文／王學(xué)甫·杭州吉利汽車有限公司

本文著重針對(duì)汽車車身外覆蓋零件生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，導(dǎo)致表面面品合格率偏低的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)中的每個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)加以排除，找出問(wèn)題產(chǎn)生的原因，層層分析與制定出快速有效的工藝方案，并對(duì)12 年來(lái)個(gè)人從事沖壓外覆蓋件的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，平時(shí)遇到過(guò)問(wèn)題的處理方法加以總結(jié)和提煉。針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中沖壓件的質(zhì)量控制，從沖壓工藝分析、模具應(yīng)用、沖壓件檢具使用、質(zhì)量管理等方面進(jìn)行剖析，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中沖壓件質(zhì)量控制進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和技巧分析，探討零件質(zhì)量控制的新途徑。希望在今后工作中遇到?jīng)_壓外覆蓋件的類似問(wèn)題時(shí)，可作為借鑒和應(yīng)用，以便更好地提升沖壓件的合格率。

沖壓生產(chǎn)工藝流程

汽車外板件生產(chǎn)流程通常分為：原材料進(jìn)廠檢查及入庫(kù)、原材料開(kāi)包清洗上線、模具拉延切邊零件成形、機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)零件、線尾監(jiān)控成品件質(zhì)量、零件裝箱入庫(kù)等。沖壓各階段過(guò)程管理的制定應(yīng)以消除和防止沖壓缺陷的產(chǎn)生為目標(biāo)，同時(shí)應(yīng)考慮工裝制造能力、生產(chǎn)水平、工裝制造周期、投資成本及沖壓生產(chǎn)的場(chǎng)地條件和生產(chǎn)設(shè)備等。下面我們就各具體環(huán)節(jié)在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題加以仔細(xì)分析。

各過(guò)程的質(zhì)量控制

原材料進(jìn)廠質(zhì)量控制

沖壓原材料鋼板的進(jìn)廠環(huán)節(jié)，應(yīng)確認(rèn)鋼板材質(zhì)、牌號(hào)是否符合采購(gòu)下單的要求，進(jìn)廠時(shí)需接收鋼材廠家提供的材質(zhì)分析及力學(xué)性能報(bào)告，同時(shí)了解材料生產(chǎn)日期，防止過(guò)期材料入庫(kù)。針對(duì)原材料本身，應(yīng)查看鋼板包裝是否破損、包裝是否規(guī)范以及原材料防護(hù)墊是否規(guī)范，以防止上下板料被壓傷或材料竄位。

板料開(kāi)包上線質(zhì)量控制

⑴板料開(kāi)包上線檢查。

首先使用剪刀剪開(kāi)包裝帶，包裝紙上的膠帶撕開(kāi)后，小心打開(kāi)包裝紙防止灰塵掉入，再拿除塵布擦拭材料上表面。因?yàn)椴牧戏謴埰鲙в写帕Γ赡軙?huì)把小鐵屑帶到材料上導(dǎo)致零件表面出現(xiàn)包和坑等質(zhì)量問(wèn)題，所以要做好材料分張器的清潔，如圖1 所示。

圖1 分張器清潔

機(jī)器人在往輸送皮帶機(jī)上放料時(shí)，需要關(guān)注材料兩邊不能和皮帶機(jī)的皮帶邊接觸，因?yàn)殚L(zhǎng)此以往會(huì)使皮帶邊被磨壞，導(dǎo)致碎屑被帶入模腔內(nèi)造成零件不合格，所以要做好軌跡調(diào)整使材料兩邊正好位于皮帶中間以防止磨邊，如圖2 所示。

圖2 材料擺放位置

⑵板料上線清洗涂油控制。

線首皮帶機(jī)分為進(jìn)料皮帶機(jī)、對(duì)中皮帶機(jī)，由于皮帶是直接跟材料表面接觸，也是影響外板件質(zhì)量的因素之一，在使用中可能會(huì)因?qū)⒁恍┘?xì)小的異物帶進(jìn)模具中造成凸包。皮帶機(jī)上加裝自動(dòng)上下清潔皮帶的毛刷裝置，可以時(shí)刻清潔皮帶表面，生產(chǎn)前工作人員必須將每根皮帶認(rèn)真擦拭一遍，防止皮帶表面的油跟材料表面接觸后被帶入模腔導(dǎo)致油包，如圖3 所示。

