奧迪A6翼子板模具在新工藝 新技術 新方法的改進.....(粉絲投稿)



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粉絲投稿:作者:魏春誼  劉國棟 

作者單位:一汽大眾汽車有限公司 衝壓中心  模具車間 


1 翼子板特殊要求與工藝特點

翼子板的外觀質量及尺寸精度是整車外表麵零件中要求最高的零件之一,與其匹配的其它零件包括前門、側圍、發罩、前大燈、前保險杠等。裝配調整對涉及間隙匹配、型麵平度匹配要求非常高,其中翼子板特征線以下區域與前門的間隙理論公差3±0.5mm,楔形理論公差在0.5mm以內。(如圖1)

(圖1)翼子板匹配圖


以一汽大眾奧迪A6車型翼子板為例,翼子板工藝設計為六工序成形:

一、OP50拉延  二、OP60修邊  三、OP70修邊翻邊整形  四、OP80直翻邊  五、OP90斜楔翻邊  六、OP100斜楔翻邊衝孔


2 翼子板問題描述


    奧迪A6車型自投產以來,測量翼子板A柱特征線以下型麵尺寸超差較多,尺寸狀態不穩定,最大偏差為+2.4mm,多次調整效果未見好轉。焊裝抱怨翼子板裝配時,需要反複調整前門總成和翼子板總成的間隙尺寸和平度尺寸,影響調整線生產節拍,即使這樣也不能完全保證所有調整後平度匹配滿足公差。在公司產量增加、整車質量不斷提升的背景下,翼子板型麵尺寸偏差問題成為一汽大眾衝壓中心的重點問題。(圖2)

                        (圖2)整車狀態與翼子板測量數據


3  白光掃描分析


ATOS白光掃描分析,為產品和模具的型麵監控分析提供了數字化手段。對重點零件、重點模具進行掃描監控,可以分析一段生產時期內,模具型麵特征的磨損情況及零件型麵尺寸的變化量,提供指導分析優化的型麵尺寸數據。為車型型麵設計和工藝排布,及模具磨損造成的質量波動,積累大量技術資料;同時為正在維護中的模具質改工作,提供優化的數據依據。光學掃描設備的應用是數字化模具維修的一種技術標誌。(圖3)

(圖3)現場掃描分析


3.1零件ATOS白光掃描


為了能夠快速準確的找出奧迪A6翼子板特征線一下型麵超差原因。為了分析模具和製件型麵的變化趨勢,從中確定造成製件型麵尺寸超差的工序。首先對翼子板全工序的零件進行白光掃描,掃描的型麵數據同產品理論型麵數據對比。


由於右翼子板特征下型麵尺寸超差,故掃描分析右翼子板各工序件型麵尺寸偏差,掃描分析結果如下:


第一工序OP50掃描結果是拉延零件特征線一下型麵尺寸良好。


第二工序OP60修邊工序後零件特征線一下位置出現微量向上變形。但在零件允許的公差範圍內。變形主要原因是拉延零件強度較高部位的拉延筋修掉後,零件內部殘留的內應力使型麵塑性變形相對較弱位置產生回彈變形。


第三工序OP70主要是翼子板和發罩搭接位置,對抱怨型麵沒有工作內容,型麵尺寸沒有明顯變化。(圖3.1)


               



(圖3.1)OP50-OP70工序件掃描數據


第四工序OP80是與前門匹配位置垂直翻邊。型麵出現較大的向下變形,最大的變形量在1mm左右。主要原因是拉延時預留的存料工藝凹坑,在垂直翻邊後全部展開,使零件翻邊弧度因多料發生向內均勻塌陷,以型麵圓弧中心最為嚴重,(變形量1mm左右)向兩側逐漸展開。


第五工序OP90側斜楔翻邊。翼子板型麵向上較大變形,斜楔翻邊後最大變形到+0.8mm。此工序零件型麵尺寸波動值最大。是斜楔向翼子板型麵內部側翻邊,成型時材料成為拉伸變形。側翻邊表麵材料向外弓起。


第六工序OP100為下部衝孔略有向上增加趨勢。(圖3.2)


                  

(圖3.2)OP80-OP100工序件掃描數據


根據以上ATOS白光掃描零件結果,確定第五工序斜楔側翻邊是直接影響零件尺寸的主要原因。


3.2模具ATOS白光掃描


   確定OP90工序模具為重點後,首先先對模具斜楔凸模的導向進行全麵的檢查和修複,消除長期生產磨損造成的誤差。確保模具達到相對穩定的狀態後,使模具斜楔凸模工作到位。  


ATOS白光掃描OP90凸模型麵數據,並同產品理論型麵數據進行對比和分析,結果OP90模具凸模型麵完全符合數模,所以排除因模具凸模型麵的影響因素。(圖3.3)



(圖3.3)OP90模具凸模掃描數據


4模具調試試驗


   模具著色、壓力與間隙檢查試驗分析


1檢查著色,符合模具著色標準。


2調整壓料板壓力實驗,掃描結果同原數值也沒有差別。這說明壓料板壓力大小對A柱尺寸超差沒有影響。


   3、測量斜楔翻邊間隙,翻邊間隙大小對型麵尺寸超差沒有影響。


   接下來再次對OP90工序壓件後,斜楔凸模保持在工作位置狀態,直接對零件進行掃描,結果零件型麵尺寸達到要求。但斜楔凸模回程後,零件型麵前端在沒有凸模支撐、恢複自由狀態下,再次進行掃描,零件數據顯示型麵向上變形0.8mm,同之前零件掃描結果相同。


