UG汽车模具设计后门外板轮弧滑移线问题的解决方案

随着汽车工业的快速发展，消费者对于汽车的要求逐渐提升，消费者的需求不再局限于汽车的性能，开始更注重汽车的外观、内饰和安全配置。为满足顾客的个性化需求，在整车研发过程中外覆盖件的精细感知评价成为表面质量提升的重点，精美的棱线、流线型整车外观在受到人们喜爱的同时也增加了外覆盖件的成形难度。

在使用冲模生产的过程中，外覆盖件表面质量的缺陷长期困扰着整车制造企业，如后门外板轮弧滑移线位于车身50cm以上区域，顾客能直观地看到汽车表面的缺陷，所以整车制造企业不允许此区域有表面质量缺陷。

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后门外板轮弧滑移线问题

图1 后门外板轮弧滑移线

后门外板滑移线位于后门轮弧部位，如图1所示，用150mm长油石条在制件外表面打磨确认，表现为轮弧型面一条线状棱线。

图2 后门外板背面滑移线

目视制件背面，轮弧面上存在从轮弧棱线开始的带状痕迹，如图2箭头所示处。

图3 后门外板滑移线光影

经过电泳、喷漆后在整车外观可见，轮弧面接近棱线部位光影出现错位，如图3所示，且沿整个轮弧棱线呈带状分布，属于不可接受的表面质量缺陷。

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滑移线形成原因

滑移线也称为棱线滑移，是制件成形初期或成形过程中板料接触凸模圆角后留在制件上的痕迹。其产生主要是由于拉深筋控制板料金属流动不均匀和成形过程中板料与凸模棱线圆角接触的缘故。在问题确认的过程中应注意辨别和区分滑移线和冲击线，两者同为棱线滑移，都发生在成形初期或成形过程中，但冲击线是凹模圆角接触板料留在制件上的痕迹。

图4 轮弧造型

轮弧棱线圆角半径R=12.5mm，如图4所示，比后门把手处主棱线R6mm轮弧棱线平缓，轮弧面与型面夹角160°，外覆盖件的造型设计相对平缓，有利于减少滑移痕迹。

图5 拉深工艺

为避免后门把手处主棱线部位滑移问题，OP10冲压方向设置以后门把手、主棱线接近法向为准，如图5所示，与此同时也加重了后门外板轮弧棱线滑移和裙线滑移的风险。为保证拉深充分和提高材料利用率，后门外板拉深筋采用锁料筋，且轮弧棱线部位距离工艺补充面和拉深筋较近，拉深过程中轮弧工艺补充面开始成形，外侧板料受锁料筋控制无法移动，轮弧板料上部因受力而移动，从轮弧棱线部位向轮弧外侧移动产生滑移。

图6 压料面闭合

图7 闭合到底前40 mm

通过现场确认模具调试并分次闭合到底，板料在压料面闭合刚接触凸模时与轮弧棱线接触，如图6所示，在闭合到底前40mm时轮弧开始产生滑移（见图7），即初期成形时产生棱线滑移，伴随模具闭合到底制件成形到位，轮弧棱线滑移距离为15mm。

图8 AutoForm成形过程截面示意图

AutoForm成形模拟分析制件成形过程与现场模具成形过程一致，成形初期到模具闭合到底，板料一直与轮弧棱线接触，如图8所示。

图9 调整参数前的滑移线判定

在分析结果中利用滑移判定功能，按一般标准将Radius设置为3000%、Pressure设置为1%（即圆角值小于料厚30倍，板料的实时接触应力超过抗拉强度1%）。判定滑移结果为无滑移问题，如图9所示，AutoForm分析结果与现场实际不一致。为验证分析结果与现场状态的一致性，将AutoForm滑移判定界面中Radius设置为5000%、Pressure设置为0.5%，轮弧部位出现明显棱线滑移，如图10所示。

图10 调整参数后的滑移线判定

虽然通过放大料厚倍数和材料接触应力才出现滑移问题，但是可以通过设定同样的数据值来验证整改方案，即设定同样的参数验证整改后的方案，以确定滑移问题消除或改善整改方案的可行性，避免整改方案无效带来制造成本增加的风险。

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滑移线解决方案

通过对制件的成形过程进行分析可以确定，后门外板轮弧滑移线的形成虽与锁料筋和轮弧工艺补充面成形有直接关系，但主要原因是成形过程中板料与凸模棱线一直接触，所以通过改变板料与凸模轮弧棱线的接触时间以减少或消除滑移线。

从AutoForm成形过程中截面图可以发现，板料在轮弧和压料面之间，轮弧棱线是支点，凹模刃口圆角是向下的拖拽点，轮弧工艺补充部位缺少工艺补充来支撑板料，不能减少板料对轮弧棱线圆角的压力和接触时间。

为验证临时整改方案的实际效果，在拉深凸模轮弧工艺补充部位粘贴弹性聚酯块，在成形过程起支撑板料的作用，同时利用聚酯块受力压缩变形的特性避免了模具闭合过程中损坏模具零件。

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