汽車覆蓋件中的門內板屬于深拉深零件，材料變形量很大，經常發生零件成形后料片已經變薄到極限，生產中某些外部條件發生變化就會導致零件突然出現暗傷或開裂，然而要從每分鐘15個零件的生產沖次中發現偶發的暗傷開裂零件，單純靠人工檢查是很難做到的，但這些暗傷開裂的零件流轉到后道工序的問題又很嚴重，因為暗傷很有可能導致零件在點焊或油漆烘烤的過程中直接開裂，產生影響車身強度的安全問題，所以，暗傷開裂零件是沖壓車間著重控制的問題。作為維護批量生產的模具維修人員，需要用最少的改動解決生產中的暗傷開裂問題，然而不同位置的暗傷開裂有著不同的維修方法，本文選擇了一個門內板，其暗傷開裂位置具有典型性，特將此作為案例，具體說明此類問題的解決方案。難點及問題
我們車間某車型的左右前門內板采用一模兩件工藝，左右件每周產量各3000余件，每次生產完，總有1.22%左右的零件存在暗傷開裂現象，需要去倉庫排查6000多個零件，有時未能排查出缺陷零件而直接流到后道工序，導致A類質量事故。這款前門內板產品在AB柱位置采用的是一次成形到位的沖壓工藝，屬于深拉深零件，再從這個零件造型特征上看，暗傷開裂的位置接近拉深的最深點，拉深深度為136.8mm，如圖1所示。頻繁出現暗傷開裂是在B柱位置，其缺陷表現為針眼狀的縮頸，條狀暗傷，甚至直接開裂，如圖2從左至右所示。
原因分析
該前門內板材料牌號為DX57D+Z100MB，料厚為0.7mm，材料性能參數如表1所示。這種材料性能允許其減薄率在25%左右，因此，設定零件Autoform模擬成形的最大減薄率控制在25%的范圍之內，基本可以避免后期零件批量生產中暗傷開裂的發生。
此前門內板零件沖壓工藝安排為OP10落料→OP20拉深→OP30切邊沖孔→OP40側切側沖孔→OP50側切側沖孔→OP60整形翻邊。對生產過程中出現的暗傷開裂現象分析，問題發生在OP20拉深工序上，因此，我們首先通過對OP20拉深造型工藝數據進行Autoform成形模擬分析，得到的結果是：暗傷開裂區域減薄率已經達到30.7%，從理論上判斷屬于開裂高風險區域，如圖3所示。另外，請鋼材制造廠做FLD測量，在實際料片上畫網格，然后在成形后測量實際拉深零件減薄率，發現這個位置的減薄率達32.5%，如圖4所示。
鑒于上述理論與實際的綜合分析，可確定生產中頻繁的暗傷開裂問題是由于減薄率遠大于25%導致的，由此我們確定了改善的方向：⑴修改OP20拉深造型，需將成形模擬的減薄率控制在25%以內；⑵在已經批量生產的模具上維修，首先要保證不影響生產，希望通過最小的模具改動量來達到目標。對應方案
為了減少模具的改動，選擇不改變零件原有設計工藝（如不采用將OP20拉深深度做淺，然后在整形模中追加整形量)的前提下，對現有模具成形狀態進行分析。觀察其拉深模工藝造型特點，分析材料流動情況(圖5)，材料由壓邊圈經過A、B兩個位置到達C點最終成形，并且在接觸B點時，材料在這個位置的長度是截線b(圖6)，最后再由截線b拉長至截線c，即C點的成形基本取決于截線b的長度，因此問題考慮的角度就是如何將B點位置的截線長度加長。
分析產品形狀與OP20成形工藝造型，B點位置是屬于工藝補充面，即廢料區，而且這個廢料區的高度高于產品形狀，這種工藝造型起的作用是吸收局部區域的余料，防止起皺發生，但這又導致了C點成形時形成了局部凹坑，使得料長變短，不能完全滿足C點成形需要，所以，需平衡B區起皺與C點的暗傷開裂問題，但只要將起皺點控制在廢料區就可以接受。從分析拉深工藝造型中B點對應的截線長度b來看，如果將b長度變長，那就有利于C點位置的成形，減少極限變形量。根據這個想法，結合產品造型，將工藝補充面按產品的形狀直接延伸，修改后的造型如圖7所示。
