量产车型侧围外板腰部滑移线、门洞开裂案例分析与对策

文／刘振兴·一汽-大众汽车有限公司佛山分公司

我公司某新车型产能攀升后，油箱口棱线滑移线间断加重(图1)，控制困难，后门洞多次换料间开裂。控制滑移线调整S1 门槛一侧压力，后门洞必然橘皮甚至拉延开裂，虽修边会切掉，但制件门洞法兰开裂的风险会急剧攀升。质量、成本、效率各方压力较大，急需优化。由于模具调整较复杂，历时1 个月。本文将复盘一下上述问题优化过程，为后续模具优化积累经验，比对参考。

图1 缺陷位置及状态

缺陷原因分析

消除缺陷的必要性

⑴侧围后门拐角普遍易开裂，较典型，若优化成功，有利于后续车型模具维护。

⑵滑移线在A 区，加重时漆后明显，易产生漆后返修车，不符合整车质量要求。

⑶门洞拉延开裂、橘皮，易导致制件法兰开裂是A 类项，会产生废品，导致成本攀升。

优化期望值

优化后的期望零件见图2。

图2 优化后的期望零件

⑴消除门洞拉延开裂、橘皮，提升模具安全裕度。

⑵消除滑移线。

⑶鉴于侧围后门拐角普遍易开裂，较典型，此攻关有利于为后续车型模具维护积累经验。

缺陷原因分析

冲压件出缺陷一般涉及设备功能稳定性，模具稳定性、安全裕度，板料机械性能指标，清洗、润滑，质量控制环五个方面，见图3 和表1。

表1 缺陷原因分析及确认

以上要因确认涉及两类方法。

⑴日常数据积累、分析。

①板料方面。一个是尺寸，通过样板轮廓确认板料尺寸形状精度，再结合生产过程PPT(图4)分析板料尺寸对制件状态的影响；另一个是板料机械性能指标，数据库结合生产过程PPT 分析板料机械性能指标对制件状态的影响。

图4 生产过程记录

②设备方面。挤压缸压力曲线状态可以实时监控，曲线波动时模修会检查制件状态，形成对比，记录在PPT 中。

③清洗、润滑方面。板料清洁度、油膜日常同样有监控数据(图5)，对照过程PPT 即可分析出其对制件状态的影响。

图5 油膜监控

⑵模具试验调整。这个问题主要出在拉延模，所以只涉及模具参数、模具工艺状态两个方面，参数、工艺状态是否合理都可以通过单一变量试验调整来确认，见图6。

图6 模具试验调整

对策制定

优化思路

基于薄板冲压成形原理，调整优化思路(图7)如下：⑴板料及油膜属于动态变量，分析日常数据，未见明显影响，设备同样未见异常，以上两方面暂时排除不考虑；

图7 调整优化思路

⑵拉延减少红色收料线部分的走料，增加绿色收料线部分的走料；

⑶拉延多次尝试后，如绿色收料线走料多，A 处趋势利于变好，B 处腰线滑移线会变差；

⑷为避免这种相互制约的现象，目前拉延需要减少蓝色收料线部分的走料速度。

措施制定

经过以上分析，制定了如表2 所示的对策。

表2 对策制定

对策实施

⑴配平衡块，优化压料面着色，消除硬点干扰；单一变量试验调整；确认调整着手点及大致调整量，见图8。

图8 优化实施第一步

实施细节，对照调整工艺简图，拉延工序检查配平平衡块，保证带件状态所有平衡块刚好着实色，研修优化压料面，保证着色均匀无硬点；以此为基准，试验调整1、2、4、5、6、7、8 号平衡块找出对图8(a)A 处开裂、橘皮最有利的状态，并平衡好B、C处滑移线；在轮罩下方及后门洞内外侧贴灰胶带增加进料阻力，检验门槛一侧压料状态对B 处滑移线的影响，并估算好调整量。记录详细试验过程，PPT 存档。

⑵根据上一步的试验数据，拉延轮罩下方即图9(a)中位置3 处长约300mm 一段拉延烧焊筋加高1.5mm，见图9(b)，并向两端平滑过渡，借以增加轮罩下方拉延进料阻力，改善图9(a)B 处滑移线状态；两门洞下方即图9(a)位置9 处下模拉延筋内侧R 放大1mm，长度900mm，图9(a)位置8 处上模拉延筋降低2mm，见图9(c)，长度约300mm，以便减少门槛外侧进料阻力，以达到门洞内侧少走料的目的。

图9 优化实施第二步

完成以上调整后，B 处滑移线消除，见图10(a)，轮罩下方收料线明显外移(5mm)，经加减压试验，状态稳定，但是轮罩下方收料线外移带动了后门槛外侧收料线外移，见图10(b)，致使后门洞拐角开裂，见图10(c)。由此，我们继续在以上调整的基础上减少门洞外侧板料延伸。

图10 优化实施第三步

图11 位置8 处拉延筋高度2mm，长度与位置9接近，长约900mm；前门洞图示处R放大2mm，增大板料在成形过程中由门槛外侧、前门洞向后门洞拐角流动的可能。通过以上调整解决了两个问题，滑移线消除，开裂消除，剩余轻微橘皮，见图12。

图11 优化实施第四步

图12 后门洞拐角开裂消除，有橘皮

⑶在第二步调整结束后，门槛外侧筋槽已无太大调整量，如继续降低门槛外侧成形阻力，极可能在板料、设备、润滑波动时产生新的不稳定。我们通过投影法，对比了调整前、调整过程节点预留拉延件各处收料线长短，结合拉延件橘皮位置后，最终确认将后门洞图示位置筋槽烧焊R 减小1mm、筋槽间隙减小0.3mm，从门槛一侧圆弧切点向上延伸300mm，调整后橘皮减轻，间断消除，继续向上延伸烧焊，最终烧焊长度600mm，调整后橘皮消除(图13)，经加减压试验，状态稳定。

图13 调整后橘皮消除

⑷经过以上三步的优化，滑移线、开裂、橘皮消除，进行加减压试验(图14)，门洞氮气压力可以在80 ～120bar 之间波动，后门洞拐角处不会出现缩颈拉裂，保证了隐蔽在模具中的氮气缸组部分缺气时制件状态保持稳定。

图14 门洞压力调整试验

⑸优化涂油图，消除涂油量变化产生的干扰。经试验油膜在0.56 ～7.5mg/mm2时，制件不开裂，油膜在0.56 ～5.5mg/mm2时，拉延件门洞拐角无橘皮，并以此重新确定制件涂油参数。

结束语

⑴拉延模想要在近距离实现相对方向的板料流动不太现实，强行实现只会出现不稳定状态。

⑵门洞拐角区域对进料速度及其均匀性要求很高，缺陷区域成形深度较大，对板料塑性变形的能力要求较高，板料性能的波动对生产零件质量的影响很大。拉延筋、筋槽R 要极光顺，间隙尽可能均匀。

⑶量产模具调整假设要大胆，但求证必须小心，分步慢慢来。