汽车冲压件的质量除了几何尺寸质量外，外观质量也是十分重要的组成部分。而且相对于几何尺寸，终端消费者对于外观质量的感知更加敏感。如今客户对汽车的挑选可以说到了苛求的地步，不仅要求汽车性能优越、品牌过硬，还要求汽车具有优良的外表质量，这就对汽车外覆盖件的冲压质量提出了更高的要求。

1.汽车冲压件常见的外观缺陷及原因分析

汽车冲压件在生产过程中，因模具状态和操作因素，时常会引起开裂、凹坑、凸点、划伤、压痕、毛刺、滑移线、起皱等外观质量缺陷。

（1）开裂 在汽车覆盖件拉深成形过程中，毛坯变形区内的变形分布、各部位的变形状态及其变形路径都在随成形过程而不断变化，变形区内的毛坯常因变形过大而开裂破坏（见图6-40），使拉深过程不能顺利完成。汽车覆盖件拉深时，因凹模原因导致毛坯产生开裂的现象特别多。在解决开裂问题时，需要花费大量时间对模具进行反复修正、调试，以至影响到大批量生产。所以，如何通过采取工艺、模具、材料及冲压条件等方面的措施，在较短的时间内解决开裂问题，对生产实践具有重要意义。在汽车覆盖件拉深成形过程中，不同的部位、不同的应力状态下所产生开裂的性质有所不同，解决措施也有所不同。

图6-40 拉深开裂

汽车覆盖件拉深开裂可分为强度开裂和塑性开裂两大类。强度开裂是指拉深成形过程中，板坯在传力区的承载力小于在变形区产生塑性变形和流动所需的变形力，在传力区产生的开裂；塑性开裂是指拉深成形过程中，板坯在变形区的塑形变形能力不能满足成形所需的塑形变形程度，在变形区产生的开裂。

控制强度开裂，关键是控制传力区的承载力和变形区的变形力，要使传力区成为强区，变形区成为弱区。传力区和变形区的强弱是相对的，可以相互转化，可以通过提高传力区的承载力或降低变形区的变形力来解决强度开裂问题。

同理，控制塑性开裂，关键是提高板材料的塑性变形能力或减小板材在变形区的变形量。

（2）凹坑 凹坑的定义是在冲压件表面有弹坑状的缺陷。由于车身制件大都是薄板制件，加之钢板自身的颜色关系，目视观察也不容易发现凹坑，流入到焊接装配工序，也只能发现一部分，假如白车身涂装后再发现，处理起来将十分麻烦。涂装后的车身表面有凹坑，对车身外观将产生严重的不良后果。图6-41所示为有弹坑状缺陷的冲压件表面。

凹坑的形成原因一般是模具存在气孔或者模具补焊不良，需要进行模具检查后消除这些缺陷。

（3）凸点 凸点的定义是在冲压件表面存在凸起的痕迹。该缺陷会影响车身外观及用户感受。凸点形成的原因主要是板料上有脏污或者模具中存在异物。解决的办法是进行板料清洗以及对模具进行清理，以消除该缺陷。图6-42所示为存在凸起痕迹的冲压件表面。

（4）划伤 就是冲压件金属表面划破。用线手套触摸时有明显的刮手现象，如果不打磨涂装则无法覆盖，才能作为划伤判定。冲压制件在生产过程中，由于模具旁边的滚轮架锐利角的影响，或操作者没有把零件托起拿好，或传送制件的带式输送机接扣露出，均会造成划伤。

图6-41 有弹坑状缺陷的冲压件表面

图6-42 存在凸起痕迹的冲压件表面

图6-43所示为存在划伤的冲压件表面。

需要提及的是，冲压制件工艺环节多，零件倒运次数增加，如果工位器具设计不合理，冲模表面有麻点现象，都容易造成零件表面划伤，不仅影响正常生产，返修打磨也十分麻烦。在打磨过程中极易出现磨漏，一般的打磨量应小于板厚的20％，方可确保零件质量。

（5）压痕 也叫压印。零件产生压痕的主要原因是模具表面有缺陷，或者有异物（如头发、废料、废屑）掉进模具所致，冲压制件表面不干净，粘结颗粒物或其他硬质杂物，也有可能造成制件表面压痕。除了模具之外，冲压件在运送过程中，也会偶尔造成压痕缺陷。一般的处理方式是消除模具表面缺陷和清理模具内的异物。图6-44所示为存在压痕的冲压件表面。

图6-43 存在划伤的冲压件表面

图6-44 存在压痕的冲压件表面

（6）毛刺 冲压零件的毛刺会产生如下影响：①冲孔毛刺，孔边上的毛刺直接影响凸焊螺母的焊接质量。②外观毛刺，如果是外观件，将直接影响产品的外观质量。③落料毛刺，造成搭接件产生间隙，直接影响焊接质量。图6-45所示为存在毛刺的冲压件表面。

