标致2008 前翼子板回弹矫正

文／陶海生·神龙汽车有限公司

针对标致2008 前翼子板A 面回弹超差问题，通过试验、验证，最后再转化为工艺数模进行精确加工，问题一次性得以解决。回弹超差问题的解决方案，对于汽车车身外观件尤其A 面回弹问题的解决具有一定的代表性，具有较强的可实施性、可推广性，对于如何提升车身产品外观质量和尺寸精度等有一定的借鉴作用。

国内汽车工业发展速度举世无双，全球万国品牌扎堆，竞争日趋激烈。一辆颜值高的车，除了造型设计要好，做工也一定要好。精细、稳定、密封性(隔音防水)好，这些都离不开车身冲压件几何精度的提升。其中间隙面差就是普通消费者都能感知的质量特性。一般的尺寸超差都好整改，但对于外观件，尤其是外观件回弹控制有一定难度。大多数情况下，如果外观冲压覆盖件模具做完了，对于遗留下来的回弹和尺寸超差问题如果不是非常严重，可以通过内板带动外板、调整夹具尺寸等来解决；如果不是容易被感知且不好解决的问题，一般到投产阶段就放弃了。

在标致2008 项目临近投产阶段，有个前翼子板和机罩的搭接部分存在明显面差，经过检查，确定是前翼子板拱起回弹所致。考虑到前翼子板是外观件，A 面区域，不能轻易对型面进行更改，拖了较长时间面差问题仍然难以解决，致使整车外观质检一直无法通过，因此需要寻找最快、最有效的办法在最短的时间将问题解决。

工艺方案简介和问题描述

工艺方案简介

标致2008前翼子板加工工艺方案如图1所示(对称侧省略)。

图1 标致2008 前翼子板工艺方案

问题描述

标致2008前翼子板与机罩搭接部位有一段拱起，如图2 所示，用冲压专业术语描述，就是回弹造成尺寸超差，装配后面差问题影响整车外观效果。翼子板3D 检测位置如图3 所示，检测结果见表1，表中红色部分为超差项。超差项在外观A 面上，用普通的产品造型补偿来矫正，存在较大风险，因为回弹运算和补偿难以做到百分之百准确，并且有破坏A 面造型的风险，如果做不好会造成更大的外观缺陷。

图2 翼子板和机罩搭接面差

图3 翼子板7 个3D 检测位置

表1 检测结果

问题原因分析

各工序样件差异分析

一般情况下，从产品的检测结果入手，需要搞清楚产品的超差项在哪里，这个可以直接看日常的3D检测报告和质量部门的反馈。从3D 检测结果已经发现零件的回弹超差区域，所以分析工序样件，可以从OP40 开始检测。由于工序样件不同于最终产品，很多部位没有成形到位，无法装夹在检测支架上进行检测，故选择了比较便捷的蓝光扫描检测。OP40 蓝光扫描结果如图4 所示，图中黄色区域表示回弹超差区域；OP30 蓝光扫描结果如图5 所示，全部为绿色表示没有回弹。

图4 OP40 蓝光扫描结果(黄色为回弹超差部位)

图5 OP30 蓝光扫描结果(全部绿色没有回弹)

回弹原因分析

通过分析各工序样件尺寸，发现是在OP40 翻边工序后产生负回弹。经验告诉我们，产生负回弹的主要原因是翻边后材料展开长度不够，内应力释放发生收缩变形产生负回弹。客观上OP40 翻边后展开长度变长会发生拉伸变形，但仔细比对翻边前后形状变化，认为可能是在翻边后的2 个凸台处因需要材料填充而产生了负回弹，这只是分析判断，需要进行验证并找到回弹补偿的精确值。因为时间关系，如果采用CAE成形模拟分析，时间周期和人力投入是比较大的问题，且一般只能达到80%～90%的精度，故选择了便捷可靠的实物试验验证方法。若通过数控试压实物会产生较大成本，故选择了先做手工样件进行试验。找一板料，在枕木上敲打出2 个小台阶，压出手工样件如图6 所示。3D 检测发现，最高点的回弹幅度减少了0.2mm，由此基本上确定了影响回弹的因素和解决回弹的方向。

图6 第一次手工样件(方向性试验)

验证解决方案

为了进一步验证该方案的可行性，决定再用手工方法做三件新的手工样件，这一次是在钳台上制作，并用小锤子对2 个凸台形状做了比较大的改善，如图7 所示。制作样件时需要考虑的因素有：后工序翻边变形，材料的拉伸变形；材料硬化，尺寸不能偏小；模具压出来的零件形状更为均匀；圆角要放大，便于后续翻边时不会有圆角部位二次成形的缺陷；修边工序能否顺利完成修边；估算后工序翻边后的成形外观质量和尺寸的变化趋势等。

