德系側圍外板輪眉契合匹配問題優化

戴長征，孟榮貴，范有才

（一汽-大眾規劃模具制造科佛山基地，廣東佛山 528000）

1 引言

側圍外板作為轎車車身非常重要而又關鍵的沖壓外表面覆蓋件，它具有形狀復雜難成形，匹配精度高，外表面質量要求高的特點。由于側圍外板多處與外購件匹配，項目期間實際整車試裝時，會存在部分裝配干涉，相比更換大量外購件而言，更改沖壓件的匹配造型，更為節約成本且效率更高。其表面質量的好壞以及匹配精度的穩定性，直接影響著轎車整車的質量及美觀，也代表著沖壓模具制造商乃至汽車整車廠的制造水平。

2 問題描述

如圖1所示，某德系車型側圍外板模具在整車試驗過程中，后輪眉護板外購件與側圍外板沖壓件的匹配固定面為弧形，容易出現契合匹配問題，從而導致后輪眉護板存在開膠問題，該缺陷為Audit B 類項問題，為滿足后續裝配需求，故需要針對該車型側圍外板輪眉處進行AEKO技術更改，將輪眉護板及側圍沖壓單件匹配固定區域改成平面。

3 藍光掃描（GOM）

為消除后輪眉護板與側圍輪眉區域匹配干涉開膠問題，涉及到降低側圍外板件匹配固定面工藝凸包高度（見圖2）。由于側圍外板C柱輪眉區域成形坡度較陡，且形狀復雜，存在拉伸、彎曲的復合成形，其本身就容易出件褶皺與聚料風險，在設計模具時增加此工藝凸包用于撐開該區域成形時多于的板料，防止出現板料流動失衡。

現需要將此工藝包高度降低來滿足與外購件的匹配需求，則必須考慮設計變更后該區尺寸匹配和面品質量穩定性，如圖3所示。借助藍光掃描進行OP20凸模和數模擬合對比分析，計算出準確加工整改數據（見圖4），工藝包最高點預計可向下銑削加工2mm，即能滿足后輪眉護板裝配需求，又能滿足該區域在拉伸成形時不會產生大面積褶皺和聚料缺陷。

4 成形工藝及模具結構分析

結合該車型側圍整改區域的沖壓成形工藝及模具結構，制作每道工序的加工數模，并對其進行模擬數據分析及調試實驗預測分析整改后該區的成形狀態。

該側圍設計變更全工序分析結果如圖5所示，通過CAD 進行模具結構分析判斷，此整改工藝方案合理可靠，制件成形良好，無開裂等風險，可以進行改進驗證。

確定整改方案為OP20 上型補焊機加，下型按數模機加到位；OP30該區域有預整形功能，需要保證強壓成形，故上型補焊機加，下型機加去量；OP40 輪眉位置存在修邊，需做修邊隨型，故壓料板補焊機加，下型機加做基準；OP50輪罩處最終成形，且存在翻邊工作，也需要保證整改區域翻邊隨型，故壓料板補焊機加，下型機加做基準；OP60整改區域研修干涉。

5 焊接方案

結合圖5 分析成形工藝及模具結構可知，工藝凸包位置存在拉伸成形和整形功能，則需要保證設計變更焊接區域的焊接質量。拉伸凹模（見圖6）和整形鑲塊（見圖7）主要采用T2000焊絲交叉錯位焊接的方式進行焊接，此焊絲特性為抗裂性好，焊后硬度可達45～52HRC，并可表面鍍鉻，后期處理方便。

焊接時需要特別注意，焊接電流選擇115 到120A，燒焊時采用分段焊接，降低燒焊速度，短焊道，控制溫度在230℃以下，防止局部過熱產生淬硬組織開裂，并且不斷的錘擊消除內應力，保證焊接無咬邊、砂眼等缺陷，此方式更好提升焊材與母材熔合性且表面具備硬度和耐磨性，使得加工修復后的表面硬度更接近工作表面本身硬度。

6 成形缺陷優化

數控機加后返廠，在調試壓機研合壓件過程中發現技術更改區域出現輕微褶皺缺陷（見圖8），此處為外漏面，嚴重影響表面質量。原因分析為整改區域左側成形落差較大，產品造型復雜，拉伸成形困難，再加上工藝凸包高度降低，板料成形時流動速度速度過快，量流入過多并在三角區產生褶皺。

通過問題點排查分析，此問題由側圍外板OP20工序整形產生，但是為了拉伸模走料成形的長期穩定性，則選擇在OP50 工序進行強壓補償。通過減小缺陷區的整形凸凹模的間隙，提升成形著色率的（見圖9），此處做強壓處理，整形間隙小于1 個料厚，通過在凹模上做的補償減小間隙來控制板料的流動，此區板料達到綜合應變要求，防止板料成形時在厚度方向自由起伏，保證強壓面的面品質量，從而消除褶皺缺陷。

7 整改前后數據對比

此次技術更改的成功，防止了該區域附帶缺陷產生，并且在原有模具狀態上再一次提高側圍外板模具C柱輪眉區的成形裕度，更改調試后上線以13次/min沖程連續生產600件，質保首尾件檢查無表面質量缺陷，設計變更位置在生產過程中質量狀態穩定，測量數據與理論數據相差0.04mm 在公差范圍內（見圖10），如圖11所示試裝后反饋滿足后續匹配需求，消除后輪眉護板出現開膠問題，解決Audit B類項，保證該項目車型按時間節點完成任務。

8 結束語

對于模具結構復雜的外表面件，結合以往產品造型問題進行總結梳理，分析問題產生原因，及時反饋至項目模具設計前期，通過模擬數據對比驗證，在模具設計時就避開潛在的問題風險，對于工藝補充區域，優化整形工序成形順序，盡可能在CAE 分析就達到要求，在制件數據階段優化造型，使制件造型簡單化，減小三角區成形高度差和成形臺階數量，保證制件成形穩定性及裝配的簡便性。