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上汽大众:汽车前盖冲压缺陷问题分析

贝博体育app苹果手机下载:上汽大众:汽车前盖冲压缺陷问题分析

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  前盖拉深成形过程中有时会导致轮廓平面度超差,影响总成及其与翼子板匹配后的平面度。该缺陷不仅会影响零件外观质量,还会影响风噪,且车型越大,这种影响越突出。

  图1所示为SuperbFL车型的前盖,外板材料为HX180BD+Z100MCO+NI,料厚0.7mm;内板材料为DX54D+Z100MB,料厚0.6mm。外板成形后,经测量轮廓处平面度最低为-4.3mm,翻边后总成左右两侧在垂直盖板方向低陷均达到-0.9mm,超差较大,测量结果如图2所示。一般情况下前盖总成翻边部位平面度跟随内板的趋势,通过抬高前盖内板的咬边面可以弥补总成低陷的缺陷,但由于该车型外板单件平面度偏差量太大,同时内板材料厚度比外板材料薄,仅在公差范围(±0.5mm)内调整内板尺寸无法解决上述问题。

  成形中首先通过调整外板翻边工序中翻边刀的刃入时序,设计成波浪刀先后翻边,以改善外板Z向落差,如图2所示,测量报告为同一点不同批次测量结果,R表示5个测量值之间的波动,CP、CPK用来衡量生产过程中的波动,CPK与CP线表明成形过程变差比较小,如果CP值较小,说明成形过程受普通因素的变差影响大,工程过程能力需要提升,涉及的模具结构更改如图3所示,两侧先翻边,主要包括侧翻边镶件翻边高度调整、压料板行程及缓冲橡胶长度变更等。模具结构更改后成形的外板平面度最大偏差从-4.3mm改善为-3.0mm,在内板不变的情况下前盖总成平面度最大偏差从-0.9mm优化至-0.7mm。

  通过抬高前盖内板的咬边面进一步缩小该偏差,为了获得尺寸的补偿规律,一方面手动对内板返工件进行校正;另一方面修模时利用样板提供的校正数据,对模具结构进行整改。在模具零件充分研配的基础上,松开检具RPS(非夹持状态),对比样板的返工件和模具成形的零件,其双排点测量结果如图4所示。由图4可知,两者尺寸的变化趋势一致,即模具结构更改成形返工件的形状,但返工件尺寸变化更大,主要原因在于返工件是通过夹钳扳出,成形零件加工硬化明显,对总成的作用更大,通过模具整形工序实现零件的尺寸变化,存在塑性回弹,模具结构的改动体现在成形零件的尺寸变化有所减小。

  利用上述规律,将内板的咬边面补偿0.4mm,则前盖总成平面度最大偏差从-0.9mm优化至-0.3mm,达到了总成与翼子板匹配可以接受的状态。

  前盖在拉深过程中有时会导致表面塌陷,影响前盖内外板涂胶间隙。涂胶间隙过小,胶水收缩会在引擎盖上呈现胶水印;涂胶间隙过大,会增大脱胶风险。图5所示为OctaviaNF车型的前盖,外板材料为EN10346-HX180BD+Z100MCO+NIT,料厚0.68mm;内板材料为EN10346-DX540D+Z100MB,料厚0.6mm。外板成形后,型面中间出现塌陷缺陷,最大塌陷-1.6mm,如图6所示。缺陷导致与内板涂胶的间隙缩小,将内板涂胶面分为7个区域,经测量最小的涂胶间隙只有0~0.2mm,远小于理论涂胶间隙2mm。完成涂胶并组装前盖总成后,胶水应力释放,前盖表面呈现明显的胶水印,而另外一些间隙不足1mm的区域,在油漆烘干后也呈现胶水印,缺陷现象如图7所示。

  为了补偿因外板塌陷而减小的涂胶间隙,将加工好总成的前盖涂胶面处进行分区、凿洞、测量间隙,然后对比理论间隙得到前盖涂胶面的优化量,基于该优化量对前盖内板模具结构进行整形、补焊、加工、研配。通过采取一系列措施后,使前盖内板涂胶面降低,确保了内、外板之间的涂胶间隙达到了1~2.79mm,胶水印问题得以解决。

  前盖总成风窗处表面尺寸缺陷、水箱密封条匹配面间隙超差、外板型面塌陷等多种原因都会引起涂胶间隙偏差。工艺设计前期对内板型面进行补偿以获得合理的涂胶间隙,补偿数据应考虑模拟结果并结合以往项目经验。模具制造后期因风窗平面度、外板型面塌陷等原因导致的涂胶面间隙偏差问题,其缺陷现象可参考前文进行整改,以Santa-naDerivat车型为例,其前盖内板的补偿方案如图8所示。

  为改善内外板匹配间隙,前盖内板需要补偿的区域一般包括:风窗处、水箱密封条匹配面以及内板涂胶面,其中前两处补偿方案由中间至两端,从1mm逐渐变为0,而内板涂胶面过渡方案是由后向前,至中部过渡到0。

  前盖logo与匹配轮廓间隙不均匀会影响外观质量,图9所示为OctaviaNF车型的前盖logo定位位置,Logo靠3个凹坑定位粘贴在引擎盖上。由于外板全尺寸测量并没有覆盖到logo的定位孔,且定位孔非正球面,其与圆周(成形圆周在斜面上投影也非均匀的圆)的相对位置难以确定,3个定位孔相对于外轮廓偏心,造成logo粘贴后其圆周轮廓不均匀,如图10所示。

  抽取30台样车,发现偏差方向均为7点钟方向,缝隙偏差达到1.5mm。经分析,由于定位孔存在一定负角,前盖logo一般分2道工序成形,即先成形圆周后再成形3个定位孔。2道工序成形不仅增加模具制造难度和整形斜楔的成本,而且对零件的定位要求也增加,容易导致3个定位孔与圆周的位置发生变化,使logo安装匹配间隙不均匀。为此改变成形工艺方案,在拉深工序中生成圆周和定位孔,相应的模具零件凹模堆焊直接加工定位孔,同时凸模让位。工艺改进后,保证了3个定位孔与圆周的相对位置,且定位孔拉深未造成开裂,logo与轮廓间隙均匀且未发生旋转。

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