翼子板A柱型面回彈調試整改方法

陳文鋒，凌建兵，周雪峰

（四川成飛集成科技股份有限公司，四川 成都 610091）

0 引言

汽車翼子板尺寸精度成形時受板料材質、沖壓方向、制件補充面設計、成形力、調試研配等因素影響，在各個成形工序階段都會出現回彈變形，在模具調試階段這類問題尤為突出。客戶要求制件尺寸公差從±0.5 mm 提升到±0.3 mm，且平行差在0.3 mm 以內。現以某車型翼子板為例，在首次成形檢測后，A 柱A 面（外觀面）出現較大回彈，尺寸超差約+3 mm，整改提升難度較大。

1 A柱A面回彈情況

（1）檢測報告基準情況。檢測報告中制件檢測基準面A1、A2、A3、A4在檢具上松開狀態下公差測量結果顯示全部在0～0.2 mm，如圖1所示，滿足公差要求，如表1所示。從現場檢具裝夾制件結果可知，制件在檢具上定位精準穩定，S 面（定位面）和檢具貼合都較好，說明檢測報告準確，能夠反映成形制件尺寸的真實狀態。

表1 基準面檢測報告

圖1 檢測基準面

（2）檢測報告超差情況。翼子板首次調試成形后，測量結果顯示A柱A面尺寸出現較大變化，制件左右件測量報告顯示，A 柱整條邊面差在-0.4～+2.99 mm 變化，如表2 所示，A 面回彈量較大，與制件要求的公差±0.3 mm 差距較大。整改時需要從前期CAE分析結果、模具零件研配、調試過程控制等方面找到問題點，對其分析并通過調試試驗找到解決問題的整改方案。

表2 A柱面差檢測報告

（3）檢測報告整理分析。根據檢測點位圖（見圖2）和檢測報告整理A 柱A 面面差柱狀圖，如圖3所示。從圖3 可以看出，左右件A 柱A 面面差變化趨勢基本一致，只是在超差量上有些變化，在制件的中上部向上回彈量最大。

圖2 檢測點位

圖3 對應點位檢測數據分析

（4）CAE 分析與藍光掃描對比。為了進一步確認制件尺寸真實狀態，從前期CAE 分析結果檢查制件回彈情況，AutoForm 前期分析結果中，A柱段差只有中間局部少數點位超差約+0.7 mm，如圖4 所示，基本滿足CAE 分析要求。為了判斷制件回彈變形情況，通過藍光掃描全工序制件，掃描結果如圖5所示，與CAE 分析、檢測報告回彈趨勢基本一致，只是數據差值有些變化。

圖4 CAE分析前期回彈變化

圖5 藍光掃描結果

2 排查及分析問題

（1）翼子板成形方式。翼子板A 柱經過拉深（OP10）、修邊（OP20）、直翻邊（OP30）、側翻邊整形（OP40）4 道工序完成成形，如圖6 所示。根據CAE分析和現場經驗判斷，拉深、直翻邊和側翻邊整形3道工序對制件回彈影響較大，現場排查集中在拉深時材料流動尺寸、研配著色及后工序模具的符型定位與翻邊間隙等方面。

圖6 A柱成形過程

（2）排查模具問題點。檢查拉深時現場材料流動大小是否滿足CAE 材料流動要求，經現場實際排查，發現有2 處材料流動有8 mm 左右的差異，如圖7、圖8所示，這種差異會影響最終制件的回彈尺寸，需要現場調整拉深時材料流動大小以驗證成形制件回彈變化情況。根據AutoForm 對不同進料大小的分析結果并結合現場調試，需要在現場調試時控制拉深材料流動大小。經現場確認全工序模具符型定位、研配著色和翻邊間隙等滿足行業要求，排除因模具制造對零件回彈的影響，如圖9所示。

