形状

图11 压料芯镶块结构及区域

（4）按以上措施更改后，该缺陷audit 评分C10 满足制件要求，油石检查基本连续，如图12所示。

图12 更改后效果

5 结语

针对侧围C 柱中间处A 面缺陷进行缺陷原因分析，在制件、工艺、模具结构和进行缺陷措施制定，致力于提升零件成形质量，有效解决制件外观缺陷。