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中国科技期刊数据库 工业 A 2019 年 2 月 407 汽车钣金件常见缺陷探究及预防 王 健 1 张 明2 1.长城汽车股份有限公司河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000 2.精诚工科汽车系统有限公司保定模具技术分公司，河北 保定 071000 摘要：对于汽车而言，车身钣金件，以及车架上的热轧钢件都是应用冲压工艺生产的。可以说冲压工艺设计合理与否直接关系到钣金件的尺寸精度，从而影响后续焊装、总装的尺寸精度控制。为此，本文对车身钣金件的冲压工艺、车身钣金件冷冲压模具、钣金件冲压生产中存在的质量问题、提高钣金件质量的方法进行了简要分析。 关键词：汽车...
中国科技期刊数据库 工业 A 2019 年 2 月 407 汽车钣金件常见缺陷探究及预防 王 健 1 张 明2 1.长城汽车股份有限公司河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000 2.精诚工科汽车系统有限公司保定模具技术分公司，河北 保定 071000 摘要：对于汽车而言，车身钣金件，以及车架上的热轧钢件都是应用冲压工艺生产的。可以说冲压工艺设计合理与否直接关系到钣金件的尺寸精度，从而影响后续焊装、总装的尺寸精度控制。为此，本文对车身钣金件的冲压工艺、车身钣金件冷冲压模具、钣金件冲压生产中存在的质量问题、提高钣金件质量的方法进行了简要分析。 关键词：汽车；钣金件；缺陷 中图分类号：U466 文献标识码：A 汽车白车身作为给乘员提供必要乘坐驾驶空间的总成，它的几何质量要求包括内饰间隙和外观面差，以及电气系统、动力系统、和其他功能性附件的装配要求 ，涉及数千个零件是否能在车身总成上合理布置装配；尺寸工程以各系统的需求为目标，为白车身相关系统确定质量控制目标，以质量控制目标为目标对钣金件、焊装分总成和总成三大块进行控制来确保。汽车制造是一个系统集成工程，要将上万个零部件组装成一个用户满意，市场竞争力强的产品，需做好零部件设计、制造、装配各个环节的质量控制，要做好这个工作，必须要利用尺寸工程这一强大的工具才可以实现。车身尺寸工程包括车身设计、零件制造和总装配三个过程，并将这三个过程有机的组合起来，达到同一个质量控制目标。通过尺寸工程这一工具提前给出质量的控制目标，将控制目标分解到三个环节，分散实施控制。在白车身钣金件的设计阶段，尺寸工程主要按照以下步骤进行：定位系统的设计、公差设计、工艺支持、功能尺寸等。 1 1 车身钣金件的冲压工艺 汽车白车身钣金件生产工艺几乎都采用冲压工艺，从钣金件使用和要求角度可以分为车身外表面覆盖件和车身结构件。车身外表面覆盖件是具有复杂空间曲面形状特征的大型钣金件，质量要求表面曲率合理、线条流畅、刚性好，其设计和制造质量优劣影响客户的购买意愿，比如：侧围外板、后围外板、车门外板等；车身结构件的质量相对于车身覆盖件而言要求较低，但也是决定白车身整体性能的重要因素。车身结构件构成了白车身承载梁框架结构，是白车身承载负荷的基础，对于白车身所要求的结构强度和刚度而言意义重大，比如地板纵梁、风窗前内立柱、后围立柱等。 2 车身钣金件冷冲压模具 冷冲压模具是生产白车身钣金件的主要工艺装备，冷冲压模具按冲压工艺一般可分为冲裁模、成形模、弯曲模三种。冲裁模能实现的工艺有落料、修边、冲孔、切断等;成形模能实现的工艺有拉延，整形、成型和压印等；弯曲模能实现的工艺有翻边、折弯、弯曲和卷边等。