汽车覆盖件作为功能性零件，对整车的安全、隔振降噪性能以及整车造型风格与静态感知质量等具有重要影响。近年来，随着汽车行业的迅猛发展与国民消费水平的提升，汽车消费群体不断年轻化，消费者在购车时除了关注汽车的操控性、动力性和燃油性等基本性能外，越来越关注汽车的造型与静态感知质量。静态感知质量主要体现在汽车覆盖件的表面质量，很大程度决定了产品的市场竞争力与消费者的购买意向。因此如何稳定并提升汽车覆盖件的表面质量，已成为各大模具厂与主机厂研究的重要课题。

现从监测并稳定汽车覆盖件表面质量的角度出发，结合某主机厂汽车覆盖件的生产管理流程，介绍了汽车覆盖件的质量标准、常见缺陷类型与检测方法。同时以某车型翼子板为例，解析了单件表面缺陷与整车缺陷的对应关系，并在此基础上通过优化模具结构以达到消除表面缺陷的目的，以期为主机厂冲压件的生产管理与质量控制提供工程借鉴与依据。

1

汽车覆盖件表面质量标准

01

常见缺陷类型

（a）开裂

（b）起皱

（c）滑移线

（d）生锈

（e）压痕

（f）凹凸点

图1 常见缺陷类型

汽车覆盖件需经过拉深、修边、整修及冲孔等工艺冲压成形，在其生产过程中，模具零件承受较大载荷，当压边间隙不均匀或板料定位不准确时，常导致模具零件出现疲劳磨损、塌陷、变形等失效，降低了模具成形零件精度及汽车覆盖件成形质量，汽车覆盖件产生的褶皱、开裂、压痕与滑移线等表面缺陷如图1所示。

02

表面质量分区

汽车覆盖件分布在整车的不同位置，是整车的主要构成要素。根据整车的装配构成，同时结合用户的评审需求，通常根据外观表面、打开车门后可见表面及不可见表面将整车覆盖件分为A、B、C、D4个区域，如图2所示。

图2 表面分区标准

A区：前后保险杠以上所有可见的汽车外观件（发动机盖、顶盖、行李箱盖、保险杠高度以上的车门与侧围等部位）。

B区：前后保险杠以下的外观件和一些不易见的外板件部位（侧围部分、胶条以下的车门、侧围框及轮罩等部位）。

C区：瞬间可见的内板件（顶盖的流水槽、尾门，行李箱盖打开后可见的边缘部分；加油孔盖打开以后可见的边缘部位；前后门保险带以下的门锁部位与门框等部位）。

D区：瞬间难以看到的内板件（发动机盖、行李箱盖打开后可见的部位、前后门与门框的交接处等部位）。

03

表面质量标准

汽车覆盖件的表面质量具有较高的要求，从用户的角度与关注度出发，不同表面分区的质量要求各不相同，其中外观表面如侧围、翼子板和引擎盖外板等要求较高，不允许存在波纹、起皱、开裂、滑移线和压痕等缺陷，而且特征棱线要求清晰、平直，曲线应顺滑、过渡均匀。各表面分区质量要求如表1所示。

2

生产管理与质量控制

图3 汽车覆盖件生产工艺流程

汽车覆盖件的生产管理流程主要包括板料接收、落料、冲压、装框、检测与零件出入库等环节，如图3所示。为确保覆盖件的质量，降低不良率，需在工艺流程的输出端对覆盖件进行有效监测与控制，现从质量抽检与GSQE检测2个方面阐述质量控制流程与方法。

01

质量抽检

模具开发前期，借助Autoform仿真平台可以模拟分析板料成形过程中易出现缩颈开裂或滑移等缺陷的部位，即高风险区域。在高速自动化冲压生产模式下，汽车覆盖件的生产节拍较快，如前后门外板SPM（每分钟冲次）为10?12次/min，顶盖SPM为9?10次/min。在此生产模式下，生产线末端员工无法在有限的时间对每个零件所有部位进行全局检查，只能通过抽检的方式按照表面质量标准对零件高风险区域进行检查。

（a）某车型门内板结构

（b）高风险区域

图4 某车型门内板高风险区域检查

某车型门内板结构如图4（a）所示，零件特性、材料力学性能参数及冲压工艺使a、b区域拉深减薄率分别达28.6%与29.1%，如图4（b）所示，均高于25%的减薄率设计标准。在批量生产过程中容易因材料性能和压边间隙等波动而产生开裂风险，因此将a、b区域定义为该零件的高风险区域。生产线末端质量抽检时重点关注高风险区域，当出现缺陷时停机排查或按照问题升级流程进行处理，通过该方式可以有效监控生产零件的质量状态。