圖3 皮帶機(jī)清潔毛刷

清洗作為外板件的重中之重，清洗機(jī)里的清洗油要委托廠家一個(gè)月進(jìn)行一次化驗(yàn)，以確保水分、清潔度等指標(biāo)合格；清洗機(jī)里的過(guò)濾器要半個(gè)月檢查一次潔凈程度，及時(shí)更換臟了的過(guò)濾器。

深拉延的外板件需要涂油，要控制涂油量在合理范圍內(nèi)并設(shè)定涂油區(qū)域，防止油霧太多形成油顆粒滴在材料上面導(dǎo)致油包；涂油機(jī)里的拉延油要委托廠家一個(gè)月進(jìn)行一次化驗(yàn)，查看里面的水分、清潔度等指標(biāo)是否合格；涂油機(jī)里的過(guò)濾器半個(gè)月檢查一次潔凈程度，及時(shí)更換臟了的過(guò)濾器。

沖壓件成形質(zhì)量控制

汽車沖壓件形狀一般都比較復(fù)雜，在制定成形工藝過(guò)程中結(jié)合金屬板料的應(yīng)力、應(yīng)變狀況、材料壓力狀態(tài)下流動(dòng)規(guī)律等因素，可有效提高工藝制定的正確性和降低零件質(zhì)量事故的發(fā)生。以某車型前車門(mén)后部為例(圖4），成形工藝為：⑴拉延；⑵二次拉延、切邊、沖孔；⑶切邊、沖孔、整形、側(cè)切邊；⑷分離、沖孔、翻邊、側(cè)沖孔。

圖4 前車門(mén)后部

由于該零件A 區(qū)形狀復(fù)雜、拉延深度大、拉延階梯多，如果采用一次拉延容易因材料流動(dòng)不足導(dǎo)致表面開(kāi)裂，采用二次拉延基本可消除此類質(zhì)量問(wèn)題。

沖壓模具質(zhì)量控制

模具在汽車沖壓工序中占據(jù)著主導(dǎo)地位，模具維護(hù)保養(yǎng)不到位會(huì)直接體現(xiàn)在沖壓件上，會(huì)產(chǎn)生零件毛刺、拉毛、走料線嚴(yán)重等質(zhì)量缺陷。模具管理應(yīng)以全生命周期管理，在新車型車身的前期開(kāi)發(fā)階段要最大可能地完成模具整改工作，原因是量產(chǎn)后模具狀態(tài)基本不會(huì)發(fā)生大的變化，開(kāi)發(fā)過(guò)程中模具設(shè)計(jì)狀態(tài)的確認(rèn)尤為重要。量產(chǎn)后，模具的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)作為常態(tài)化工作開(kāi)展，這是沖壓件質(zhì)量控制的重要保障。

模具保養(yǎng)應(yīng)根據(jù)沖壓件生產(chǎn)沖次的記錄來(lái)確定保養(yǎng)的時(shí)間，模具內(nèi)腔結(jié)構(gòu)應(yīng)以一季度一次進(jìn)行拆解清洗、潤(rùn)滑，模具型面應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行修整、打磨；模具的日常清洗是十分必要的，控制水壓和清洗液配方可以消除模具表面細(xì)顆粒，避免沖壓件產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。

⑴拉延模：拉延模的精度很高，只要有一點(diǎn)臟東西被壓在模腔里也會(huì)使零件產(chǎn)生凸包、凹坑、壓印等缺陷，要做好以下各項(xiàng)工作。

①拉延模上模有排氣孔：排氣孔可以防止拉延時(shí)上模產(chǎn)生真空導(dǎo)致零件下不來(lái)，因?yàn)榕K東西容易由此進(jìn)入，所以要在排氣孔上方加防塵蓋。

