汽车覆盖件门外板手扣钣金波浪优化_高艳冬.pdf

2023年第5期2023 No.5汽车工艺与材料Automobile Technology&Material汽车覆盖件门外板手扣钣金波浪优化高艳冬李惠龙牟少志班加军（一汽-大众汽车有限公司，长春 130011）摘要：阐述了汽车覆盖件门外板手扣钣金波浪缺陷的多种状态，对每一种缺陷状态产生的原因深度剖析，给出了针对性的有效解决措施。并对多种调试手段归纳、总结，形成了一套快速解决手扣钣金波浪缺陷的方法，能够对以后优化此类缺陷拓展解决思路。关键词：汽车覆盖件门外板手扣钣金波浪中图分类号：U466文献标识码：BDOI:10.19710/J.cnki.1003-8817.20220293Optimization of Sheet Metal Wave for Hand Buckle Outside Door ofAutomobile Covering PartsGao Yandong,Li Huilong,Mu Shaozhi,Ban Jiajun（FAW Volkswagen Automobile Co.,Ltd.,Changchun 130011）Abstract：This paper elaborated a variety of states of wave defects of hand buckle sheet metal outside the doorof automobile covering parts,deeply analyzed the causes of each state of defects,and proposed effective measures tosolve them.A variety of debugging means were summarized,forming a set of methods to quickly solve the wave defectsof hand buckle sheet metal,which can expand the idea of solution for future optimization of such defects.Key words:Automobile covering part,Exterior plate,Hand buckle,Sheet metal wave作者简介：高艳冬（1983），男，研究方向为模具批量生产过程中的维护保养，质量改进及新车型的自主调试。参考文献引用格式参考文献引用格式：高艳冬,李惠龙,牟少志,等.汽车覆盖件门外板手扣钣金波浪优化J.汽车工艺与材料,2023(5):35-42.GAO Y D,LI H L,MU S Z,et al.Optimization of Sheet Metal Wave for Hand Buckle Outside Door of Automobile Covering PartsJ.AutomobileTechnology&Material,2023(5):35-42.1前言门外板类零件是汽车覆盖件中用户关注度比较高的关键部件。汽车门外板经过冷冲压成形获得，成形复杂，手扣处拉伸较深，一般达到 20 mm左右，因此表面易产生一些钣金波浪缺陷，尤其是在手扣周围极易产生钣金波浪缺陷（以下简称手扣缺陷），手扣缺陷是行业难题。当模具进入批量生产阶段，会加重手扣缺陷，影响整车质量，同时也会消耗大量模具调试时间，产生大量废品及返修品。手扣缺陷是门外板的共性难点问题，本文针对实际生产中具体案例对手扣缺陷进行剖析，总结了调试方法和规律。2手扣缺陷分类手扣缺陷产生的原因主要分为两大类，一类是长期生产中固有的缺陷，是比较难以优化的一类缺陷，项目期间长期优化，已达到瓶颈，无法彻底解决，最终让步认可，此类缺陷也是生产质检人员比较关注的一类缺陷，如图1所示。