沖壓件的質(zhì)量直接決定著整車的外觀品質(zhì)。沖壓制件的制造工序一般包括拉延、修邊沖孔和翻邊整形等，而拉延工序由于成形過程的復(fù)雜性，在很大程度上決定著產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定性，拉延成形質(zhì)量直接影響著外觀品質(zhì)和裝配精度。

汽車覆蓋件的沖壓成形過程是一個涉及幾何非線性、接觸非線性和材料非線性的塑性變形過程。而車門內(nèi)板作為汽車白車身開閉件的主要“骨骼”制件，曲面形狀復(fù)雜（其形狀包括車身特征曲面棱線、增加強度的形狀加強筋以及安裝內(nèi)飾件的形狀凸臺等局部形狀），其拉伸深度較深，各處應(yīng)力也不均勻，容易造成褶皺及開裂。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya202411820.html

同時，由于與車門外板包邊關(guān)系及窗框部位與整車的匹配關(guān)系對尺寸要求較為嚴(yán)格，沖壓制品件的缺陷不僅會增加線尾操作檢查人員的勞動強度，還會增加制件的報廢、翻修數(shù)量，對生產(chǎn)效率和效益影響很大。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya202411820.html

在序列化生產(chǎn)中產(chǎn)生的問題，一般通過調(diào)整平衡塊、改變拉延筋阻力條件和模具板料潤滑條件來試驗解決，試驗周期較長。利用Autoform等有限元分析軟件構(gòu)建工藝補充型面和壓料面，對成形過程進行數(shù)據(jù)模擬，依照分析結(jié)果對原有設(shè)計方案進行優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)場模具調(diào)試經(jīng)驗，為解決類似問題提供了新的思路和方法。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya202411820.html

一、問題現(xiàn)狀描述文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya202411820.html

車門內(nèi)板在序列化生產(chǎn)中，B柱區(qū)域時常出現(xiàn)褶皺問題，幾乎每批次都要對褶皺問題進行調(diào)試，每批次調(diào)整3次左右，總停機時間達20～40min，對生產(chǎn)效率造成了很大影響。同時因調(diào)試褶皺問題，開裂現(xiàn)象也隨之產(chǎn)生，造成零件的報廢，返修數(shù)量也較高。具體問題如圖1。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya202411820.html

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二、根本原因分析文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya202411820.html

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如圖2所示，從“人、機、料、法、環(huán)”五個方面，分析前車門內(nèi)板 B 柱區(qū)域產(chǎn)生褶皺的原因，逐一分析確定。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya202411820.html

1. 工藝參數(shù)分析文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya202411820.html

通過調(diào)整工藝參數(shù)中的壓邊力和拉深模調(diào)整塊間隙來改變褶皺區(qū)域壓料面的壓力，以及通過調(diào)整板料涂油方案來改變潤滑條件等均無法得到穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)，當(dāng)改變不同卷材料時會再次出現(xiàn)褶皺或開裂等失穩(wěn)缺陷。

2. 板料性能分析

通過跟蹤前門內(nèi)板材料（MBN 11251—CR5—IFEG53/53—E，t=0.8mm）力學(xué)性能變化，未發(fā)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)（屈服強度、抗拉強度、伸長率、n值和R值）存在有規(guī)律的較大波動變化，均在規(guī)定值參數(shù)范圍內(nèi)，與出現(xiàn)的開裂褶皺問題無一致性。

圖3所示是以屈服強度為例的不同卷材料變化曲線。

3. 模具研合率及拉延筋調(diào)整

模具拉延筋及管理面粗糙度良好，對模具研配情況進行檢查，可以看出壓邊圈與凹模間隙均勻無硬點（圖4），筋外非管理面著虛色，拉延筋及筋內(nèi)管理面著實色，研合率在90%以上，滿足技術(shù)要求。

嘗試將褶皺區(qū)域拉延筋進行補焊加強，褶皺消除后批量生產(chǎn)時此部位出現(xiàn)縮頸開裂，調(diào)整平衡塊和拉延筋后褶皺再次出現(xiàn)，無法得到穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)。

4. 模具成形有限元分析

依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和成形工藝，通過應(yīng)用Autoform有限元分析軟件進行CAE成形分析發(fā)現(xiàn)此處產(chǎn)品特征設(shè)計復(fù)雜，為三條特征棱線的交匯處，此處拉延最深約為145mm，型面起伏比較大，成形中先觸料，在成形到底35mm時褶皺已經(jīng)產(chǎn)生，成形完成時褶皺未消除。

