后門外板門把手凹坑問題解決方案

李曉超，趙曉柏，吳雷，陳松

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定071000）

0 引 言

隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，消費者對汽車個性化需求愈來愈強，精美犀利的棱線、流線型整車外觀倍受關注。車門把手位于車身S級面，整車評價過程中質檢人員會著重關注，受門把手造型影響導致其沖壓過程產生表面缺陷，影響消費者對整車的精細感知。

1 門把手凹坑問題描述

以某車型設計驗證（ET）階段的后門外板為例，對門把手凹坑問題及解決過程進行闡述。表面缺陷位于后門外板門把手前部，如圖1所示，使用150 mm油石條在制件外表面打磨確認，門把手前部存在75 mm×60 mm×0.02 mm凹坑，通過斑馬線目視評價，門把手前角部存在明顯光影變形，經過電泳、噴漆后在整車外觀可見，屬于目視明顯的B類外觀缺陷，問題亟待解決。

圖1 面品缺陷狀態(tài)

2 門把手凹坑問題形成原因

門把手凹坑是板料在成形過程中門把手部位不均勻拉深而產生的一種彈性變形，多以門把手拐角部位凹坑狀態(tài)呈現(xiàn)，少量車型在門把手上部或下部呈凸起狀態(tài)，目視光影均存在扭曲變形，不同外觀造型的車門和不同的門把手結構均存在不同程度的表面質量缺陷。門把手凹坑的產生與門把手造型有關系，所以越來越多的車企逐漸簡化門把手造型，以確保門把手在拉深過程中均勻成形，提高車門外觀的成形質量。

某車型門把手結構如圖2所示，整體為梭形輪廓，減少了4個拐角（常規(guī)門把手有8個拐角，如圖3所示），降低了凹坑問題產生的概率。門把手安裝面深度a為1.5～3 mm，扣手深度b控制在20 mm左右，但兩者仍存在較大落差，導致在拉深成形到底前3 mm時，左、右門把手部位出現(xiàn)不均勻拉深，拐角部位存在壓縮和伸展應力不均衡的情況（見圖2（b）），同時扣手上、下部位圓角成形硬化產生凸起變形，如圖4所示，最終導致車門把手周圍出現(xiàn)凹坑缺陷。

圖2 后門外板門把手造型及受力情況

圖3 常規(guī)門把手造型

圖4 后門把手變形示意圖（M指板料位置的移動變形）

后門外板采用1模2件生產，左、右件對稱布置，如圖5所示。為提高門把手成形質量，設計過程中需確保門把手造型區(qū)域盡早接觸板料，如圖5中C-C所示。門把手先觸料是理想狀態(tài)，實際設計過程中多以門把手前部區(qū)域早觸料居多，避免成形過程中門把手部位板料懸空造成成形質量不良。從D-D截面確認車門成形過程，需按照c→d→e的觸料順序設計壓料面，與C-C的方案共同確保門把手區(qū)域早觸料，保證門把手區(qū)域拉深充分，降低表面缺陷問題發(fā)生風險。

圖5 后門拉深工藝斷面

結合AutoForm軟件油石功能確認制件拉深質量，如圖6所示，門把手拐角部位均存在拉深缺陷風險，與現(xiàn)場制件打油石的狀態(tài)接近。雖然在工藝設計階段已分析門把手產生凹坑的風險，但是工藝設計過程進行了反復調整和驗證，問題仍未消除。

圖6 后門外板拉深質量分析

3 門把手凹坑驗證

通過對后門外板拉深工序進行分次閉合來驗證門把手成形質量狀態(tài)，如圖7所示，分別將拉深模閉合高度抬高5、3、1 mm，模具閉合到底前5 mm和3 mm對制件打磨油石確認均無問題，閉合到底前1 mm制件門把手產生凹坑。到底前5 mm制件扣手部位已成形15 mm門把手安裝面，模具零件僅接觸門把手周圈輪廓圓角，但未開始成形；到底前3 mm制件扣手成形至17 mm門把手安裝面，靠近主棱線部位剛開始觸料成形；到底前1 mm制件門把手造型接近成形到位狀態(tài)，凹坑出現(xiàn)。

圖7 后門外板分次閉合

綜上所述，門把手凹坑產生在門把手安裝面成形階段，即閉合到底前3 mm以后，此階段扣手已成形并從周圈拽料，當門把手安裝面開始成形時會阻斷扣手前、后方向的進料，尤其門把手安裝面拐角部位的材料流動發(fā)生扭轉，出現(xiàn)材料流動不均勻，導致面品凹坑產生。初步解決方案是通過模具將車門整體型面成形到位，門把手安裝面局部不成形，即門把手安裝面采用淺拉深，再通過后工序將未成形部位整形到位。

4 實施整改方案

門把手安裝面局部采用淺拉深，在凹模門把手部位設計鑲件結構，如圖8所示。

圖8 拉深模局部結構

工藝設計將凹模門把手安裝面抬高2～3 mm，如圖9所示，自門把手圓角向圖示點劃虛線部位漸變橋接，內側型面均勻過渡，實現(xiàn)門把手安裝面局部淺拉深。因拉深凸模為成品狀態(tài)且門把手安裝面依靠凹模成形，整改過程僅加工凹模點劃線部位。

圖9 門把手淺拉深設計

翻邊整形工序設計門把手整形塊，將拉深的淺型面整形到位，如圖10所示。壓料芯門把手周圈外板面制作寬80 mm、強壓0.15 mm的壓料面（見圖11），修邊沖孔件已沖出門把手安裝孔有利于整形過程從沖孔部位向整形面送料，并通過壓料芯強壓規(guī)避整形過程從門把手部位拽料導致凹坑產生，最終實現(xiàn)后門外板門把手安裝面整形至理想狀態(tài)。

圖10 翻邊整形模局部結構

圖11 壓料面設計

5 整改效果驗證

結合軟件對整改方案進行驗證分析，門把手前部打磨油石后表面質量明顯改善（見圖12），按上述整改方案對模具結構進行整改，通過對拉深和翻邊整形工序進行強壓研合和整形量微調，全工序出件后打磨油石，光影評價滿足整車品質要求。

圖12 后門外板整改后表面

6 結束語

介紹了后門外板門把手凹坑問題整改過程，對其進行了分析和方案驗證，以提高整改方案有效性，明確問題發(fā)生原因和過程狀態(tài)是整改的重要措施之一，有的放矢才能避免反復整改卻無改善的情況；短周期、快速整改才能有效提升整車質量。