文/张财,陆瑞元,杜敏·一汽-大众汽车有限公司成都分公司
张财
随着中国经济的飞速发展,轿车已经在中国家庭普及,消费者对轿车质量的高品质追求,促使轿车制造商之间的竞争也趋于白热化,制造高质量的轿车已成为汽车制造行业永恒的主题,而整车的外观质量更是吸引消费者眼球的关键。代表整车外覆盖件制造水平的侧围外板,以其造型的复杂性、匹配的多重性、表面质量要求的严格性而著称,因此一直是业界最为关注的轿车外覆盖件,侧围外板的质量攻关也一直是汽车制造商永恒的话题。本文就侧围外板质量问题中风窗拐角暗坑的分析与控制进行分享。
侧围外板风窗拐角是侧围上横梁前后风挡玻璃尖角镶入位置,如图1 所示,此处是暗坑易发位置,此缺陷属于客户严重抱怨项,产生的原因主要有以下五点。
⑴整形凸模基准不好,整形模具在装配研修过程中,由于加工误差和研修手法欠佳,致使凸模基准存在缺陷,成形后制件产生暗坑。
⑵工序件与整形凸模不服贴,拉延成形后制件产生回弹,回弹分为正回弹和负回弹。板料在成形过程中,会产生一定的应力,这种应力在制件成形到底且凸凹模分离后,会使成形区域向成形相反方向产生一定的反弹,这种反弹为正回弹,另一种与成形方向相同的反弹为负回弹。而拉延件的回弹多为正回弹,也就是拉延成形后的制件尺寸会大于凸模基准数模。在后续工序中,制件整形前与凸模存在间隙,导致压料板压紧制件后,制件变形产生暗坑。
⑶压料板功能区着色不好,也就是压料不符合标准,多体现为面积小,空隙较多,导致成形区域影响非成形区域,产生暗坑。
图1 侧围外板风窗
⑷整形凸凹模间隙不好,间隙过紧会使制件在成形过程中产生拉应力,而间隙过松则会使制件产生回弹,这两种情况都会使制件表面变形,产生暗坑。
⑸受制件成形性限制,成形力过大使制件变形,产生暗坑。
一般科学系统地解决暗坑缺陷的步骤为:⑴检查整形序凸模基准,确保无明显加工误差及研修缺陷。如果存在以上缺陷,则通过光顺或烧焊研修解决。⑵检查制件与凸模服贴性,检查手段为刷蓝色和压橡皮泥或塞尺测量相结合。要求型面与制件为无间隙服贴,若存在间隙,则通过调整拉延序,将拉延后的回弹消除或控制到最小。如果依然无法满足服贴要求,则可对整形凸模进行烧焊研修补偿,这需要很高的研修手法。⑶检查优化功能区压料板着色,确保着色均匀,无明显硬点和断点,一般着色率标准为95%以上。⑷检查优化整形凸凹模间隙,确保间隙均匀合理,采用的间隙值通常略大于料厚。
一般做到以上四点,问题就基本解决了,但也有其他原因需要特殊手段,即通过烧焊研修来过度补偿(常说的腾坑)从而控制缺陷的产生。这种方法的工作原理就是,使凸模暗坑位置凸出,将暗坑顶起。但是由于烧焊研修的量不好确定,需要先经试验确定补偿量,再实施烧焊,一般试验可以采用AB 胶或塑质胶涂抹研修,此手段需要高超的研修手法和丰富的实践经验来支撑。
以新速腾侧围外板风窗拐角暗坑的解决为例,新速腾车型侧围外板模具由德国PTV 模具公司设计制造,于2018 年5 月进入成都工厂冲压车间进行调试。模具刚到车间首批出件前后风窗拐角就存在暗坑缺陷,且判定为B 类缺陷。项目调试阶段经过外方模修工调试后,判定为C1 类项,并小批量生产。2019 年2 月由于产量提升,模具稳定性欠缺,侧围外板风窗拐角暗坑缺陷加重,其中右侧围前后风窗拐角暗坑尤为突出,严重的判定为B 类缺陷,无法批量生产,在此背景下车间组织人员进行攻关。根据后续工艺抱怨程度,确定首先解决后风窗拐角暗坑问题,如图2所示。
图2 右侧围后风窗拐角暗坑
检查成形凸模基准、油石连线及研板,发现凸模R 角不规则,相应暗坑位置R 角处于缺肉状态,如图3 所示,于是进行烧焊补偿。
图3 凸模R 角缺肉
接下来检查凸模与制件服贴度,发现凸模与制件服贴度不好,有0.3mm 间隙。尝试调试拉延序走料量,减小制件回弹,但间隙无法彻底消除,仍有0.2mm间隙。压件验证,缺陷虽减轻,但不是很明显。于是对凸模进行烧焊研修,如图4 所示,消除间隙后压件,缺陷明显改善,但还判定为C1 类缺陷。
团队本着质量第一、精益求精的工作态度继续优化。压铅丝检查凸凹模间隙,发现间隙过紧,压料板着色不符合标准,此处成形产生应力较大,压料板应强压。于是优化凸凹模间隙,使之略大于料厚。烧焊研修功能区压料板着色,形成强压,如图5 所示。此两项工作完成后,暗坑缺陷消除,且模具处于稳定批量生产状态。
图4 凸模烧焊研修
图5 优化功能区强压
图6 右侧围前风窗拐角暗坑
图7 凸模烧焊腾坑
随后进行右侧围前风窗拐角暗坑优化,如图6 所示。这里重点介绍凸模过度补偿法的应用。按照右侧围后风窗拐角暗坑解决办法进行系统改善后,缺陷减轻,可批量生产,但依然判定为C1 类缺陷,且有加重风险,于是经过攻关组分析讨论后,决定实施腾坑工作。首先对成形凸模进行涂AB 胶试验,以确定补偿量,通过试验取得良好效果。然后做好相应记录及总结,通过烧焊去除AB 胶,如图7 所示。
经过调试压机及生产线批量验证,缺陷消除,且状态稳定,如图8 所示。需要注意的是,腾坑法实施过程中,涂胶试验是关键,它需要与研修压料板相互结合,要有高超手法及丰富经验。
图8 暗坑消除
侧围后风窗拐角暗坑缺陷是侧围类产品表面质量通病,也属于难点问题。解决此问题,需要综合考虑冲压工艺和产品结构,如凸模基准、制件服贴性、压料板着色等,做好这些基础工作是稳步提升制件质量的关键。
冲压模修技师,主要负责大众汽车新模具项目验收、批量模具质量优化及尺寸更改、模具结构工艺改进工作。