汽車車門隱藏式把手孔表面質量缺陷分析與改善

李鵬宇，孟令園，王 強，牛晟力，尹永波

（中國第一汽車股份有限公司 工程與生產物流部，吉林 長春 130000）

0 引 言

車門隱藏式把手原為跑車設計，其目的是為了減小風阻，增加科技感和美觀度。但隨著現代汽車制造技術的進步和市場需求的多樣化發展，越來越多的車企將隱藏式車門把手標配到了普通轎車上，而其內翻邊與直翻邊的設計使車門把手孔周邊易產生波浪缺陷，影響整車質量和裝配。現對某車型前門外板隱藏式把手孔周邊高點缺陷（制件表面的凸包）問題進行分析，并提出相應的解決方案。

1 車門隱藏式把手孔周邊高點及判定方法

前車門外板成形工藝順序為拉深、修邊沖孔、二次修邊、翻邊，經過評審人員對每道工序的制件使用油石打磨后發現隱藏式把手孔周邊高點缺陷為翻邊工序產生。AUDIT 評審波浪缺陷為B 類缺陷，是不可接受項。高點高度在0.03～0.05 mm，且漆后經平行光照射，缺陷明顯可見。由于車門把手位置為一區，一區位置為50 cm～車頂的高度，該區域是消費者平行目視可見區域，如制件表面產生缺陷，易引起消費者的不適，所以此區域的表面質量要求較高，如圖1所示。

圖1 車門把手在整車中的位置

表面缺陷的評價方法：①漆前狀態：白車身評審者使用200 mm×25 mm×25 mm的油石在制件表面沿固定方向反復輕磨，力度均勻，觀察表面即可看到缺陷，如圖2 所示；②漆后狀態：當一束平行光照射到一個光順面時，仍會以平行的方式折射，如果制件表面不光順，則會出現散射，整車評審者利用此原理在燈光隧道區，通過移動觀察漆后車門在燈帶下的反光情況即可看到缺陷，如圖3所示。

圖2 漆前表面缺陷

圖3 漆后缺陷狀態

2 原因分析

根據制件沖壓工藝，車門隱藏式把手孔經過拉深、修邊沖孔、翻邊工序完成。車門外板厚度t=0.7 mm，翻邊間隙C=（0.98～1.02）t，翻邊高度H=3 mm，原翻邊凸模如圖4 所示，翻邊目的是提高此處板料的剛度，以支撐裝配后的門把手，高點缺陷在右翻邊工序產生。此處翻邊分為圓弧翻邊和直線翻邊，材料分為不變形區、圓弧過渡區和主變形區，如圖5所示。

圖4 原翻邊凸模

圖5 翻邊變形區域

直線翻邊部分：主變形區受單向拉應力作用，主應力F為-Y方向，產生-Y方向應變力。圓弧翻邊部分：主變形區受雙向拉應力作用，主應力為周向應力F1和-Y方向應力F2，產生周向應變和-Y方向應變，在翻邊凸模的作用下應力F2促使制件翻邊，半圓弧翻邊與直線翻邊交接A處在F1作用下，向直線翻邊部分產生分力，使A處表面材料受擠壓變形，在壓料板抬起翻邊凸模回程后，由于回彈使制件產生表面高點缺陷，如圖6所示。

圖6 翻邊所受應力方向

綜合分析造成該缺陷的主要原因：半圓弧翻邊與直線翻邊交接處由于周向應力的作用產生回彈，回彈部位突起產生變形，制件隆起高點，經油石打磨，高點凸顯。

3 解決方案

由于翻邊回彈是受翻邊面上的周向應力作用產生，當周向應力發生改變時，回彈也發生改變，通過改變翻邊時序和翻邊角度抵消半圓弧翻邊周向應力的作用。

如果改變直線翻邊與圓弧翻邊交接面A處凸模形狀，如圖7 所示。當翻邊時產生力F3、F4，F3和F4的分力F5和F7為水平方向，且方向相反，相互抵消，分力F6和F8豎直向下，而豎直向下的力剛好可以控制回彈，抵消了周向應力的作用，控制了半圓弧翻邊與直線翻邊交接處產生的回彈高點。

圖7 改善后翻邊的合力

3.1 改變翻邊刃入時序及刃入方向

改變車門隱藏式把手孔翻邊凸模的造型，并更改整體凸模的翻邊時序，由原來的同時翻邊更改為中間部分直線翻邊不變，兩側半圓弧區域呈波浪形翻邊。

利用AutoForm 軟件對翻邊模進行回彈分析，經過多次試驗，發現直線部分圓角R1 mm 不變，波浪形式翻邊圓角為R1 mm 與R4 mm 交替形狀，通過Surface Lows模擬油石打磨，發現兩側半圓弧區域與直線相交處高點消除，如圖8所示。

圖8 改善前后模擬分析制件狀態對比

3.2 方案實施

根據上述分析結論，對原翻邊凸模半圓弧翻邊圓角打磨拋光，使其呈R1 mm 與R4 mm 交替波浪形狀，如圖9所示。

圖9 凸模改善后結構

4 效果驗證

采用波浪翻邊的車門隱藏式把手孔漆前表面狀態如圖10 所示，漆后表面狀態如圖11 所示，漆前用油石打磨制件無缺陷，漆后燈光隧道光線折射無散射，回彈高點問題得到解決。

圖10 漆前無表面缺陷

圖11 漆后無缺陷

5 結束語

通過對車門隱藏式把手孔翻邊凸模形狀由圓角全部為R1 mm 更改為R1 mm 和R4 mm 交替，改變了翻邊刃入時序和翻邊角度，解決了翻邊后把手孔周邊回彈引起的表面高點缺陷，提升了整車外觀質量，為后續車型隱藏式把手孔的設計提供了參考和依據。