側圍外板C 柱中部A 面缺陷研究

趙子海，張震宇，郝科偉，司馬忠效，董文云，馬敏芳，張 毅，董曉光

1.吉利汽車集團有限公司制造工程中心（浙江寧波 315336）

2.東風商用車車身廠（湖北十堰 442000）

1 引言

側圍外板是汽車車身最大、最復雜的外覆蓋件，其外觀面較多，C柱處更是消費者最容易看到的外觀面，外觀質量直接影響整車的外觀感知。采用合理的沖壓工藝及模具結構，再利用CAE 軟件進行輔助預測，可有效預防側圍沖壓件C柱中間處外觀缺陷。

2 某SUV車型側圍C柱中間處制件形狀及A面缺陷

（1）某SUV車型側圍C柱中間處制件形狀，如圖1所示，因整車造型追求肌肉感，所以該處內凹較大。

（2）該側圍外板采用落料、拉伸、修邊沖孔整形（兩個門洞處連修帶整）、修邊整形側整形、翻邊側翻邊整形側整形、修邊側翻邊沖孔側沖孔沖翻孔，共六序完成。側圍外板C 柱中間區(qū)域，在沖壓模具調試時，制件會產生圖2所示凹坑缺陷。

圖1 某SUV車型側圍外板

圖2 側圍C柱中間處A面缺陷

3 側圍外板C柱中間A面缺陷原因分析

3.1 面缺陷原因分析一

（1）制件造型此處平面輪廓和頂部都是反凹形狀，且頂部反凹嚴重，小區(qū)域內反凹28.8mm；拉伸凸模接觸板料兩端先接觸，中間懸空，造成拉伸多料，如圖3、圖4所示。

圖3 側圍C柱中間制件特征

圖4 側圍C柱中間制件特征剖視圖

3.2 A面缺陷原因分析二

（1）拉伸成形過程中，多余料較多，CAE 分析到底前5mm還存在余料起鼓現象；CAE分析過程如圖5所示。

CAE 分析到底，應變方向顯示此處車身X 向受拉，車身Z向受壓，如圖6所示。

圖5 側圍C柱中間處CAE分析過程

圖6 側圍C柱中間處CAE分析到底應變方向

表面凹陷的產生與成形過程走料不均勻、制件不均勻回彈以及該區(qū)域的殘余應力有著密切關系；在成形分析和現場制造過程中，C柱處屬于輪廓和型面都反凹的區(qū)域，圖7所示是回彈分析后的殘余應力，CAE分析回彈后次應力，一般次應力（minor stress）＞-50就可以滿足面品質量要求，但該區(qū)域次應力小于-50。

圖7 側圍C柱中部CAE分析回彈后的次應力

3.3 A面缺陷原因分析三

OP20側圍C柱處整形時，整形鑲塊接觸過拉伸型面時，產生水平方向的分力，把料向A面方向推；當壓料芯研合差或壓邊力不足時，導致A 面發(fā)生變形，使得拉伸已經產生的缺陷加大，如圖8所示。

圖8 OP20整形變形，使缺陷嚴重

4 側圍外板C柱中間A面缺陷解決措施

（1）制件優(yōu)化，該處制件側壁拔模角及下R 角滿足制件結構要求時加大，拉伸工序加大此處對應拉伸筋，保證拉伸成形到底前5mm沒多余料，且不開裂，制件設變如圖9所示。

圖9 制件優(yōu)化

（2）工藝優(yōu)化，過拉伸在保證拉伸成形的前提下，盡量做小，以減小該處整形量，過拉伸形狀按圖10制作。OP20整形下圓角比制件做小R1mm，把拉伸多余的料下拽。

（3）模具結構優(yōu)化，OP20整形工序壓料芯加鑲塊如圖11所示，加大缺陷處壓料芯壓邊力，局部缺陷處壓料芯布置氮氣缸，保證該處強壓及壓合率。

圖10 過拉伸形狀

圖11 壓料芯鑲塊結構及區(qū)域

（4）按以上措施更改后，該缺陷audit 評分C10 滿足制件要求，油石檢查基本連續(xù)，如圖12所示。

圖12 更改后效果

5 結語

針對側圍C 柱中間處A 面缺陷進行缺陷原因分析，在制件、工藝、模具結構和進行缺陷措施制定，致力于提升零件成形質量，有效解決制件外觀缺陷。