圖5所示為到底前35mm、15mm和5mm時褶皺變化情況。

三、有限元分析及方案制定

1. 有限元分析

基于此版CAE成形分析模擬參數(shù)對上下模的型面進行更改，增大三條棱線交匯點的弧度（型面更改后最高點減少約2mm），使其觸料光順，來優(yōu)化材料在成形過程中的流料阻力和分布，使缺陷區(qū)域內(nèi)應(yīng)力分布均勻，更改后Autoform成形模擬起皺消除。

結(jié)合前門內(nèi)板加工工序OP10拉延—OP20修邊沖孔側(cè)修邊—OP30修邊沖孔側(cè)修邊—OP40沖孔整形—OP50翻邊整形沖孔側(cè)沖孔，更改的交匯點型面在OP40工序有整形工作內(nèi)容，可由此工序整形得到產(chǎn)品型面，所以我們認(rèn)為光順型面更改方案可行。

圖6所示為光順后成形模擬過程走料變化。

2. 方案制定

根據(jù)有限元分析結(jié)果，特征棱線交匯點處成形復(fù)雜、困難，同時型面起伏大，容易產(chǎn)生褶皺，光順交匯點處型面高度能有效解決此褶皺問題。

模具整改方案：

①對OP10上模特征棱線交匯點處進行光順處理，下模不處理；

②OP20壓料板研合；

③OP30修邊鑲塊數(shù)控加工；

④對零件局部更改的凸緣面和修邊線進行測量，確認(rèn)是否超差；

⑤依據(jù)超差與否情況決定對OP40該處整形的調(diào)整。

四、方案分步實施

依據(jù)有限元分析制定的方案和調(diào)試整改經(jīng)驗，主要采用以下措施：

1）為減少給序列化生產(chǎn)帶來的風(fēng)險，并對比此方案效果，選取了左件進行優(yōu)先實施，并用角磨機采用人工打磨的方式逐步光順交匯點處型面（圖7）。

在試模壓力機上采用人工打磨方式逐步光順型面，可以在用角磨機打磨后直接沖壓拉延件確認(rèn)效果，確保型面打磨量最小，以減小后工序整形工作量，從而減小回彈引起尺寸波動的風(fēng)險。

2）在打磨量約1mm時，取得了無褶皺狀態(tài)的拉延件，進行±20%壓邊力試驗，無褶皺和開裂產(chǎn)生，狀態(tài)穩(wěn)定。

3）依照無褶皺缺陷拉延件對模具更改部位的OP20壓料板進行型面研配。

4）在三坐標(biāo)送檢后，依據(jù)尺寸測量結(jié)果判定對OP40和OP30修邊的整改。

5）依照對左件的整改經(jīng)驗，對右件進行實施整改。

五、效果驗證

1. 表面質(zhì)量

對OP10上模特征棱線交匯點處進行光順處理后，褶皺缺陷消除。整改后 B 柱區(qū)域褶皺消除（圖8）。

至今已生產(chǎn)約3萬件，無起皺和開裂問題發(fā)生，狀態(tài)穩(wěn)定。

2. 尺寸精度

觀察整改前后單品件 CMM報告，由于模具OP10型面光順量較小，整改后單品尺寸報告與模具更改前單品件狀態(tài)一致，無明顯差別，滿足精度質(zhì)量要求。同時，分別觀察模具整改前后的前門內(nèi)板窗框部位、前門焊接總成CMM報告，前門內(nèi)板尺寸敏感的窗框區(qū)域以及與外板合邊完成后的總成狀態(tài)，在模具整改前后，尺寸也無明顯波動。

六、經(jīng)驗總結(jié)及模具設(shè)計建議

1.Lesson Learn 經(jīng)驗總結(jié)

（1）針對類似產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在工藝設(shè)計時，需注意有限元模擬仿真，調(diào)整相關(guān)工藝補充造型和拉延工藝參數(shù)，得到理想的成形結(jié)果，為后序穩(wěn)定量產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

（2）在模具調(diào)試階段注意把控評估相關(guān)疑難點的風(fēng)險，相比在序列化生產(chǎn)階段整改，在項目前期模具調(diào)試階段整改的成本和風(fēng)險更小。

（3）加強對不同車型前門內(nèi)板B柱造型的總結(jié)，了解對比產(chǎn)品特點。

2. 模具設(shè)計建議

門內(nèi)板類制件在模具設(shè)計時如果因造型復(fù)雜而引起某一區(qū)域板料流動不易控制時，可通過微調(diào)產(chǎn)品特征造型來實現(xiàn)拉延成形過程的穩(wěn)定，將微調(diào)部分通過后工序整形工藝得到最終產(chǎn)品造型。