此造型使得b線段長度與c線段長度接近，接著用修改后的造型通過理論模擬確定改善是否有效。在實施模擬軟件Autoform分析時，為了讓模具修改量最少，在設定參數時除了更換有修改的工藝造型數據外，其他參數沿用之前模擬所用的數據，如摩擦系數、拉伸筋、料片大小、料片位置、壓邊圈壓力等都保持不變。工藝造型修改后的模擬結果，由原來減薄率30.7%降到了21.1%，理論上優化效果明顯（圖8)，達到之前理論模擬設定的、控制在25%之內的要求。
有了理論模擬效果的支持，在實際模具修改中只需要將模具按造型修改即可。在模具修改前，首先需確定在工藝造型修改中型面未做更改的部分，以及造型是以哪個型面作為基準所作的修改，然后再確定實際模具中對應的位置。通過CATIA軟件中造型修改區域與實際模具造型的比對，確定圖9所示紅色剖面線區域是數模修改中與實際模具對應的基準面。
根據CATIA軟件中造型修改運用的方法，直接將產品基準面沿切線方向往外延伸，如圖10所示的箭頭方向，然后將外延的面與側壁交接處通過R角過渡。制定模具打磨方案為：模具鉗工用直尺在模具基準面上作比對，在直尺緊貼基準面后，將與直尺干涉的面都打磨掉，直到放在基準面上的直尺與模具型面完全貼合，然后再與交接面倒R角，通過R規測量做到與CATIA數據一致。
凸模由模修鉗工用氣動槍打磨將其造型做成與模擬數據一致后，再將打磨位置用油石與砂紙精細拋光，直至模具表面如鏡面般光滑。同樣，凹模需將與凸模對應位置的凹坑用電焊補全，并將電焊后的型面打磨及拋光成鏡面，然后再通過拉深調試，得到不傷不裂的拉深成形件，在完成拉深成形件后，需要通過制作FLD的方法測量實際的材料減薄率。取一張料片，在對應區域用電解液畫出網格，然后用帶網格的料片調試出不傷不裂的拉深成形件，通過掃描將網格的變形值輸入電腦，并測量其實際減薄率，得到的結果為該區域減薄率降到25.3%，實現的優化量有7.2%（圖11)，達到預期。
同時，通過放大三倍的放大鏡觀察原暗傷開裂點，比較優化前與優化后材料表面顆粒粗細的變化情況，發現二者材料表面的差異很大，用肉眼就能看出區別：優化前拉深件的表面材料顆粒變粗嚴重，優化后拉深件的表面比較細膩，如圖12所示。
對局部造型優化后的模具，首先用小批量（300件左右)試生產來驗證其可靠性，在小批量生產時檢查每個零件在這個位置的表面顆粒度，確定結果沒問題；然后，跟蹤大批量生產，抽樣檢查生產狀態，確定結果沒問題；最終通過四個月的大批量生產跟蹤，未發現明顯的暗傷開裂零件，說明上述優化方案有效果。類似造型問題引起的暗傷開裂現象，在沖壓車間還有幾個側圍零件，其角踏板位置也有偶發暗傷開裂的情況，因此，我們將上述前門內板的優化方案運用在側圍模具上，首先也是通過Autoform模擬，確認原工藝補充面造型條件下產品區的減薄率為23.4%，然后通過工藝補充面造型優化后的數模模擬，得到產品區的減薄率結果為12.2%。從模擬結果判斷，同樣的優化方案用在側圍上也同樣能減少產品區材料的減薄量，從而能更大程度地減少暗傷開裂的發生，圖13所示為側圍零件工藝補充面造型優化及模擬結果，優化前后通過Autoform模擬結果可知，減薄率降了10%左右，如圖14所示。在實際模具上實施改善后，成形零件狀態如圖15所示。
工藝補充面優化完成后，首先也是通過小批量生產時檢查每個零件狀態，驗證其有效性，然后再大批量跟蹤其穩定性，通過每周1200件左右的產量跟蹤三個月，期間在這個位置未發現暗傷開裂現象，說明此方案的優化同樣有效果。結束語
上述類型的工藝補充面造型優化，對模具的修改量少且具有通用性，能解決此類造型特點的模具在批量生產中偶發的暗傷開裂問題。在模具上實施前，需分析清楚暗傷開裂的方向與原因，通過理論模擬及實際FLD測量結果判斷減薄率的值，再將工藝補充面優化后的造型在理論模擬上得到驗證，使得減薄率控制在可接受范圍內，然后實施于實際模具中，并在出件后再次用FLD測量，確認優化件實際減薄率的值是否得到改善，最后，通過小批量及大批量生產跟蹤，確認其穩定性與有效性。
