侧围外板尾灯口暗坑优化方法研究

文／贾文彬，卢智威，赵锋，牛恒仁，贾晓峰·中国第一汽车集团有限公司

侧围外板尾灯口暗坑缺陷在车身覆盖件缺陷中属于一种工艺缺陷，暗坑缺陷严重程度取决于造型的复杂程度。随着国内汽车多曲率的曲线造型设计不断增加，特征角度变化越多，侧围外板尾灯口暗坑缺陷越严重，致使冲压件表面质量降低，严重影响整车美观度。本文采用过A 面补偿方法，对模具A 面基准型面进行测量对比，确定增量补偿值，通过合理的压料控制、标准的研磨手段，可以有效的优化侧围外板尾灯口暗坑缺陷，消除返修。

侧围外板尾灯口暗坑缺陷

尾灯口暗坑缺陷状态

某车型侧围外板尾灯口区域存在暗坑缺陷，且左右侧围缺陷形式和位置相近，如图1 所示，属于不可接受缺陷。目前通过冲压生产后的返修来消除，返修成本高，因此必须对侧围外板尾灯口暗坑缺陷问题进行分析及优化。

图1 侧围外板尾灯口暗坑缺陷位置及状态

尾灯口暗坑缺陷分析

⑴CAE 分析。

该侧围产品尾灯口存在变角特征区域。模拟分析结果中显示，首先尾灯口存在应变不均及应变不足的问题(图2)，另外尾灯口存在减薄不均及减薄不足的问题(图3)。

图2 侧围外板尾灯口应变不足的区域示意图

图3 侧围外板尾灯口减薄不足的区域示意图

⑵模具结构分析。

如图4 所示，从拉延模具的特征区域状态来看，尾灯口拉延凹模造型为反成形；尾灯拉延凹模棱线存在凹点聚料，导致该区域板材出现成形不均匀的趋势，缺陷会集中在尾灯口区域的正反向成形的交界处，是应变不足的交界区域。

图4 侧围外板拉延模具型面特征示意图

从整形模具的特征区域(图5)状态来看，尾灯口整形凸模造型为反成形；尾灯整形凹模棱线存在凹点聚料，导致该区域冲压件型面发生二次变形，缺陷会集中在尾灯口顶面区域的正向成形的夹角交界处，是强行变形区域。

图5 侧围外板整形模具型面特征示意图

⑶模具型面分析。

为了更好地分析各个工序对尾灯口暗坑状态的影响，对拉延工序凸模型面使用凸凹形状测定器进行对应位置测量，如图6 所示，确认数据偏差量，并进行着色对比验证。对整形工序凸模型面进行着色验证，如图7 所示，确认偏差范围。

图6 侧围外板拉延模具尾灯口凸模型面数据状态

根据各个变形工序的模具型面分析，拉延模具存在模具型面不均的现象，同时模具底部状态影响拉延件的成形稳定性。后序整形模具同样存在模具型面不均的现象，而且压料失控问题对整形件表面质量存在恶化影响。

⑷工序件暗坑状态分析。

为了更好地分析各个工序对尾灯口暗坑状态的影响，对整形前的拉延工序件进行表面打磨(图8)，确认暗坑虽然轻微但是已经存在。

图 7 侧围外板整形模具尾灯口凸模型面着色状态

图8 侧围外板拉延件尾灯口型面打磨状态

方案实施及效果确认

总体方案

通过分析，在侧围外板尾灯口冲压成形过程中，尾灯口拉延和尾灯口整形工序对缺陷的产生都有较大的影响，因此需要对尾灯口拉延和尾灯口整形工序进行工艺优化及模具优化。受产品造型和成形工艺的限制，工艺优化的空间基本为零，因此只能从模具着手进行侧围外板尾灯口暗坑缺陷的优化，具体方案细节参见表1。

表1 实施方案汇总

实施情况

过A 面补偿一般是先进行模具正常研磨，消除模具型面存在的不光顺的型面接点。然后从拉延开始补偿，再进行整形模具补偿。因此，侧围外板采用标准顺序进行过A 面补偿，在消除模具型面不光顺的点后，先进行拉延模具补偿，再进行整形模具补偿。⑴拉延凸模型面补偿。

拉延模具凸模过A 面采用气焊胀形进行补偿的方法。首先对凸模型面进行测量，确认补偿位置、范围及补偿量后，然后进行合理的增量补偿、修整、研磨及出件确认，具体过程如图9 所示。

图9 拉延模具过A 面补偿及成品件确认

根据测量数据，可以确认拉延凸模型面对应的尾灯口暗坑最深区域已经完成过A 面补偿，接下来对整形模具型面进行修改优化暗坑缺陷。

⑵整形凸模型面补偿。

整形模具凸模A 面采用精密冷焊进行补偿。首先对凸模型面进行测量，确认补偿位置、范围后，进行合理的增量补偿、修整、研磨及成品件状态确认，具体过程如图10 所示。

图10 整形模具过A 面补偿及成品件状态

⑶效果验证。

优化拉延、整形模具凸模A 面状态后，在保证模具凸模型面标准稳定，通过可控的整形压料，消除压料型面强压不实的影响，以批量生产稳定性来验证效果。通过以上措施的实施，自动线调试生产，侧围外板尾灯口暗坑优化后油石连线正常，制件合格稳定，不需要返修。如图11 所示，侧围外板尾灯口暗坑缺陷已优化至消除。

图11 自动线调试出件尾灯口油石打磨连线状态稳定暗坑消除

结束语

综上所述，产品设计时造型的复杂程度以及模具制造调试过程中的不规范，都会导致侧围外板尾灯口暗坑缺陷变得严重。为了解决尾灯口暗坑缺陷，首先要确保产品特征区域复杂程度对内部成形应变不均的影响最小，在保证拉延凸凹模型面对型到底的前提下，采用过A 面补偿方法，对参与成形的各工序模具凸模A 面进行合理的增量补偿，对整形工艺压料进行可控补偿。通过稳定成形，定点、定向微量补偿模具型面来优化侧围外板尾灯口暗坑缺陷，直至消除缺陷。