关于车门外板滑移线问题的判断和解决方案

范宇平

（柳州福臻车体实业有限公司， 广西 柳州 545005）

0 引 言

随着汽车行业的不断发展，汽车已不再是简单的代步工具。近年来，汽车企业与汽车品牌不断增加，消费者不仅关注汽车的性能、油耗等使用问题，还对汽车的外观品质与美感要求也越来越高。车门外板作为车身侧面最直观的位置，其外观精致度和棱线清晰度是前期冲压工艺开发的关注区。现以某车型车门外板为例，从冲压坐标、拉深筋阻尼系数、工艺补充面等方面，通过模拟分析软件阐述前期开发过程中解决滑移线的方法，使零件达到最佳的制造状态。

1 零件分析

某车型后门外板如图1所示，在门把手上端区域有1条主棱线（方框区域)，靠近下护板区域有1条副棱线（箭头区域）。主棱线弦长为3 mm，棱线R角为12.5 mm，棱线两侧A面夹角约165°，如图2所示；副棱线弦长为3 mm，棱线R角为5～9 mm，棱线两侧A面夹角约164°，如图3所示。与棱线相切的A面夹角大，棱线相对平缓，初始判断滑移缺陷不大，故拟定冲压坐标：X轴84°、Y轴-1°、Z轴1°，如图4所示，零件摆放平稳，零件前后侧最低点落差小，成形性好、模具生产平稳、生产效率高、使用寿命长。

图1 后门外板

图2 主棱线特征尺寸

图3 副棱线特征尺寸

图4 零件摆放

2 问题描述与判断

滑移线的产生是由于拉深成形过程中，板料接触凸模棱线时产生弯曲和反弯曲硬化，硬化后的区域会因两侧料流不均衡而移动，在棱线的一侧形成痕迹，拉深成形结束后，零件外表面区域出现可见带状曲线，棱线R角越小，滑移线越明显。

2.1 滑移线判断

画线判断滑移线是最原始、最基础的判断方法。根据以往经验，棱线R角＞20 mm，滑移线在现场不会产生缺陷。在Autoform软件Skid Lines模块设置选取＜R20 mm的棱线R角，屈服强度为0，如图5所示。材料流入量如图6所示，周圈锁死不进料的情况下，主棱线滑移线往水切侧滑出R角边缘约12.6 mm，如图7所示，副棱线往下护板侧滑出R角边缘约9.3 mm，如图8所示。

图5 Skid Lines模块设置

图6 材料流入量

图7 主棱线滑移

图8 副棱线滑移

2.2 反弯曲应变判断

反弯曲应变是辅助Skid Lines模块判断滑移线的另一种方式，根据现场经验，反弯曲应变＜0.008时，即使Skid Lines判断滑移线滑出R角，但现场滑移线不会产生缺陷。如图9、图10所示，主棱线一侧靠近棱线位置，反弯曲应变最大值为0.026，副棱线最大值为0.040。黑色区域反弯曲应变都大于0.008，与Skid Lines模块滑移线判断区域对应。结合2个判断结果，根据以往经验，该零件滑移线缺陷肯定存在。

图9 主棱线反弯曲应变

图10 副棱线反弯曲应变

3 解决方案

当主、副棱线都存在滑移线缺陷，且主、副棱线滑移方向相反的情况，根据车体外观件要求，考虑消除主棱线滑移问题，副棱线滑移问题根据各主机厂要求采取不同的应对措施。解决主棱线滑移的方案主要有以下2种。

3.1 旋转冲压坐标

将冲压坐标绕X轴顺时针方向旋转9°（见图11箭头），旋转后主棱线在最高点，棱线两侧与冲压坐标的夹角接近平分，主棱线区域侧面截面如图12所示。Autofrom分析结果显示，周圈拉深筋锁死，主棱线滑移线滑出R角3.3 mm，反弯曲应变最大值为0.02，仍有滑移风险，如图13、图14所示。

图11 冲压左边绕X轴旋转9°

图12 主棱线区域侧面截面

图13 主棱线滑移

图14 主棱线反弯曲应变值

3.2 增加走料用拉深筋

因为门外板造型相对简单平缓，拉深采用周圈锁死，材料流入量趋近0，让材料充分成形，提高零件A面的刚度，减少A面缺陷问题。在旋转冲压角度后仍有滑移风险时，需调整拉深筋系数，加大材料流入量，解决主棱线滑移线问题。

将主棱线前端拉深筋更改为2条走料筋，内筋阻尼系数为0.528，外筋阻尼系数为0.295，拉深到底前端流入量约10 mm，其它三侧锁死筋不变，如图15、图16所示。Autofrom分析结果显示，主棱线滑移线在R角边缘，未到A面，如图17所示；副棱线滑移线滑出R角约15.9 mm，如图18所示，无开裂起皱风险，零件成形性好。

图15 拉深筋系数

图16 材料流入量

图17 主棱线滑移

图18 副棱线滑移

主棱线反弯曲应变如图19所示，弯曲应变均＜0.008，副棱线区域反弯曲应变最大值0.043，如图20所示。根据以上2个参数分析结果判定，主棱线滑移线无滑移风险，副棱线滑移存在问题。副棱线靠近下护板位置，为非主视觉区域，且副棱线以下区域相对车身坐标是内收的，与主机厂协定副棱线区域不进行深度优化。

图19 主棱线反弯曲应变

图20 副棱线反弯曲应变

4 现场验证

实际现场生产中，主棱线区域未出现滑移线，棱线清晰，A面光滑无瑕疵，如图21所示。副棱线下端距离棱线11 mm左右位置有明显滑移痕迹，如图22所示。

图21 主棱线无滑移

图22 副棱线滑移状态

5 结束语

通过Autoform的辅助分析，判断滑移线缺陷的方式主要有2种：一种是滑移线画线;一种是反弯曲应变。一般理论值要求滑移线不滑出棱线R角边缘，反弯曲应变＜0.008。解决滑移线缺陷的方法也有2种：①旋转冲压角度，使棱线两侧与冲压方向夹角接近平分；②保证零件刚度等各项参数达标的情况下增加走料用拉深筋，让滑移线减少或不滑出棱线R角，降低滑移风险。在前期分析阶段发现和解决棱线滑移缺陷，使零件达到最佳制造状态，能提高零件的合格率，也减少了现场整改的工作量。