图6-45 存在毛刺的冲压件表面

在冲裁中时产生不同程度的毛刺是很难避免的。当模具设计与制造合理无误，而对其他生产条件进行调整的情况下，即使小批量生产，毛刺高度仍可达到冲裁板厚的1％～3％，大量生产时毛刺高度则可达板厚的4％～7％。尽管在冲压生产中毛刺很难避免，但若改善冲压条件，则有可能减少毛刺。

毛刺产生的主要原因有：①凹、凸模间的入模间隙不均。②刃口由于磨损或其他原因而变钝。

在冲裁过程中，若凸凹模间隙较小且间隙不均，使板料上下两面随凸模和凹模刃口产生的裂纹不重合，将使板料上下两面发生两次断裂，因而产生了较大的毛刺。当凹、凸模间隙过大时，板料形成的裂纹也不重合，而像撕裂那样完成冲压分离，形成了很大的毛刺。

模具刃口磨损变钝出现圆角时，对板材就不能有效地起到分离作用，板料整个断面因撕裂而产生较大的毛刺。尤其是当落料的凸模刃口或冲孔的凹模刃口出现圆角时，产生的毛刺更为严重。

减少毛刺可从以下几方面注意：①保证凹、凸模加工精度和装配精度，保证凸模的垂直度和承受侧压的刚性，整个模具有足够的刚度。②保证凹、凸模具安装后间隙均匀，安装要牢固，防止在冲压加工过程中松动。③使用中经常检查凹、凸模刃口，发现磨损后，及时修理。④要保证模具与压力机台面的平行度，模具垫板与滑块下平面平行，压力机的滑块导轨精度要高，滑块运行要平稳，要有足够的工作压力。

可以通过毛刺刀或其他工具及方法去除工件上的毛刺。

（7）冲击线（滑移线）所谓冲击线（滑移线），是指在冲压成形初始阶段，静止的板材受到模具的冲击，在与凸、凹模圆角及拉深筋接触的部位形成相应的轮廓痕迹线，随着板材被进一步拉深、弯曲成形，这些轮廓痕迹线出现变薄、硬化且发生移动。冲击线在产品表面上痕迹明显（见图6-46），即使涂漆后也能明显看到，外覆盖件不允许存在这种痕迹。据统计，在线调整过程中，因冲击线缺陷造成的停机时间占30％以上，冲击线缺陷占质量整改的40％左右，在返修零件中占40％～50％。(www.daowen.com)

由于影响冲击线的因素多而复杂，因此必须研究各因素的影响机制和规律以及相应的控制方法，提高覆盖件的成形质量和生产效率。

解决冲击线问题的方法有四种。

图6-46 带位移轮廓冲击线的冲压件表面

1）缺陷切除法。在模具设计时根据冲压工艺特点，将冲击线设置在可切除的区域，或通过模具调试，使冲击线移动到能够被切除的区域。

2）移位法。通过调整压力机内外滑块的冲压力，或调整模具的侧向定位及个别位置的上、下限位块高度，使板材所受的压边力趋于合适，以避免形成冲击轮廓线。对零件轮圈或腰线等部位的冲击线大多如此解决。由于零件的复杂性，有的冲击线无法消除，则通过调整冲压力，使冲击线移动到不可视或能被焊接覆盖的部位。

3）冲击力调整法。将凸、凹模圆角尽可能做大，使模具与板料由线接触变为面接触，降低接触比压；降低滑块对板材的接触速度和成形速度；适当提高板材强度增强其抗冲能力；在拉深即将终了时增大压边力将冲击线拉平直。

4）返工消除法。对不能采取以上方法消除冲击线缺陷的冲压零件，需要进行返修，通过人工打磨来消除冲击线对零件型面的影响。

（8）起皱 起皱是板料在冲压成形过程中受压失稳的一种主要表现形式（见图6-47）。板料在塑性变形过程中，会受到复杂的应力作用，由于板材的厚度与长度、宽度相比尺寸很小，厚度方向最不稳定，最容易因受压而不能维持稳定的塑性变形，产生受压失稳起皱。比较复杂的冲压件起皱一般都是多种应力综合作用的结果，但其中必有一种应力起到主导作用，找准主导作用应力，就可以通过改变冲压工艺参数、模具参数和冲压条件等，找到解决起皱问题的办法。

1）以压应力为主引起的起皱。通过采取减小压应力、施加面外压力等措施来防止压应力起皱。

图6-47 起皱的冲压件表面

2）以均匀拉应力为主引起的起皱。通过采取改变拉应力分布，使拉应力分布比较均匀，减小最大拉应力，增加面外压力等措施来防止不均匀拉应力起皱。

3）以切应力为主引起的起皱。通过采取减小切应力，减小切应力作用区，减小拉应力变化梯度，增加面外压应力等措施来防止切应力起皱。

为使板坯的内应力分布合理，防止出现起皱，要预先分析和推测皱纹的出现部位、成长过程以及在成形过程中如何消皱等。如果没有充足的资料积累来支持这种分析和推测，则需要利用数值模拟进行分析。在此基础上，再从零件形状、工艺设计、模具设计与制造、改善冲压条件及材料选择等方面，有针对性地采取措施。