另一类是生产过程中新增的缺陷，这些缺陷多与影响生产的要素（材料性能、机械手放件状态、板料油膜、模具状态）有关，当生产要素发生变化时，手扣缺陷也会发生微小变化，如图 2 所示。手扣缺陷的具体分类如图3所示。第5期汽车工艺与材料3长期固有手扣缺陷优化案例3.1拉延产生手扣缺陷3.1.1某车型前门外板手扣固有缺陷优化案例某车型手扣缺陷为长期固有缺陷，如图 4 所示，生产过程中不稳定，需要反复调整优化。此缺陷每批次平均造成 32 min 的生产停歇，冲压单件质量评定（单件 AUDIT）评审为 B 类项缺陷（40分），总装车间终检质量评定（CP8AUDIT）评审为C1类缺陷（20分）。分析此缺陷为拉延工序产生，图5为此车型前门外板件的理论着色图（标注区域为强压区，拉延模具成形到位时，理论要求达到 100%凸凹模对板料强压）。但实际拉延模具的着色图如图 6所示，着色强压面积未达到80%，压料面积不够大是产生缺陷的原因之一。检查凸模形面，发现缺陷位置拉延凸模形面较理论凸模形面低 0.25 mm，如图 7所示。措施如下：a.对缺陷位置对应的拉延凸模用气焊进行烘烤，如图 8所示。压件后缺陷变化不大，经过测量烘烤后凸模形面只增加了 0.15 mm。分析为拉延凸模缺陷本身经过淬火处理，气焊再烘烤凸模形面，凸模形面增加的高度不够。b.拉延凸模形面低的位置进行烧焊加高，如图图1某车型手扣固有缺陷示意手扣缺陷长期固有缺陷批量生产中新增缺陷拉延序产生非拉延序产生非拉延序产生拉延序产生1、成形力不够2、强压区域无强压效果3、回弹补偿量不足4、凸凹模具间隙不合理1、冲孔压料不好2、制件与模具不服帖1、辅具放料不正2、模具托料装置损坏3、制件拉裂4、材料性能1、辅具放件不正2、压料间隙变化图2机械手放件位置不合理导致缺陷示意图3手扣缺陷分类图4某车型手扣缺陷状态示意图5理论着色图6实际着色图7缺陷位置对应的凸模型面示意图8气焊烘烤拉延凸模示意 36生产现场9所示，研修后至0.4 mm的余量，上调试压机，根据模具压件状态，逐渐研修烧焊位置，直至压出合格零件。效果如下：缺陷明显减轻，如图 10 所示。单件 AUDIT 质保认可分值降至20分，CP8 AUDIT分值降至10分，达到改进目标。3.1.2某车型后门外板手扣固有缺陷案例优化某车型手扣缺陷为固有缺陷，如图11、图12所示，随着质量要求的提升，CP8 AUDIT 扣 C1 项（20分），要求优化调整，以提高成品车整车质量。确定产生缺陷的工序，OP20至OP70工序件逐序对缺陷位置喷漆，通过观察喷漆后光的反射情况来确认问题产生工序，最终确认拉延工序件有缺陷，与整车光影缺陷相似，因此本缺陷从拉延工序开始优化缺陷。分析问题产生点，拉延模具做着色，如图 13、图 14 所示，发现缺陷位置对应的门锁圆角立面局部间隙过小，测量间隙为 0.55 mm，理论要求间隙大于 0.7 mm（板料厚度为 0.7 mm），制件在成形过程中由于间隙过小，挤压变形，最终制件出现光影出现，如图15所示。对凸模圆角角立面进行研修，研修至凸凹模间隙0.8 mm，如图16所示。图9拉延凸模形面低的位置烧焊加高示意图10调试后的效果示意图11单板件缺陷状态示意图12单板件喷漆后的缺陷状态示意图13拉延凹模着色检查示意图14拉延凸模着色检查示意图15单板件变形示意图16凸模圆角立面间隙放大示意高艳冬 等：汽车覆盖件门外板手扣钣金波浪优化 37第5期汽车工艺与材料调整后缺陷明显减轻，光影如图 17所示，CP8AUDIT由C1项（20分）降至C项（10分）。3.2非拉延产生手扣缺陷3.2.1某车型后门外板手扣固有缺陷优化案例某车型后门外板手扣缺陷为固有缺陷，如图18 所示，此车型门外板由原有生产线转至代替生产线生产，手扣缺陷加重，单件 AUDIT 为 B 类项（40分）。分析原因如下：a.OP20拉延成形不充分，有轻微缺陷，如图19所示。b.OP30凸模形面与OP20拉延件不服帖。c.OP30此处冲孔，且冲孔处压料范围较小，仅有锁孔较小的区域压料，如图20所示，当压料力小于剪切力时易产生走料变形，产生波浪缺陷，如图21所示。