用钣金件检测全面反馈冲压模具问题

刘新磊 曹晨亮

摘要：汽车零部件中的钣金件通常采用冲压成形工艺，冲压成形工艺中材料属于金属塑性变形，特别是在弯曲、拉深、复杂成形等工艺中，材料的变形与流动比较复杂。关于钣金件在检测冲压模具问题上的探讨，需要先了解冲压模具质量检验的常见问题，主要有破裂、变薄、起皱、毛刺等，在检测过程中，要针对问题，采取合理有效的检测方法。

关键词：钣金件；检测冲压模具；问题分析

1 制件常用检测项简介

1）型面的面轮廓度，即钣金件各个面的位置度要符合位置度要求。一般在汽车钣金匹配过程中，面轮廓度是钣金件公差要求的重中之重，面轮廓度的好坏直接决定整车装焊的总体精度和车身美观。

2）线轮廓度，即各个边界的位置度，线轮廓度的好坏会影响件与件间的顺利焊接，直接关系到件是否能打上焊点，能否有足够的焊接保证制件间结合牢固。

3）孔位置度，即制件所有孔的位置度，孔位置度的好坏直接关系车身搭接的好坏和内饰能否正确安装。

4）制件稳定性，稳定性是衡量模具生产制件的量产连续性的重要指标，如果制件没有稳定性，其他各项指标均无法保证，不稳定的制件将导致装出的汽车一辆一个样。

2 冲压模具出现的问题

1）破裂。破裂是指在进行生产中冲压件表面出现连续分离的现象，这种现象主要出现在期间表面较为突出的地方，在压力面的转角区域出现的可能性会更高，破裂一般能够使用目视的方法进行判斷，产生这种情况的原因主要是由于材料流入过少，是该区域无法被完全覆盖，造成其结构不稳，这是冲压过程中最常见的问题，同时也是最严重的质量问题，破裂会对冲压件的内部结构造成严重损坏，并且零件无法进行返工，只能做报废处理，在实际生产中，一定要尽可能的避免这类问题，才能减少时间和资源的浪费，从而提高生产效率。

2）变薄（隐伤）。变薄现象是指冲压过程中，其冲压厚度小于允许出现的值，我们一般将允许值得80%作为其临界点，当小于80%时，我们便认为是由于变薄而引起质量问题。变薄的情况一般也是出现在零件形面突变的地点，比如在圆角附近的直壁上。变薄严重的情况下可能会导致破裂，它是破裂的前奏，若变薄的点出现受力破坏，就极有可能出现破裂情况，从而造成材料损失，所以说变薄称为隐伤。

3）起皱/波浪形。当冲压表面由于不平整，便会出现皱纹的现象，起皱状况一般是在连续平面中出现，当冲压过程中，受力不均衡或者表面不平整，便会出现起皱的现象，冲压件如果出现起皱的现象，极有可能会造成零件装配面存在无法完美贴合的状况，这对冲压件的美观性和质量造成严重的影响，起皱的问题一般可以通过手摸的方式进行判别，一般情况下，起皱问题较容易处理。

4）毛刺。毛刺一般指冲压件上由于超出形成正常冲压件表面的部分，这种现象多出现在切边和剪切边缘等地方，在进行剪切处理的过程中，由于上下刀口之间配合存在问题，这事造成毛刺形成的主要原因，毛刺过长也会造成零件之间难以咬和的问题，同时影响其外表的美观程度，毛刺也可以使用手摸的方法来进行判别，在处理时，使用相应的器械进行表面打平即可，其判别方法和处理方法与起皱存在相似性。

3 常用制件检测方式及优缺点分析

1）全尺寸检测，全尺寸检测就对制件各部位做全方位的检测，覆盖所有型面，轮廓，和孔。这种检测对制件做出全面的判断，对制件的每个部位都有涉及，可以总体的掌握制件的状态。缺点就是检测点太多，检测过程过慢，费时费力；且整体报告规模庞大，筛选有价值信息困难；还不能对制件稳定性做较好判断。

2）重点区域检测，重点区域检测就是抽取搭接面，配合面的关键点进行检测。检测量小，容易直观的寻找匹配问题的原因；重点区域检测缺点一样是对稳定性的检查不够，而且对类同件常发问题区域检测不够，且不能判断模具问题发生的工序。

3）CPK检测，CPK检测是抽查制件稳定性的主要检测模式，通过对多个抽样件共同点的检测，来判断制件的稳定性和复合型；通过对制件CPK的测量，可以判定制件的稳定性，制件的符合率；但CPK检测无法抽取太多的点，对制件整体状态检查不够，且无法推演模具的工序问题。

4）ICF检测，ICF检测主要是以模具工序为参照，抽取每序模具的关键成形点，通过对多个制件同一关键成形点的检测，来判断制件的稳定性和每序模具的稳定性，从而精确的控制制件的稳定性和每序模具的稳定性。

4 吸取各检测方法优点的全面反馈检测

要完成对装车可能出现问题的预估，就要满足制件和与之搭接的制件之间的相互基准传递所可能出现的情况作出预估，简单的说，就是能预估出当一个制件被焊接到别的制件上之后这个制件所可能出现的情况；要满足这个要求，就必须分析以该制件的某一焊接面为基准时整个制件的综合状态；这个分析我们可以借助一些几何算法，如：最佳拟合运算来完成（一般3D测量软件都包含此运算，如果没有相关3D测量设备，可以导入画图软件进行拟合或者在制作的检测表中加入相关运算），我们将每个搭接面取典型特征点，然后最佳拟合评价其他搭接面测量值，就能满足对不同焊接状态下制件所有状态进行预估。

完成了对装车预估，剩下的就是进行制件状态反馈和模具状态及模具工序稳定性反馈，完成制件状态反馈，可以选择关键面加经验困难面结合的检测方式，即对关键面抽取相关检测点，检测点的选择依据模具镶块的排布进行，可以有效的用最少的点全面反馈制件及模具状态；同时，对于类同件容易出问题的类同特征区，增加部分检测点；这样，就避免了全面检测的繁重复杂，又避免了重点区域检测容易漏项的问题，用最少的检测点完成对模具状态的全面反馈；同时，由于按模具镶块排布的制件检测点，所以制件问题区域由模具那些区域造成也可以得到清晰的反馈。

最后，就剩下了模具工序稳定性和整体制件稳定性的反馈，解决这个问题，我们可以借鉴CPK的检测方法，同时对之进行改进；在抽取检测点时，抽取的点换成每序模具的关键成形点，从制件成形的第一序模具到最后一序模具每序都进行关键抽取，为保证抽取点所反馈状态的全面性，每序所抽取的点必须是关键成形点，且必须涵盖制件定位的6个自由度做全面约束。这样，我们对若干抽样件共同点做对比检测，就可以准确判断出制件的稳定性和每工序模具状态的稳定性。

5结语

钣金件在汽车生产制造过程中发挥着十分重要的作用和意义，必须要有足够高的检测精度，还要做好结构设计。使用钣金的检测方法来判断冲压模具质量是一件十分重要的工作，通过本文的描述，再经过对各种检测方法进行描述之后，不仅要了解各种检测方法的优势和不足，还应该将各种检测方法进行融合，以便使冲压模具得到更好的检测。

参考文献：

[1]赵跃俊.基于钣金工艺优化的钣金件结构设计[J].自动化应用，2017，（03）：46+72.

（作者单位：精诚工科汽车系统有限公司）