图7 第二次手工样件(精确试验)

将制作完成的三个手工样件拿到后工序模具上完成后工序成形，获得比较理想的外观质量，如图8 所示，几何尺寸检测合格，产品的拱形回弹基本消除。由此证明对问题的分析判断是正确的，解决方案是可行的。

图8 第二次手工样件压出的零件

模具调整

外观件模具更改，需要判断风险和可行性。当模具商听到我们调整模具的建议时很难接受，因为模具调整工作流程复杂，包括工艺数模更改、成形分析、回弹补偿、专家评审等复杂的流程，流水线作业需要比较长的周期。经过双方反复沟通交流，模具商接受了我们更改工艺数模的建议并完成了模具的整改。更改后的工艺数模如图9 所示，模具更改后的OP20 样件效果如图10 所示，模拟试压零件效果如图11 所示，效果堪称完美。

图9 工艺数模更改

图10 模具更改后的OP20 样件效果

图11 模具更改后模拟试压零件效果

总结分析与推广应用

采用实物验证的优点

根据笔者经验，成形分析是首选解决问题的办法，但有时候会受到一些客观条件的限制，更需要考虑使用性和效率。实物验证和模拟验算，前者百分之百可靠，不需要成本投入，而行业内对于CAE 准确性评价最佳90%左右，有可能需要做一两轮的整改。很显然，这个手工制作验证的方法简单、实用、灵活、快捷，可靠性好。

模具更改前后全工序成形模拟验证与实物对比

因为投产的紧迫性，采用了最便捷的方法解决了问题，之后采用CAE 进行验证总结。我们用更改后的工艺数模替换原来的工艺数模，对两种状态进行全工序模拟对比，发现更改后的工艺数模经过成形分析，得出的模拟结果和前面描述的手工样件试验的结果基本吻合。补偿前的全工序模拟，回弹最大处超过了1.3mm。看似简单的工作，包含了很多的思考、计算、经验参照以及人工修正，如对最终加工的工艺数模的形状和手工样件的形状做过修正，主要考虑样件是局部成形，硬化较严重，对于模具更改后的成形，是整个板料的均匀成形，为此在做工艺数模的时候，将凸台尺寸适当缩小。工艺数模更改前后中间工序模拟结果对比如图12 和图13 所示，最终产品模拟结果对比如图14 所示，模拟结果显示，工艺数模更改前最终产品回弹量(测量点理论位置 差距)大面积超差(红色线条区域内的偏差值)，工艺数模更改后最终产品回弹量全部在±0.5mm以内，未发现回弹超差。

图12 OP20 工艺数模更改前后模拟结果对比

图13 OP30 工艺数模更改前后模拟结果对比

图14 工艺数模更改前后最终产品模拟结果对比

手工样件与工艺数模的差异

前面提到，在做完手工样件验证后更改工艺数模时，缩小了凸台尺寸，原因是手工样件有硬化，模具样件成形更均匀，最后结果证明这个分析判断是准确的。凸台尺寸缩小前后最终产品与模拟结果对比如图15 所示。

图15 凸台尺寸缩小前后最终产品与模拟结果对比

成形模拟的准确性验证

采用CAE 模拟成形分析的准确度，比较好的情况是达到90%的准确性。旧的工艺数模模拟结果显示的回弹值最大处1.3mm，实物检测回弹值最大处1.06mm(蓝光扫描结果，3D 检测结果是夹紧状态，不具有真实性)，可以估算为1mm，显然模拟显示的回弹值要比实物大一些。实物检测值偏小，也可能是模具在交付前做过回弹调试，减少了回弹幅度，只是没能完全解决。

成形分析的优点是能够进行电脑运算模拟验证，可以有更多的选择空间进行试验，对于回弹的方向性判断很容易实现。至于运算精度，笔者同意行业内的共识，对于H440 以下的钢板包括普板，如果工艺数模的设计加上实践经验并加以优化，模拟结果和实物一致性在90%左右，这是一个比较理想的结果。

推广应用

本文论述的解决问题的方法和过程总结，具有一定的推广应用价值，对于所有的外观件尤其是开启件来说，除A 面补偿这个比较笨的办法，要更多地在工艺补充上想办法，在工序间解决这个问题，并通过手工或CAE 运算补偿的办法，比较轻松和可靠地解决问题。

回弹是普遍存在的现象，大部分是按照外板跟着内板走，或者在焊装时通过夹持焊接装配还有整车调整等途径来解决。如果回弹问题不加以解决，就会在整车的外观上存在一定缺陷，另外，时间久了，也会因为内应力释放导致变形。尺寸完好的冲压件，不仅给整车生产带来制作上的感官效果，而且更具有尺寸稳定性，对于整车密封性、降噪和防漏水等有明显效果。

——文章选自：《锻造与冲压》2022年第4期

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