試驗結論:OP90零件失去凸模的支撐後,內部存在較大的回彈力使零件型麵變形。


根據以上試驗結果,再進一步嚐試消去翻邊回彈變形。將OP90斜翻邊位置做多個切口,掃描翻邊後製件型麵,製件型麵尺寸發生明顯變化,型麵偏差已經完全符合公差要求。(圖4.1)

(圖4.1)OP90製件剪開              (圖4.2)OP90實驗前後掃描對比


試驗結論:由此分析在側斜楔翻邊時,由於翻邊位置材料展開長度略小,使零件回彈弓起,產生型麵尺寸超差。當翻邊位置有多個切口後,材料展開長度加大,零件向上弓起力量減弱,尺寸超差明顯好轉。(圖4.2)


5 翼子板模具優化方案及實施


根據以上掃描分析及模具試驗結果製定翼子板模具優化方案:


案一


OP50拉延模具:拉延成型凸模在型麵位置的工藝凹坑的深度加深(圖5.1),或者凹坑的數量增加,使翻邊時斜楔型麵位置材料補償,翻邊展開麵積加大,較少成形不到位引起的回彈。


OP60修邊模具:如果拉延凸模型麵改動,後續應當按更改後拉延零件形狀確定新修邊凸模型麵形狀。保證拉延零件能夠完全服貼修邊凸模型麵,確保修邊時不會產生變形。


風險:1、翼子板拉延模具調試後長期穩定正常使用,拉延件質量狀態良好,生產十分穩定。此方案對工藝凹坑的更改,需要再次調試優化拉延模的質量。2、拉延模具優化造成後續模具對應變化位置也需要優化,工作量大。



(圖5.1)拉延工藝儲料凹坑


方案二


OP90斜翻邊模具,結構複雜,翻邊斜楔的優化困難。(圖5.2)OP80直翻邊模具:在豎直翻邊時,零件工藝凹坑位置處,對應凸模豎直立麵,向內研修凹坑。使豎直翻邊時工序件工藝凹坑材料不能完全展開,翻邊鈑金處於波浪起伏狀態。在OP90側斜翻邊序,達到加大材料展開長度的目的,波浪起伏處會拉伸展平。



(圖5.2)OP90斜楔翻邊模具結構


風險:OP80豎直麵增加工藝凹坑深度無法量化,隻能憑經驗嚐試,對型麵尺寸影響無法量化。


組織專家評估兩種方案,最終確定實施方案二:


方案一: 需要更改OP50拉延和OP60翻邊兩序模具,每一序模具的更改工作量大,最少2人需要2-3天的工作時間。OP50拉延模具更改存在一定的風險。而T99翼子板的生產周期是每三天生產。沒有足夠的更改時間。


方案二: 更改的工作量很小,在OP80直翻邊凸模研修凹坑。1個人需要2-3小時的工作時間,能夠完成工作。


結論:方案二優於方案一


實施翼子板模具改進:


將OP70零件塗藍色,壓著色,找出拉延工序的工藝凹坑位置。用砂輪機在OP80翻邊凸模立麵研修出水滴狀凹坑(圖5.3),經過反複調試,型麵尺寸達到了預期結果。通過對OP90側翻邊工序件掃描,更改後的OP90型麵尺寸明顯好轉,OP90工序件型麵偏差由原來+0.8mm降到現在+0.26mm,達到預期結果。(圖5.4)



(圖5.3)OP80凸模新增凹坑位置         (圖5.4)OP90改進前後掃描對比


優化結果:奧迪A6翼子板優化後批量生產,通過質保部批量測量結果分析,翼子板型麵尺寸超差明顯好轉。質保部批量測量是通過三坐標測量機測量。成品件測量型麵偏差由原來的+2.4mm 改進到現在的+1.0mm。雖然這次改進翼子板型麵尺寸沒有完全達到+-0.5mm以內,但此次優化型麵改進了1.4mm(圖5.5),緩解了焊裝抱怨,通過車身調整更容易滿足翼子板與車門平度匹配標準。此次優化嚐試為其它車型翼子板型麵優化工作積累了經驗。



                     (圖5.5)零件質保部測量數據對比


6 結 論


根據在一汽大眾對奧迪A6翼子板型麵尺寸超差改進工作中的經驗,得出如下結論:


(1)製件回彈變形補償,不僅在拉延工藝中要做,在翻邊整形工藝中也要注意,奧迪A6翼子板在OP80側翻邊工序出現回彈變形。在以後型麵分析中,應當注意側翻邊工序型麵回彈補償,或翻邊工序前調整工藝儲料型麵等。


(2)利用ATOS白光掃描設備分析型麵尺寸變化,大大提高了尺寸問題的分析效率,針對具體情況,通過現場試驗快速驗證。


(3)ATOS白光掃描數據與設計數模對比,使型麵缺陷分析具有視覺化、數據化和定量化的工作。提供了可信的更改依據,工作量顯著降低,節約大量的成本。

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