措施如下：a.由于拉延凸模表面已进行表面镀铬处理，优化拉延会破坏模具表面镀铬层，并且缺陷在OP30修边冲孔后加重较多，是问题的主要变化点，先从OP30做起。b.OP30 缺陷对应的凸模位置涂树脂胶试验，如图22所示，波浪有所减轻，因此为了提高模具的稳定性，决定对 OP30 凸模形面烧焊加高，如图 23所示。c.由于手扣缺陷对用的OP30模具压料板不压料，在优化过程中，手扣周围凸模形面存在相互影响的现象，即一侧缺陷减轻后而另一侧加重，要想达到一个很好的平衡点比较困难，如图 24 所示。分析是模具形面烧焊时只是局部烧焊，不能达到图17优化后效果示意图18某车型手扣缺陷加重示意图19拉延件状态示意图20压料面积小示意图21后序OP30修边工序件状态示意图22后序OP30涂树脂胶试验示意图23后序OP30试验位置凸模烧焊加高示意 38生产现场很好的过渡效果，因此很难达到平衡点，因此需要模具整体烧焊，如图25所示。d.在调试过程中，出现缺陷较严重的零件时，要测量缺陷件圆角所在形面与锁孔面所在平面的高低差，如图26所示，再与上道工序无缺陷的单板件对比，通过确认整改点。例如 OP30所测量的数值整体大于拉延件，如图 27 所示。通过对比可以确认缺陷是 OP30 新做的凸模两形面高低差过大导致产生的变形量大，最终导致缺陷加重，因此需要对 OP30凸模形面高低差优化，使两道工序相吻合，减少变形。最终经过优化，制件达到了极限样件标准，并可以稳定生产，如图28、图29所示。3.2.2某车型右后门外板手扣固有缺陷优化案例右前门外板手扣波浪为固有缺陷，如图 30 所示，公司质量标准提升，要求此处缺陷优化改进，单件AUDIT为C1类缺陷。分析原因如下：a.OP50序模具压料板压料不均，有局部硬点，如图31所示。b.OP50序压料板压料力不足，冲孔后走料。c.OP50序模具冲孔后，单板件应力释放，单板件形面发生变化，导致钣金波浪加重。措施如下：a.OP50模具在调试压机进行闭合高度压件试图24两处缺陷相互制约示意图25凸模锁孔周围体烧焊示意图26OP30缺陷件型面高低差示意图27拉延件型面高低差示意图28极限样件状态示意图29最终优化后的状态示意图30缺陷件状态示意图31压料板压料不均匀示意高艳冬 等：汽车覆盖件门外板手扣钣金波浪优化 39第5期汽车工艺与材料验，当模具的闭合高度提高 20 mm（单板件没有被冲孔前的高度），检查单板件无缺陷，如图32所示，由此确认缺陷与冲孔后走料有关。b.OP50 凸模与压料着色检查，发现缺陷位于压料板边缘位置，此处压料板过渡不好，如图33所示。此处压料的边缘应当平稳过渡，因此对压料板边缘烧焊加长，如图34所示，保证压料板平顺过渡，达到均匀压料的目的。优化后缺陷减轻，如图35所示，单件AUDIT降至C类缺陷。4批量生产中新增手扣缺陷优化案例4.1拉延产生手扣缺陷4.1.1某车型前门外板生产中新增手扣缺陷优化某车型前门外板生产过程中手扣缺陷间断加重，如图36所示。分析原因如下：a.缺陷为拉延产生，成形不充分导致。b.检查机械手放料情况，发现机械手间断放料没有放到理想位置，如图37所示，导致板料边缘搭到定位上，板料与模具不服帖，在模具内存料过多，当模具压到底时，板料在模具内不能充分展开，造成压出的件成形不充分，最终产生表面钣金波浪。调整机械手的放料角度，使板料与模具随形，如图38所示。优化后缺陷消除，如图39所示。4.1.2某车型后门外板生产中新增手扣缺陷优化生产过程中某车型手扣缺陷间断加重，如图40所示。分析原因如下：图32单板件无缺陷示意图33压料板边缘过渡不好示意图34压料板烧焊加长示意图35最终调试后的状态示意图36缺陷件状态示意图37机械手放件位置不合理示意图38机械手放件位置合理示意 40生产现场a.检查发现拉延件的压料面与筋槽圆角间产生间断拉裂，如图41所示，导致板料在成形过程中不受控，造成手扣处成形不充分，产生钣金波浪。b