輥壓成型式車門框質量控制技術研究

劉永昌 王文彬 尤春濤 戴建孔

摘 要：汽車門框是汽車車身重要結構件，由于其外形輪廓復雜、構成單件數量多、涉及加工工序流程長，造成總成質量精度控制難度大。因此車門各關鍵工序的質量控制的研究在生產過程中具有較高的應用價值。

關鍵詞：輥壓;拉彎;檢具;質量控制

0 引言

輥壓成型式車門相對一體沖壓式車門結構造型靈活、材料利用率高、生產成本低的優點，近年來由于汽車造型的要求，車門結構趨于分體式結構發展。輥壓成型式車門在國內外汽車行業有較廣泛的應用前景。汽車門框兼有輔助玻璃升降和車門密封的功能，由于門框形狀是按照車身的外形設計的，具有空間曲面輪廓。同時由于其與車身側圍的配合為張合形式，要求配合間隙均勻，關門后與車身匹配區域過渡連續平緩?；谝陨咸匦?，對產品的尺寸精度提出了較高的要求。輥壓式車門加工涉及輥壓、切斷、拉彎、多工序沖壓、鋸切切頭、焊接、拋光打磨等較多工序，是汽車車身質量控制較難的部件。

輥壓車門框由上框、中立柱及玻璃導槽、沖壓零件等組焊形成。其中上框、中立柱是構成車門框的主體零件，由薄鋼帶經過輥壓、在線滾點焊接成定截面的型材后，如圖1所示，上框需要先經過拉彎后成三維輪廓，再經過沖壓、切角后與中立柱焊接。中立柱經過輥壓成型材后經過沖壓、點焊、切角后與上框焊接成車門框主體。

1 影響因素分析及控制方法

（1）原材料性能控制。車門框上框和中立柱是經過幾十組輥輪組將鋼板輥壓成固定截面的型材，型材的精度是影響后續拉彎和沖壓半成品零件及車門框總成精度的關鍵因素。通常輥壓原材料采用SPCC、DC03等低碳鋼，原材料的屈服強度對成型過程中的回彈影響很大，是各生產商選擇原材料必須控制的性能。一般原材料如寶鋼DC03標準規定屈服強度為140～240MPa，如果按照這一范圍，輥壓和上框拉彎工序產品形狀會出現較大的波動，甚至超出設備參數調節范圍而不能生產出合格零件。生產商一般都會和原材料供應商協商，選擇屈服強度在一定范圍內的原材料。為了保證型材和后續成型的產品一致性，原材料屈服強度波動范圍越小越好，但會造成原材料成本上升。通常日本企業選擇±7 MPa/cm?，歐洲企業選擇±15 MPa/cm?，韓國企業選擇±20 MPa/cm?。

（2）工序質量影響因素及控制方法。1）輥壓工序是車門框的關鍵工序，輥壓半成品質量是零部件總成質量的關鍵。影響輥壓工序產品質量的因素有：原材料機械性能、輥輪組間隙變化、成型速度、滾點焊參數等。輥輪對輥壓精度影響主要為輥輪支架鎖緊螺母松動、輥輪損壞等因素。輥輪間隙變動會引起輥壓截型的精度變化，也會對產品外觀面造成道線、凹凸等缺陷。當然，輥輪表面油污、鐵屑等會對產品外觀質量造成影響，保持輥輪和鋼卷帶材表面清潔也很重要。

輥壓工序一般采用樣板、卡尺、截面投影相結合的方式控制輥壓精度質量。一般截面尺寸精度要求最大偏差0.25毫米，同一尺寸的偏差0.1毫米。定期對截型精度進行投影檢測，控制輥壓精度不發生明顯波動是后面各工序質量保證的關鍵，如圖2所示。

2）拉彎工序質量控制。影響拉彎產品質量的因素主要包括原材料屈服強度變化、模具松動、設備參數設定不合適等。所以，拉彎工序生產前、參數調整后、材料批次變化等的首件檢驗非常重要。門框材料屈服強度的變化對拉彎精度的影響非常明顯，我們通常是對不同鋼卷的原材料生產的輥壓型材分開放置在不同器具上，更換不同鋼卷生產的型材需要將首件拉彎產品在專用檢具上進行檢測，發生質量波動時及時調整設備參數以保證產品質量。

拉彎生產采用專用檢具如圖進行檢測，通常各檢測點與檢具的間隙和斷差按±0.5毫米控制，如圖3。為保證焊接質量，靠近與中立柱拼焊部位精度按±0.3毫米，如圖3所示。

（3）中立柱有外板和內板經輥壓、沖壓、點焊、包邊工序后組合而成，如圖4所示：

中立柱的尺寸精度影響前后車門框的平整，間隙的上下一致性等，在整車車身上非常容易被人關注。上端的精度影響與上框的拼接質量，下端的質量影響與內板的焊裝。中立住是輥壓及點焊、沖壓工藝完成的分總稱產品，沖壓過程中可能存在內應力釋放、弧度及扭曲度變化、內板與外板形狀匹配偏差大等影響產品精度的不利因素，為此中立柱的質量控制難度更大。影響中立柱精度質量的因素有：內外板輥壓弧度、扭曲度超差、沖壓模具定位磨損、沖壓設備參數設定等。

中立柱檢驗采用專用檢具如圖進行檢測，通常各檢測點與檢具的間隙和斷差按±0.5毫米控制，如圖5。為保證焊接質量，靠近與上框拼焊部位精度按±0.3毫米（圖5中測量點①）。

（4）車門框總成精度影響與車門內外板的焊裝精度，影響車門的密封效果、玻璃滑動得順滑流暢，以及與車門四周車身的間隙均勻美觀等。影響車門框精度的因素包括：半成品精度波動、夾具的定位晃動、磨損等。所以除對半成品精度嚴格控制外，夾具的日常點檢也很重要。

為保證車門框的檢測精度，并且保證整車門的焊裝精度，車門框單件、車門框總成以及車門總成的檢測定位基準的設定位置一致非常重要，如圖6中U1-U5所示。因為不論單件、分總成和總成都是三維輪廓，選擇不同部位作為基準檢測結果會發生明顯的變化。產品開發時都會在產品圖上確定定位基準，檢具及夾具開發時務必與產品定位基準一致。

2 結語

門框是汽車車門系統的重要零部件，其質量檢測和質量控制對車門系統的質量非常重要。車門框的質量對車門系統的精度和性能都有重要影響，研究車門框的質量控制方法對提高車門系統的總成精度和產品合格率非常必要。