02

GSQE检测

全球表面质量评估（globalsurfacequlityevaluation，GSQE）旨在为冲压成形的钣金表面建立统一的评审方法与标准以评价其质量。在试生产和批量生产过程中界定裸露钣金的表面评估标准化流程，通过标准化的检查方法与量化的缺陷评审方式确定零件的质量等级，作为可接受或一种优先等级进行表面质量改进的手段。每生产批次检查一件，通过借助平行光墙对冲压件的表面缺陷进行检测，当平行光墙发生扭曲或突变时，表明零件表面存在凹坑或滑移线等缺陷，并按照GSQE的缺陷扣分标准评分，GSQE扣分标准如表2所示。某车型侧围GSQE光墙检测过程如图5（a）、图5（b）所示，评审判定A柱顶部A3凸点缺陷如图5（c）所示。

图5 GSQE检测过程

注：ΔA3为A区存在3级压痕；OB2为B区存在2级凹面；=A3为A区存在滑移缺陷；⊙B3为B区存在3级凸面。

受冲压生产线末端空间及生产节拍的影响，在现有条件下质量抽检环节无法对覆盖件进行全局检查，不能确认零件表面的整体状态，当模具或板料等因素造成零件缺陷而未能及时辨识时，会使缺陷存在逃逸风险。因此，在质量抽检的基础上，每批次生产过程中随机抽取1个零件进行GSQE检测，对生产中产生的表面缺陷和变异进行评估和报警，通过提高质量控制的方式最大程度监测汽车覆盖件的质量状态。

3

工程案例应用

GSQE作为汽车覆盖件表面质量的量化评审工具，可以运用于模具设计制造、调试与主机厂量产的全过程跟踪，现以某车型翼子板为例，阐述如何应用GSQE工具监测并控制各阶段冲压件的质量状态。

01

模具开发前期

（a）某车型翼子板结构

（b）表面质量虚拟评估结果

图6 某车型翼子板结构与GSQE虚拟评估结果

项目开发前期，在零件数据锁定后，专业技术人员借助有限元软件Autoform对零件的冲压成形进行全工序模拟仿真分析，规划并优化冲压工艺的同时提前辨识因零件特性产生的工艺缺陷，即依托CAE分析软件的数值仿真功能并按照GSQE的检测要求开展表面质量虚拟评估分析。某车型翼子板结构与前期表面质量虚拟评估结果如图6所示。

02

模具制造阶段质量控制

为了使模具达到稳定状态并满足项目开发初期定义的质量策划，同时减少模具回厂后的加工与调试工作量，主机厂会开展模具回厂前的验收工作，并依照GSQE评审标准对冲压件成形质量进行监控与确认，以快速达到制造阶段与模具验收合格后发回主机厂的表面质量要求。对于不满足目标分值的零件，主机厂与模具供应商共同梳理并制定GSQE分值降低计划，整合并调动相关优质资源进行表面质量整改。

03

模具调试阶段质量控制

图7 某车型翼子板GSQE目标值与实际值对比

模具厂内母线调试是模具开发的重要环节，用于提升冲压件的尺寸合格率与表面质量，使其快速达到可生产的质量状态。在母线调试过程中，冲压车间根据当前零件状态并结合前期的质量策划制定汽车覆盖件各阶段的GSQE分值目标。以GSQE分值为导向，对比各阶段实际值与目标值的差异，制定表面质量的整改计划并跟踪整改进展，形成闭环问题管理模式，达到阶段GSQE目标分值后才进入下阶段的调试工作。跟踪过程对比如图7所示。

04

正式生产阶段质量控制

冲压件开始批量生产后，GSQE对冲压零件成形质量的管理和提升具有重要意义。GSQE可以监测冲压单件与整车的表面质量状态，辨识过程变异点。按照冲压件质量管理控制要求，每批次生产时随机抽取1件零件进行GSQE评审，跟踪某车型翼子板一段时间内的GSQE发现，其前端上部出现A2凹印缺陷，采用光墙对整车进行静态感知评审发现，同样存在A2凹印且缺陷表现模式一致，单件的凹印缺陷与整车的缺陷表现模式如图8所示。

（a）单件GSQE评审A2凹印

（b）整车凹印缺陷

图8 单件与整车缺陷表现模式

在辨识冲压件表面缺陷后，对拉深、修边、翻边及整形等工序进行排查，确认缺陷产生的机理，最终锁定为翻边工序因压料板磨损造成研合不足，导致外观面材料流动失稳而产生凹印。在此基础上，对压料面进行补焊研配，控制翻边过程外观面的材料流动，整改后光墙检测结果显示凹印缺陷消除。缺陷起因排查、模具修复及整改前后对比如图9所示。

图9 凹印缺陷整改过程

工程实践结果显示，采用GSQE标准对汽车覆盖件表面质量进行评审，可有效辨识其表面缺陷，快速发现问题并抑制问题的恶化，对模具改进、生产过程质量控制及提升整车静态感知质量具有重要指导意义。

▍原文作者：韦荣发，覃亮，唐广杰，孙凌霄，黄峥松

▍作者单位：上汽通用五菱汽车股份有限公司