2.汽车冲压件外观质量缺陷检查及控制

在冲压件生产中及时进行外观表面质量检查与控制，对降低废品率提高生产效能非常重要。检查冲压件的外观表面质量，在生产现场主要以目测和手感检查为主，配合光照、油石检查，有的大型主机厂，还配备了先进的光学表面检测系统用于冲压件外观质量检查。

（1）目视检查 对于冲压件外观质量缺陷，使用最多的是目视检查。目测可以检查的项目比较多，主要有开裂、皱纹、拉痕、凹痕、凸点、压伤、划伤检查，还有表面平整性、棱线清晰度、圆角均匀性以及毛剌高度检查等。

（2）光照检查 主要用于外覆盖件表面光顺度的检查。进行光照检查时，冲压件表面应经喷刷深色（如黑色）油漆，在专门的光照室内，查看制件表面是否有斑马纹形状。同时，冲压件表面的其他一些缺陷（如凹凸不平），在光照下会产生漫反射，比较容易发现。

（3）手感检查 手感检查是以手掌触摸制件表面的感觉为依据。主要检查目测不易观察到的项目，如表面光顺性检查和微凹与微凸检查。手感检查时，最好戴上纱手套在制件表面往返推摸。

（4）油石辅助检查 用细油石在被检覆盖件表面沿整车的长度方向均匀摩擦，特殊部位也可横向或斜向摩擦，摩擦后的表面凸凹不平处显露得比较明显，凡是发亮的部位为高点，反之为低点，以此来判定表面质量的状态。用油石往返推磨（蹭拉）制件表面，更容易反映出冲压件不平顺的问题，而且此法特别容易暴露出冲压件的暗包等缺陷。但该方法易损伤冲压件，不适用于普遍性检查。一般用于模具验收过程中的检查和生产时的首件检查。

（5）光学表面检测系统检查 该方法是一种先进的冲压件外观表面检查方法。借助光学表面检测系统，白车身和冲压零件上的许多缺陷都可以在生产过程的早期（如冲压完成后）检查出来，如撞伤、凹痕、波纹、凸点、压缩和开裂等。

通常的冲压件外观质量检查只能由高技能的检测人员完成，而光学表面检测系统可以保证完全自动化，完整和客观的质量控制。无论多小的表面，都能可靠地进行探测和评估。柔性传感器技术使之适应于各种测量任务和处理系统（如线性轴、过程检测机器人等）。获取和评估测量数据的系统软件具有定义缺陷性质和进行严格分类的功能。除此之外，在生产过程中，光学表面检测系统可以根据用户确定的专用质量标准来调整公差设置，可以将分类的表面缺陷进行标记并显示在监控屏测试零件的3D模型上。凭借光学表面检测系统具有的快速的测量和评估功能，制件上与质量有关的缺陷可以在早期发现，大大减少了制件的返工率。

图6-48所示为使用某光学表面检测系统检测冲压件。

在上述检验方法中，除了用光学表面检测系统检验外，其余都需要检查人员具有一定检验经验，而且所有检验结果都是定性的，没有量化，难以评定缺陷的严重程度。所以我们必须寻求一种对表面质量缺陷的严重程度可以量化评定的方法，以便在生产中对其进行控制。

图6-48 使用某光学表面检测系统检测冲压件

下面以法国标致雪铁龙公司及德国大众汽车公司为例说明，如何在保证产品质量过程中采用特殊的手段评审，对覆盖件的表面质量进行量化评定。具体方法是，将整车各部位的表面按缺陷被发现的难易程度及其对整车外观质量的影响程度，划分为三个缺陷区域：即一区、二区和三区；同时将各种缺陷按严重程度，即对整车的影响程度和发现的难易程度，分为A、B、C、D四类缺陷；再将各个区域的各种不同程度的缺陷进行组合，制定相应的缺陷扣分数。这样，覆盖件表面上的每个实际缺陷都对应着相应的缺陷扣分数，缺陷扣分数越高缺陷越严重。将零件表面上所有实际缺陷的缺陷扣分数累计起来，便形成这个零件表面质量的总缺陷扣分数，根据总缺陷扣分数评定出表面质量的相应等级。通过这种对表面质量定量的评定，可以在生产中有效地控制冲压覆盖件的表面质量。

各类缺陷的定义如下。

A类缺陷（30分的扣分数）：导致废品的外观缺陷（皱褶、裂纹、断裂等）。

B类缺陷（10分的扣分数）：由顾客能立刻指出的重大外观缺陷。

C类缺陷（5分的扣分数）：顾客一般可见到的缺陷（刮痕、毛刺、凹陷、凸包等），导致零件返修。

D类缺陷（3分的扣分数）：在某种照明条件，某种观察角度下，由专家查出的微小外观缺陷。