汽车前盖冲压缺陷问题分析

方叶来

摘 要：汽车前盖属于大型外覆盖件，其形状复杂，表面质量要求高，成形工艺难度大，是汽车车身制造的关键环节。冲压生产过程中，前盖容易产生表面塌陷、局部起皱、刚度差、表面波浪或压印等质量缺陷，影响成形零件的精度和外观。近年来，随着车企竞争压力的增大，新车型研发和汽车更新换代速度日益加快，这些都对冲压工艺提出新的挑战，如何正确有效地分析和处理各种冲压缺陷，减少冲压零件的后续返修和报废，对提高生产效率、降低生产成本起着重要的作用。现对前盖生产过程中常见的质量缺陷进行分析和处理，并对缺陷问题处理过程进行总结。

关键词：汽车前盖;冲压缺陷;问题分析

0 引言

零件是组成设备的最基础部件，其质量会对整个设备造成直接影响。因此，在零件生产加工过程中，应当及时发现缺陷产品，避免不合格产品出厂。冲压成形生产效率高、成本低且可用于复杂成形，但该方法对板材的成形性能要求高。本文对汽车前盖冲压缺陷问题进行研究，以提高产品生产效率。

1 前盖常见冲压缺陷

第一，单件与总成平面度超差。前盖拉深成形过程中有时会导致轮廓平面度超差，影响总成及其与翼子板匹配后的平面度。该缺陷不仅会影响零件外观质量，还会影响风噪，且车型越大，这种影响越突出。通过抬高前盖内板的咬边面进一步缩小该偏差，为了获得尺寸的补偿规律，一方面手动对内板返工件进行校正;另一方面修模时利用样板提供的校正数据，对模具结构进行整改。第二，外板型面塌陷。前盖在拉深过程中有时会导致表面塌陷，影响前盖内外板涂胶间隙。涂胶间隙过小，胶水收缩会在引擎盖上呈现胶水印;涂胶间隙过大，会增大脱胶风险。为了补偿因外板塌陷而减小的涂胶间隙，将加工好总成的前盖涂胶面处进行分区、凿洞、测量间隙，然后对比理论间隙得到前盖涂胶面的优化量，基于该优化量对前盖内板模具结构进行整形、补焊、加工、研配。通过采取一系列措施后，使前盖内板涂胶面降低。第三，内外板涂胶面间隙偏差。前盖总成风窗处表面尺寸缺陷、水箱密封条匹配面间隙超差、外板型面塌陷等多种原因都会引起涂胶间隙偏差。工艺设计前期对内板型面进行补偿以获得合理的涂胶间隙，补偿数据应考虑模拟结果并结合以往项目经验。模具制造后期因风窗平面度、外板型面塌陷等原因导致的涂胶面间隙偏差问题，其缺陷现象可进行整改。第四，外板logo定位超差。前盖logo与匹配轮廓间隙不均匀会影响外观质量。

2 缺陷形成原因

当冲压成形过程实施时，在成形初期凸模先接触覆盖件底部，这时底部斜面处于自由表面状态。凸模继续向下运动，直到底部斜面最终成形。底部与凸模接触后，由于冲压过程继续进行，此时板材仍承受双向拉应力，并存在多处拉伸筋，使拉应力增大，避免起皱发生。底部斜面在冲压的最后阶段成形，在冲压过程一直是自由表面。首先对起皱部位进行受力分析，简化薄板受力为平面应力状态，由于起皱部位在底部斜面靠近圆角位置，按锥形零件侧壁受力进行分析。结合冲压原理和金相分析，推断压边力设定偏大或者凸模圆弧过渡半径R设计偏小导致材料的流动补充不足，这样使圆角台阶存在较大的拉应力，厚度减薄，这是出现颈缩的模具原因。而减小压边力和增加圆弧过渡半径R则又可能导致起皱发生。

3 汽车前盖冲压缺陷改善措施

3.1 成形性优化

影响覆盖件冲压成形性的主要工艺因素包括拉延深度、补充面造型、压边力与拉延筋系数等。根据成形模拟结果，抬高压料面以降低拉延深度，增大工艺补充面侧壁拔模角度与入模圆角半径，同时减小压边力与各区域拉延筋系数以增加材料流入。产品造型是影响零件成形性的另一重要因素。分析铝合金前盖内板冲压模拟结果可知，大部分开裂风险区域位于零件内部，主要由于产品造型较深、侧壁拔模角度以及圆角半径过小导致，单纯优化冲压工艺参数并不足以完全消除开裂，必须对产品造型进行优化。考虑到零件匹配需求，在保持匹配面位置与尺寸不变的前提下，对开裂风险区域拔模角度与圆角半径进行了放大处理，对于产品优化造成的零件刚度损失，通过更改加强筋布局与宽度进行弥补，保证最终产品满足刚度及碰撞模拟需求。分析模拟结果可知，零件成形性得到显著优化，局部存在成形不足现象，部分侧壁仍有轻微开裂风险，零件整体满足冲压生产要求。

3.2 冲压过程质量控制措施

冲压加工过程中形成的缺陷，是因为先进汽车前盖质地过软、冲压模具刀块使用方法和质量问题、冲压模具之间存在间隙等问题。在制作需要的零件过程中，需要先对先进汽车前盖塑型，經过弹性形变作用和塑性形变作用后，致使先进汽车前盖质地过软，导致先进汽车前盖接受冲压加工过程中断裂，在断口形成缺陷，致使这部分材料损毁。是以需要根据加工成的零件，选择参数合适的先进汽车前盖，考虑弹性形变作用和塑性形变作用对先进汽车前盖质地的影响，控制弹性形变和塑性形变作用力。冲压模具刀块使用方法和质量问题、冲压模具之间存在间隙都是因为使用方法错误导致。用冲压模具刀块加工先进汽车前盖不同面需要使用不同的安装方法。加工过程中，冲压模具刀块积蓄的热量，需要进行冷处理。冲压模具刀块刃口经过长时间使用出现磨损情况，需要及时更换刀块。加工前，必须随时对冲压模具进行检查，冲压模具中的凹模和凸模位置是否正确，使用模具切割时，上下裂纹是否会重合，只有上下裂纹重合时，冲压模具加工过程中才不会产生缺陷。

4 结束语

综上所述，冲压加工汽车前盖批量生产零部件是当前最重要的加工方法，但是冲压加工的过程中，会形成各种缺陷，影响零件二次加工，产生质量问题和安全问题，影响生产出的产品美观度，甚至导致生产出报废品，浪费时间和生产力。是以本文提出的汽车前盖冲压成形的缺陷分析与质量控制措施这一课题具有十分重要的意义。本文对汽车前盖冲压加工过程中形成的各类缺陷，寻找引起的原因，提出改进办法。冲压加工过程中形成的缺陷还有许多，并不完善，还需要不断寻找冲压加工汽车前盖过程中存在的缺陷并加以解决。

参考文献：

[1]费姝霞，王宏霞.汽车冲压件翻边缺陷的解决方案[J].模具技术，2019（06）：44-48.

[2]李靖.汽车冲压件缺陷分析及质量改进[J].科技创新与应用，2019（25）：114-115.

[3]马淑莉.汽车冲压件成形及其缺陷分析[J].科技创新导报，2018，15（21）：85+87.