翼子板表面质量缺陷的处理方法

翼子板缺陷位置

　　汽车外覆盖件的表面质量是静态精细感中的重要组成部分，其缺陷主要由生产过程造成的非固定点与冲模造成的固定点形成的，非固定点为生产过程中的磕碰、划伤、人为损坏等原因造成的表面质量缺陷，固定点为模具冲压造成的表面质量缺陷，而模具造成固定点表面质量缺陷一直是各汽车厂面临的难题。其中翼子板在汽车上的装配位置，在成人的腰部上下，顾客对此区域并不需要仔细观察便可察觉细微的表面质量缺陷，此关键位置的缺陷问题必须消除。

　　缺陷问题原因分析

　　（1）零件造型。由于此类型的翼子板造型平缓，深度约150 mm，在拉深过程中缺陷位置的材料主要受到压料面提供的拉应力，所受的横向拉应力远小于深度方向的拉应力，可以忽略不计，此位置极易出现起皱现象。

零件造型分析

　　（2）拉深工艺分析。根据零件造型设计拉深工艺，脱模角在满足成形性能的前提下应尽量小，以提高零件成形所需的拉应力，拉深深度则以零件翻边区域展开后尽量在凹模口以内为原则。这样的拉深工艺设计虽节省板料，但拉深过程中压料面的进料不均衡，会造成传力区的板料发生轻微褶皱，最终导致零件区域出现波浪。由于不能提供足够的横向拉应力，零件后期成形达不到理想状态，虽然成形到底时模具上、下型面闭合，上、下型面会压紧板料，但板料自身的回弹会使缺陷再现仍不能消除。

拉深工艺

　　（3）翻边工艺分析。模具采用侧翻边结构，为防止压料芯压伤零件，压料芯采用整体式，侧翻边结构安装氮气弹簧辅助压料芯提供侧向压料力。但氮气弹簧只能通过压料芯导板的装配间隙，使压料芯向受力方向微量移动来提供压料力，并不稳定，翻边时会导致零件表面出现凹坑。

侧翻边结构

　　表面质量缺陷解决方案

　　（1）拉深模修改。原拉深工艺的主要缺点是传力区面积过大，压料面的进料不稳定会影响零件最终的成形，所以需要减小传力区的面积，更改方案为在传力区增加台阶，为使零件成形过程中台阶与板料均匀接触，R1圆角面尽量与压料面平行。

拉深模工艺补充部分增加台阶

　　拉深过程中板料的传力区被凸模台阶分成上、下两部分，冲压过程中，由于压料面进料不均匀导致的传力区褶皱趋势被下模台阶R2阻断。上模继续下行，上模台阶R1开始与板料接触，又使之增加一条阻断，传力区面积继续减小，把压料面引起的波浪缺陷阻止在台阶以下。由于台阶截面长度大于原工艺截面长度，使这部分板料得到了更大的拉应力，板料拉深得更加充分。

　　经以上冲压过程分析得知，增加台阶后，传力区的板料成形性能由R1、R2、台阶的高度、宽度4 个因素决定（台阶的宽度与高度受原工艺脱模角度限制）。通过CAE软件对台阶R1、R2、高度、宽度4 个因素进行各种水平分析，得到各因素、水平对材料应变的影响。高度、宽度对应变的影响最大，R1与R2对应变影响较小，且高度过高时应变反而出现下降（过高时，R1不起作用，导致应变出现下降）。

台阶各个参数对板料应变的影响

　　经过CAE分析后，各因素采取合理的水平值对拉深模进行加台阶修改。由于工况条件与分析环境的差异，在实际修改时，圆角半径值均比分析值小1 mm制造，给调试模具留一部分空间进行微调，更改后的模具调试首件最好开裂或隐裂，以达到最优的拉应力，首件未开裂或隐裂可能会出现拉深不充分的状态且无法直观判断。此方法修改不用更改模具的分模线，材料利用率未发生变化，凸模补焊区域为工艺补充区，未破坏模具零件的型面区域，不会对零件造成补焊压伤，凹模直接加工即可。

更改后拉深模凸模

压料芯偏差加工

模具修改后成形的零件

　　（2）翻边模修改。为防止由于冲压角度造成的压料力不足，压料芯在侧压料部分采用偏差加工以提供强压，减小压料芯与凸模之间的间隙，以更好地配合侧翻边结构的压料辅助装置。为防止模具零件加工误差、钳工研合所造成的翻边边缘着色率不均匀问题，翻边边缘处偏差0.5 mm加工，采用向零过渡的方式制作，零件棱线作为强压过渡的零点以减小研合困难程度。修改后模具成形的零件，油石打磨与光影验证均无问题。

▍原文来源：《模具工业》2016年第6期