按照模具的动作方式、工序的复合程度来分一般可分为单工序模、级进模、复合模三种。单工序模是指压力机一次行程只能完成一个冲压工序的模具；级进模是指在依次排列不同工步的凸模下面连续送进坯料，使得压力机的一次行程中，在模具的不同部位同时完成数道工序的模具；复合模是指压力机一次行程中，在模具的同一部位上可以同时完成数道冲压工序、冲件材料无需进给移动的模具。冲压模具的主要部件由凸模、凹模和压料器三个部分组成，覆盖件的表面外形变化决定于凸凹模型面变化，在冲压加工过程中压料面使板材周圈处于压应力的状态下，确保板料能够受力充分，同时避免开裂和皱纹现象出现。 3 钣金件冲压生产中存在的质量问题分析 1）钣金件尺寸质量问题 回弹效应是导致钣金件出现尺寸质量问题的根本原因，所以在冲压工艺设计时必须对回弹效应进行控制。回弹效应是板料变形后去除外部载荷时，由于弹性变形区弹性恢复以及塑性变形区材料的弹性变形部分的弹性恢复，使其形状、尺寸都发生与加载时变形方向相反变化的现象。成形后的回弹量决定钣金件的最终形状，如果回弹量大于允许公差，影响钣金件的尺寸精度，导致后续工序比如焊装阶段和总装配阶段的质量水平下降。由于冲压工艺设计不合理和模具结构不合理引起零件变形区的材料塑性变形不完全而导致发生回弹现象。 2）冲压钣金件表面质量问题 外覆盖件表面质量在乘用车车身上要求非常高，在喷漆过程中会由于表面上任何细微的瑕疵引起光线的漫反射而损坏漆层鲜映性、光泽、整体效果等，使得整车外观感觉大打折扣。 3）白车身钣金件刚度不足 由于板料拉延成形时塑性变形的不均匀性影响，车身覆盖件某些部位刚度不足。在焊接装配时，钣金件在搬运和定位夹紧过程中，夹具夹紧力、焊钳夹紧力、自身重力三种作用力共同作用于钣金件，如果钣金件刚性不足，在这三种作用力的作用下容易产生变形，从而使得车身尺寸精度无法控制，出现偏差问题。汽车在高速行驶过程中，很容易与空气产生共振，形成“风哨”，大大降低汽车行驶舒适性。 4 提高钣金件质量的方法 1）正确制定拉延成形工艺 白车身的钣金件型面比较复杂、形状曲率变化较大，这就决定了钣金件的拉延工艺设计复杂困难。所以，就需要对拉延成形过程的原材料的应力、应变状态以及金属流动规律进行分析，从而制定出正确合理的冲压工艺。随着 CAE 技术的普遍应用，DYNAFORM、AUTOFORM 等分析软件逐渐被使用，可以仿真出原材料的拉延成型过程，为我们合理编制冲压工艺提供依据。 2）选用性能好的成形材料 由于白车身钣金件成形难度大，其成形的成功与否很大程度上也取决于选取的成形原材料的性能。选用表面质量好，塑性好，尺寸精度高，伸长率好，屈服强度低的成形材料，就为提高产品质量打下了非常重要的基础。 3）合理设置拉延筋 通过拉延筋的尺寸变化和合理布置可以改善零件的拉伸条件，合理控制毛坯金属的流动方向，有效调节压料面上各部分的进料阻力，使板料得到充分成形，完全拉伸。钣金件外形轮廓、起伏特点和拉延深度决定拉延筋的数量、位置及高度。拉延深度大的钣金件在直线 条拉延筋，在布置拉延筋时，要确保拉延毛坯流动方向一定要与拉延筋的方向成 90夹角。 5 结束语 白车身作为汽车的标志性总成，其做工精良与否、尺寸精度控制的好坏成为影响整车制造质量的重要原因之一。车身尺寸精度控制包括产品设计、产品制造、控制检测等各个过程。在白车身的生产过程中进行质量监控，既可以追溯到设计阶段找出设计缺陷问题。 参考文献 [1]庄明惠.汽车制造 2mm 工程的实施方法的探讨[J].汽车工艺与材料,2004(4).