②拉延模上的拉延筋有用來(lái)防止拉延時(shí)零件起皺和零件表面產(chǎn)生應(yīng)力的作用，但由于拉延時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦并發(fā)熱，導(dǎo)致材料拉毛粘在拉延筋上或帶入模腔使零件產(chǎn)生凸包、凹坑、壓印等質(zhì)量問(wèn)題，所以在每批次生產(chǎn)完成后，要做精細(xì)的保養(yǎng)工作和全面清洗，必要時(shí)還要對(duì)拉延筋表面進(jìn)行強(qiáng)化處理。

③每批生產(chǎn)完后，記錄清洗保養(yǎng)過(guò)程。

④生產(chǎn)前，上下模用專用除塵布進(jìn)行擦拭。

⑵修邊沖孔模：修邊時(shí)很容易產(chǎn)生毛刺鐵屑、沖孔廢料掉落在模具表面上導(dǎo)致零件壓印質(zhì)量缺陷。

①將修邊刀口實(shí)行二級(jí)階梯廢料刀口，減少分?jǐn)嗟犊诋a(chǎn)生的毛刺鐵屑；

②將修邊模上普通刀口改為鵝頸刀口，減少毛刺鐵屑；

③將普通沖頭更換成有推廢料銷的沖頭，沖下的廢料被推料銷推下廢料孔，避免沖孔廢料上浮；

④臨時(shí)解決鐵屑方法：將黃油刷在下模刀口上，使修邊產(chǎn)生的小鐵屑粘在黃油上不被帶到模具表面；

⑤檢查修邊后的零件邊緣(圓角帶、光亮帶、斷裂層、毛刺區(qū)）來(lái)判斷刀口間隙是否合理；

⑥每批生產(chǎn)完，對(duì)清洗保養(yǎng)過(guò)程進(jìn)行記錄；

⑦生產(chǎn)前，把上下模用專用除塵布進(jìn)行擦拭；

⑶整形翻邊模：整形翻邊上下模貼合面與零件接觸面積大，很容易產(chǎn)生壓印。

①需要將翻邊的上下模貼合面進(jìn)行避空，縮小貼合面范圍，減少壓印；

②將翻邊模翻邊口進(jìn)行每批次保養(yǎng)打光，防止翻毛產(chǎn)生鐵屑；

③每批生產(chǎn)完，記錄清洗保養(yǎng)過(guò)程；

④生產(chǎn)前，把上下模用專用除塵布進(jìn)行擦拭。

⑷分離沖孔模：分離沖孔時(shí)很容易產(chǎn)生毛刺鐵屑、沖孔廢料掉落在模具表面上導(dǎo)致零件壓印質(zhì)量缺陷。

①零件分離用上專用刀口時(shí)，需要將上下刀口間隙調(diào)整到位；

②將普通沖頭更換成有推廢料銷的沖頭，使沖下的廢料由推料銷推下廢料孔，避免沖孔廢料上浮；

③臨時(shí)解決鐵屑方法將黃油刷在下模刀口上，使修邊產(chǎn)生的小鐵屑粘在黃油上不帶到模具表面；

④每批生產(chǎn)完，對(duì)清洗保養(yǎng)進(jìn)行記錄；

⑤生產(chǎn)前，上下模用專用除塵布進(jìn)行擦拭；

⑥檢查修邊后的零件邊緣(圓角帶、光亮帶、斷裂層、毛刺區(qū)）來(lái)判斷刀口間隙是否合理。

沖壓檢具質(zhì)量控制

⑴檢具使用中定位基準(zhǔn)的控制。

在生產(chǎn)過(guò)程中必須保證模具與實(shí)際生產(chǎn)中的零件尺寸保持一致，為檢驗(yàn)這項(xiàng)要求，使用檢具對(duì)零件進(jìn)行尺寸檢測(cè)是非常必要的。

