汽车覆盖件外板零件的尺寸精度提升方法

文/徐伟检·上海赛科利汽车模具技术应用有限公司

李玉强，孟烨晖·上海汽车车身先进制造工程技术研究中心

在汽车覆盖件模具技术中，零件的尺寸合格率是一个重要的评价指标，一般情况下，整车厂要求零件的尺寸合格率在90%以上，以便较有效的控制尺寸链。零件的尺寸控制主要分为前期的回弹补偿和后期的尺寸提升，前期回弹补偿主要依据CAE 分析和经验数据，在首次加工数据中加入回弹补偿；而后期的尺寸提升主要是根据实际零件的尺寸测量结果，对模具进行补偿加工。由于CAE 回弹分析技术和经验数据尚不能完全解决尺寸问题，使得后期的尺寸提升必然存在。本文主要分析汽车覆盖件模具的后期尺寸提升工作，找出其普遍规律，来指导零件的尺寸提升工作。

汽车工业是国民经济的一大支柱产业，拥有庞大的市场。随着市场竞争的加剧和要求的日益提高，汽车更新换代的速度日趋加快。汽车覆盖件模具作为汽车车身制造的一个重要装备，其设计和制造制约着整个汽车的研发周期。与此同时，汽车覆盖件零件尺寸直接影响到整车的装配，而影响零件尺寸的因素有多种，很少能直接得到尺寸完全合格的零件，这就要求模具需要反复多次试模。故研究如何提高零件尺寸的方法对模具的设计制造有重要意义。

零件尺寸提升的主要依据是零件的测量报告，而仅凭测量报告并不能完全了解零件情况，同时需要考虑一些其他因素。这其中包括模具的工作状态、零件在模具上的定位、零件的稳定性、各工序的工作内容、更改效果等因素。

尺寸提升的三个阶段

零件尺寸提升的一般步骤为：模具精定位打件→C/H 定位测量→尺寸提升（包括基准尺寸）→……→检具定位测量→尺寸提升→完成。尺寸提升可以分三个阶段：第一阶段为研配阶段；第二阶段为T2阶段；第三阶段为装车匹配阶段。

⑴研配阶段需要及早发现预测问题，提早解决。用C/H 孔调好模具精定位，然后用模具的精定位打件，在上模抬起后，当零件在模具上时确认C/H 销是否还能插入。

⑵T2 阶段用模具精定位打测量件，用C/H 孔定位或检具定位测量零件，分析一致性，改尺寸（包括检具定位基准的尺寸）。要求模具状态满足：正常定位；良好的研配着色；顶升器正常工作；模具正常工作（顶升器、斜楔到位或回退正常、无零件回带或零件干涉）。

⑶装车匹配阶段需要根据客户装车匹配要求，更改局部尺寸。

外板零件的尺寸测量

外板零件定位在翻边轮廓上（前后盖外板如图1所示）或在有回弹的法兰面上（翼子板如图2 所示）。

图1 前盖外板、后盖外板

图2 翼子板

测量时需要先用C/H 定位，测量基准处的尺寸，先把基准处的尺寸改到位，然后才能用检具上的定位基准定位。外板的测量方法如下。

⑴用C/H 孔定位。观察C/H 孔定位时的检具基准情况（将此基准尺寸改到理论值）；观察自由回弹（是否要改基准的自由回弹）；确认零件是否异常（零件与检具干涉、定位销有没有将零件压下）。

⑵确定装夹方式。基准处是否要夹紧（是否要改基准的自由回弹）；基准处是否要加垫或减垫（通过模拟改基准来检测其他型面尺寸）；用模拟块确认型面齐平度，同时用间隙尺确认轮廓间隙。

⑶全尺寸测量。分析型面、孔位、修边的尺寸关系，确认零件是否存在偏移问题；确认测量报告，首先需要确认基准部位的尺寸是否接近于零，排除检具基准问题；其次确认测量结果是否完整，以免某些测点没有测出来进而影响尺寸提升；三坐标测量时，需要增加一个零件的蓝光测量（只测型面，不包含翻边轮廓、孔、修边），目的是评估总体回弹情况，以及回弹区域范围；对比CAE 模拟结果，比较与模面回弹方案的区别。

外板零件的尺寸提升方案

模具工作状态会影响零件的尺寸，主要包括以下几个方面：1）顶升器是否正常工作，零件是否顶起变形；2）模具上的定位是否正常，零件不能来回窜动，不能变形；3）放在凸模上的零件与模具是否服贴；4）取件时是否产生变形；5）抬件时是否产生变形。

