翼子板A柱波浪缺陷属于工艺缺陷，其程度取决于翼子板造型的复杂程度。随着国内汽车曲线造型的设计不断增加，造型角度变化越多，翼子板A柱波浪缺陷越严重，使冲压件表面质量降低，直接影响整车美观度。现采用过A面补偿法对模具A面基准进行测量，确定增量补偿值，通过合理的压料控制、标准的研磨方法，可以有效优化翼子板A柱波浪缺陷，消除返修。
某车型翼子板A柱区域存在波浪缺陷，且左右件缺陷形式和位置相近，如图1所示，属于不可接受缺陷。目前通过冲压生产后返修消除，但返修成本高，必须对翼子板A柱波浪问题进行分析及优化。
2.1 零件状态
翼子板采用1模2件生产，成形工序包括拉深、修边、翻边和整形4道工序，且各个工序都参与A柱区域型面变化。以左侧翼子板为例，对4个工序件进行表面质量确认，其A柱区域都有不同程度的波浪缺陷。缺陷在拉深工序已经产生，随着后工序的进行，缺陷严重程度加剧。
为了对缺陷进行量化分析，采用平滑度测定器对左、右翼子板各工序件A柱表面缺陷区域进行手工测量，测量点位置如图2所示。测量后的数据如表1所示，其中负值代表“凹坑”缺陷，工序件A柱区域型面测量数据中超出标准的点较多，波浪不均匀状态明显，且左右件变化趋势接近。
2.2 工艺分析
从工序件的缺陷状态看，拉深件成形后A柱区域存在成形不充分，集中在正向成形与反向成形的交界处，如图3所示，出现局部波浪聚集。
A柱区域外部轮廓修边后，内部成形不充分的区域开始释放内应力，导致正、反成形交界处成形不充分的区域出现回弹，回弹沿着棱线逐渐向两边延伸，最终出现大面积不均匀的波浪。
翻边开始时，翻边棱线沿着翻边凸模棱线逐步完成翻边，正向成形区域在翻边时属于压缩类翻边，翻边棱线区域凸起，会出现翻边棱线过高的现象；而反向成形区域在翻边时属于伸长类翻边，翻边棱线区域塌陷，会出现棱线过低的现象，正向成形区域翻边与反向成形区域翻边相互影响，导致翻边后产生不均匀波浪缺陷。
整形工艺与翻边工艺接近，都是凸模作为标准型面支撑，使棱线发生二次塑性变形，由于整形圆角小，导致波浪缺陷加剧。
2.3 模具成形稳定性分析
（1）拉深模研磨过程中上、下模研合不达标，凸、凹模拉深到底校正拉深件形状失效，导致拉深件A柱区域成形不充分。拉深凸模中存在正向和反向2种型面，正向型面人工修磨后出现修整过量，反向型面人工修磨后出现修整余量，正向和反向型面的A面链接出现断点或断线，导致拉深件A柱区域型面不均。
（2）修边模成形过程中上模压料型面存在干涉点，导致拉深件A柱区域的型面强行变形，影响修边件波浪状态的稳定。
（3）翻边模和整形模凸模型面的A面不均匀，导致翻边件A柱区域型面不均。翻边模成形过程中上模压料面与零件外表面不符型，A柱区域型面的非变形区域易出现变化，导致翻边件A柱区域波浪状态恶化，整形模上模压料与翻边模压料问题相同。
根据各工序模具成形的稳定性分析，拉深模存在模具零件型面不均问题，模具到底状态影响拉深件的成形。后序翻边模和整形模也存在模具零件型面不均问题，且压料失控使翻边整形件的表面质量恶化。
3.1 总体方案
通过分析，翼子板冲压成形过程中，4道工序对缺陷的产生都有影响，因此需要对各工序进行工艺和模具优化。受零件造型和冲压设备数量的限制，没有工艺优化的空间，只能对模具结构改进，具体方案如表2所示。
3.2 凸模过A面补偿
过A面补偿法是提升车身外覆盖件表面质量的有效方法，目前已经应用到多款车型。过A面补偿的主要工作过程为：①模具零件型面检测；②缺陷位置增量补偿；③修正研模。