在沖壓件檢具檢測(cè)過(guò)程中，定位基準(zhǔn)控制的不好往往會(huì)在零件焊接分總成過(guò)程中出現(xiàn)異常情況。以某車型右A 柱內(nèi)加強(qiáng)主板(圖5）與右A 柱下鉸鏈固定板(圖6）配合為例，在沖壓件檢具放置定位銷時(shí)未注意零件定位基準(zhǔn)，導(dǎo)致出現(xiàn)卡死狀態(tài)。

⑵檢具測(cè)量型面基準(zhǔn)的控制。

沖壓件檢具測(cè)量的主要類型有三種：型面、間隙、孔，測(cè)量工具最常見(jiàn)的有面差儀、游標(biāo)卡尺、間隙尺、刻度尺。在測(cè)量過(guò)程中型面基準(zhǔn)的選取尤其重要，只有選取合適正確的基準(zhǔn)面才能得出正確的測(cè)量數(shù)據(jù)，特別是汽車外板件在保持整車流線型外觀，避免不合理的零件配合階差，正確的型面數(shù)值是很重要的，下面以某車型機(jī)蓋外板(圖7）為例進(jìn)行說(shuō)明。

圖7 某車型機(jī)蓋外板

在全尺寸檢測(cè)中A 區(qū)域內(nèi)有兩個(gè)點(diǎn)需要測(cè)量，該區(qū)域型面為存在坡度的扇形面，如果單純的選用X軸方向或Y 軸方向作為測(cè)量型面的基準(zhǔn)面很難得出正確的測(cè)量值，如果沿扇形面方向作為測(cè)量型面的基準(zhǔn)面，得出的測(cè)量值與三坐標(biāo)測(cè)量值基本吻合。

自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量檢驗(yàn)

目前在沖壓件生產(chǎn)中，越來(lái)越依靠機(jī)械手與壓機(jī)的配合完成零件的自動(dòng)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)率的提高。以某車型前門(mén)外板為例，生產(chǎn)節(jié)拍在每分鐘6 件左右，監(jiān)控員很難實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的全面檢查。為保證零件質(zhì)量，需要對(duì)檢驗(yàn)方式進(jìn)行優(yōu)化，包括質(zhì)量管理中采用檢驗(yàn)員抽檢方式減少監(jiān)控員檢查項(xiàng)目、分區(qū)域循環(huán)檢驗(yàn)等方式。

質(zhì)量檢驗(yàn)人員的技能控制。質(zhì)量檢驗(yàn)人員的選拔上崗需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的考核，在新老交替不斷的情況下人員水平參差不齊，通過(guò)組織對(duì)質(zhì)檢員的協(xié)作意識(shí)、業(yè)務(wù)知識(shí)、業(yè)務(wù)能力、敬業(yè)精神、工作方法等五個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)并得出結(jié)論：工作方法和協(xié)作意識(shí)得分較低。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)檢驗(yàn)人員建立動(dòng)態(tài)培訓(xùn)考評(píng)項(xiàng)目。通過(guò)建立周期性的故障設(shè)置考評(píng)方式，對(duì)檢驗(yàn)人員進(jìn)行技能考核，可有效保持員工的正確檢驗(yàn)方式。表1 為某廠實(shí)施故障設(shè)置考評(píng)方式后，檢驗(yàn)人員3 個(gè)月內(nèi)檢出率。

表1 檢驗(yàn)人員3 個(gè)月內(nèi)檢出率

結(jié)束語(yǔ)

隨著消費(fèi)者經(jīng)濟(jì)實(shí)力和質(zhì)量意識(shí)的提升，對(duì)汽車質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，在質(zhì)量控制方面不僅要從整體方面進(jìn)行管理，也要從工藝、模具、檢具、檢驗(yàn)方式等細(xì)節(jié)入手，合理的工藝路線、先進(jìn)的沖壓三要素、合理的環(huán)境、科學(xué)的質(zhì)量管理手段等共同作用才能提高沖壓件質(zhì)量合格率，滿足消費(fèi)者對(duì)整車表觀質(zhì)量的要求，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車行業(yè)制造高品質(zhì)的汽車。