尺寸控制的一些必要试验可以降低尺寸提升的难度和成本。零件回弹主要是由于内应力引起，可以做以下一些试验：1）调整流入量；2）调整翻边间隙（用正常的翻边间隙）；3）剪豁口找回弹原因，测量翻边前后的豁口宽度，以及计算翻边多料或少料的量值；4）翻边时序等试验，查找回弹产生以及尺寸变化的原因。

测量时，初始会用C/H 孔定位来测量零件全尺寸（包括对基准处的尺寸进行测量）。当把轮廓定位基准的尺寸改到达标后，则可用轮廓定位来测量零件。测量结果的稳定性也很重要，单凭一个零件的测量结果无法反应零件尺寸稳定性，所以一般要求测量3 个零件（全尺寸），3 个零件的尺寸合格率接近，且测量点的偏差值很接近，才可断定测量结果较为稳定。

编制尺寸提升方案要考虑以下几个方面：⑴了解零件总体尺寸，包括零件合格率、测点数、超差部位；⑵了解非尺寸问题，包括零件成形性、表面缺陷、定位情况、压料区等问题；⑶了解工艺内容，罗列每个工序的工艺内容；⑷了解模具结构，查看每个工序的结构图（上模、下模、斜楔）；⑸明确超差部位的测量结果，保存测量文件；⑹明确每一处尺寸提升所需要涉及的工序，即明确哪几道工序的模具需要改动；⑺明确更改量；⑻避免外板件出现表面缺陷；⑼尽量避免拉延模降刻加工（除非只有通过更改拉延模才能解决尺寸问题）。

在编制整改方案，主要考虑以下几个内容：⑴改基准；⑵结构加垫（斜楔、镶块等）；⑶改时序；⑷改尺寸；⑸加水滴；⑹更改超差的孔位、修边线。

侧围零件的尺寸提升方法

打侧围件（图3）时，需要满足以下要求：①每次拉延的流入量满足既定要求，不能变化，否则此处会不稳定；②用C/H 孔调整好精定位，用精定位打件，上模抬起后，C/H 销能插入；③整形量大的部位，整形前后特征线没有移位或移位很少（不超过0.3mm），例如上坎侧整形、C 柱整形、后保整形区域；④翻边整形间隙良好，既要测带料时的间隙，还要测不带料时的间隙，避免间隙过小导致侧向力巨大；⑤翻边整形模的压料着色良好；⑥斜楔顶出与回退工作正常，没有拽拉零件现象；⑦翻边顶出器工作正常，翻边前后没有异常变形；⑧两侧有侧翻边时，下模活动凸模需要活动到位，翻边防侧向力结构工作正常。

测量时，用B 销（A 柱部位）、C 销（后保部位）、D 销（B 柱部位）。对全尺寸进行测量，通过看A/B/C 柱侧壁的尺寸，确定零件前后没有偏移。通过看门洞上坎及下坎的侧壁尺寸，确定零件上下没有偏移。

编写质量提升方案。第一轮：首先用B 销（A 柱部位）、C 销（后保部位）、D 销（B 柱部位）定位，确认零件的上下前后没有偏移，其次改成形性问题，随后改A 柱、B 柱、C 柱、后保、上坎、下坎、门洞的尺寸，必要时改基准尺寸；第二轮：用B 销、D 销、C 销定位，改剩下的型面、轮廓，对照以往的孔位和修边，改稳定一致的孔位和修边线，改C 孔；第三轮：用B 销、D 销、C 销定位，再改局部型面、轮廓、孔位、修边，第四轮：用B 销、D 销、C 销定位，改装车问题点，再改局部型面、轮廓、孔位、修边。其中需要注意：第一轮整改时，要确认门洞C 柱、上坎的过拉延是否要改，要改的话在第一轮改掉，因为更改前后会影响回弹。

在确认更改工序后，一般情况下，A 柱和下坎的非A 面区域一般从拉延开始改，门洞内尺寸一般从后工序改。

图3 侧围件

结束语

汽车覆盖件外板的尺寸提升是汽车覆盖件模具的难点之一，也是关系到模具成本、制造周期的重要因素之一。在目前没能彻底解决零件回弹的情况下，需要做好三个工作：一是提高前期CAE 的回弹分析准确度，使前期补偿尽量准确；二是总结零件的回弹规律，弥补CAE 分析准确度的不足；三是提高后期尺寸提升的有效性，最终使零件的尺寸满足要求。