具体过程如图4所示，拉深件1位置确认缺陷状态后，针对拉深凸模对应的位置2进行过A面补偿，修正后得到拉深凸模型面3，通过凹模对应位置4到底着色研磨，稳定并减缓拉深件缺陷状态。翻边模和整形模中，翻边整形件5位置确认缺陷状态后，针对翻边整形凸模对应位置6进行过A面补偿，修正后得到翻边整形凸模型面7，通过压料型面着色确认，针对翻边整形压料型面对应的位置8进行过A面补偿，修正后得到压料型面9，通过对压料面进行着色研磨，减缓或消除缺陷。
3.3 实施情况
3.3.1 凸模型面过A面补偿
拉深模、翻边模和整形模凸模A面采用气焊、氩弧焊进行补偿。对凸模型面进行测量，确认补偿位置、范围及补偿量后，选择合理的增量补偿手段进行补偿、修整、研磨及拉深件确认，具体过程如下。
（1）采用激光扫描仪进行拉深模凸模型面检测，确认A面不均匀位置。
（2）采用平滑度测定器进行手工测量，确认A面缺陷极限点位置，提取A柱区域型面的测量数据。
（3）根据测量数据点，确定需要补偿的位置及范围。
（4）通过气焊火焰烘烤的方式，对已经确定好的补偿位置进行加热膨胀，室温冷却至150℃以下确认增量状态，如图5所示。
（5）采用手工修整，修整过程中利用油石打磨、研磨剂着色确认光顺状态。使用平滑度测定器对拉深模凸模型面进行补偿量确认，增量补偿量为0.01~0.02mm。
3.3.2 拉深模到底状态研磨
为了使拉深模上、下模到底，对拉深模研合着色状态进行确认，并根据着色差别进行研磨，凸、凹模到底着色均匀后对拉深件进行确认，具体过程如下。
（1）拉深模闭合深度为1246.1mm，着色不均，深度降低0.9mm后闭合深度为1245.2mm，多处出现硬点干涉。
（2）拉深模在1245.2mm的闭合高度进行上、下模型面对型研磨，全型面研磨后，着色状态明显好转，A柱区域正、反方向型面对型效果较好，如图6所示。
（3）在保证拉深成形到底的前提下，采用1245.2mm的闭合高度生产，拉深件缺陷范围和深度减小，主要集中在反成形区域。
3.3.3 消除修边模压料型面干涉点
修边模上模压料面直接影响拉深件表面质量，对A柱缺陷区域研磨压料干涉点，对修边件进行确认，具体过程为：A柱区域修边压料面打磨、修整、抛光，消除干涉点，修整后的压料板对工序件进行着色验证。对修整后的压料板上生产设备进行出件确认，结果为缺陷范围变大、深度更浅，缺陷主要集中在棱线区域。
3.3.4 翻边模和整形模压料型面可控补偿
翻边模和整形模压料面采用冷焊进行可控补偿，具体过程为：①使用优化后的修边工序件进行翻边压料的着色研磨，结果压料面A柱区域着色不均匀，由于压料面造型复杂，且压料型面不均匀量<0.1mm，选择精密冷焊进行压料型面的增量补偿；②经过着色研磨，A柱区域着色达到可控状态如图7所示，使用增量修整后的压料板进行生产确认，生产的零件缺陷范围变小、深度更浅，主要集中在棱线区域。
3.4 效果验证
在保证拉深凸、凹模到底的前提下，消除修边模压料面干涉点的影响，优化拉深模、翻边模和整形模凸模A面状态，通过可控的补偿压料面，以批量生产稳定性来验证效果。翼子板A柱区域模具在实施过A面补偿后，对全工序件进行表面打磨，如图8所示，对A柱区域缺陷位置进行数据检测，检测结果如表3所示，缺陷已优化至可接受范围。
▍原文作者:赵锋，刘强，程岩
▍作者单位：一汽轿车股份有限公司
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