圖7 現場調試材料流動與理論對比

圖8 拉深時AutoForm分析進料

圖9 全工序研配著色

（3）全工序制件掃描分析。翼子板A 柱區域支撐面較少，調試過程中回彈較難控制，整改提升尺寸精度的方法也少，根據圖6 制件成形方式并結合全工序掃描結果可知（見圖10），拉深成形完成后，整個制件出現了較大的回彈；修邊后工序件應力釋放，回彈消失；直翻邊造成A 柱局部向上回彈；側翻邊整形完成后，A柱中間段出現向上正回彈，兩端出現向下負回彈，造成制件中間段回彈量變大，如圖11 所示（a、b 為檢具支撐點），掃描結果與最終三坐標測量機測量結果一致。通過藍光掃描結果分析，制件回彈主要在拉深、直翻邊、側翻邊整形3道工序產生，整改時重點從這3道工序考慮，以減少工序件回彈量的疊加。

圖10 全工序藍光掃描結果

圖11 A柱回彈變形趨勢

3 整改方案

整改方案從改變OP10 局部應力變化、改變OP30局部造型和調整OP40斜楔翻邊角度等方面考慮改善A柱回彈。經過AutoForm 分析這3種整改措施疊加可以降低回彈量3 mm左右，與整個A柱回彈量一致。通過實施疊加整改方案，保證了制件的尺寸精度，避免了整改時全工序回彈補償的加工風險和制造成本的增加，制定的整改方案具體如下。

（1）減少拉深時進料大小。通過AutoForm 計算，反復調整拉深筋高度以改變局部進料大小，根據調整后AutoForm 分析的最優結果，回彈量減小1 mm 左右。在原來的基礎上加高拉深筋2 mm，如圖12 所示，補焊后數控加工，經過鉗工研配后重新調試拉深工序件以供后工序驗證結果，這種整改方法避免了拉深模整體型面的加工。

圖12 拉深筋加高與AutoForm分析

（2）調整直翻邊部分造型。通過調整直翻邊部分的造型以改善直翻邊的回彈，經過反復調整造型，降低直翻邊沖壓時的成形力，減小A柱剖面局部成形所需的線長，改善翻邊時A 柱剖面弧度因線長增加而向上反翹的趨勢，制件成形后貼合下模零件型面更完美，降低制件向上回彈的風險。經過Auto-Form分析計算與改型前回彈有0.5 mm左右的降低，如圖13所示，加工數模依據AutoForm分析結果的造型重新調整后，將上模翻邊鑲件局部補焊，上、下模數控加工完成后，鉗工合模后上壓力機檢查并調整整改部位間隙，將該工序整改完成后的工序件供后工序調試使用。

圖13 調整直翻邊造型 AutoForm分析

（3）調整側翻邊整形沖壓角度。側翻邊整形檢查原加工數模，發現側翻邊斜楔還有5°的沖壓角度可以調整，原來的斜楔沖壓方向是打開5°，即不是90°翻邊，制件95°側翻邊所需的成形力F1比90°側翻邊的成形力小，且整形部分成形力F2固定不變，如圖14所示。增加側翻邊的成形力F1，改善制件的塑性變形量，減少側翻邊時向上回彈趨勢。經過AutoForm 分析計算，整個A 柱區域回彈降低1.5 mm左右，調整加工數模，上模鑲件局部補焊和下模一起數控加工后，鉗工合模上壓力機檢查翻邊整改區域間隙，滿足要求后，沖壓完成，等待檢測制件并驗證結果。

圖14 調整側翻邊角度AutoForm分析

4 結果驗證

（1）經過上述3種整改方案的疊加實施，可以避免進行全工序回彈的處理，全工序模具重新調試出件后上檢具檢測驗證，從整改后的檢測報告（見表3）來看，S 面自由回彈基本無變化，公差控制在要求內；整個A 柱跟整改前回彈發生根本性變化（見圖15），回彈控制在±0.5 mm 左右，整改取得了理想的效果。

表3 整改后檢測報告

圖15 整改前后檢測報告對比

（2）后期針對客戶要求公差±0.3 mm，從整改后檢測報告看，整改后的超差量較小，再通過數模更改后機械加工意義不大，從以往項目經驗和實際情況看，這種情況下只有鉗工針對超差點進行精細化研配調試以滿足客戶±0.3 mm的要求。

5 結束語

上述整改方法整體工作量較小，整改周期也較短，從試模驗證、AutoForm 精確分析、加工數模及到研配調試出件共10天左右，整改成本不到全工序模具型面整改加工的1/10，取得較好的經濟效益，為后續翼子板回彈整改提供參考作用。