文／王學(xué)甫·杭州吉利汽車有限公司

本文著重針對汽車車身外覆蓋零件生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的缺陷，導(dǎo)致表面面品合格率偏低的問題，通過對生產(chǎn)中的每個環(huán)節(jié)來加以排除，找出問題產(chǎn)生的原因，層層分析與制定出快速有效的工藝方案，并對12 年來個人從事沖壓外覆蓋件的生產(chǎn)經(jīng)驗，平時遇到過問題的處理方法加以總結(jié)和提煉。針對生產(chǎn)過程中沖壓件的質(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)量管理等方面進行剖析，對生產(chǎn)過程中沖壓件質(zhì)量控制進行經(jīng)驗總結(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題時，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：原材料進廠檢查及入庫、原材料開包清洗上線、模具拉延切邊零件成形、機器人轉(zhuǎn)運零件、線尾監(jiān)控成品件質(zhì)量、零件裝箱入庫等。沖壓各階段過程管理的制定應(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)過程中出現(xiàn)的問題加以仔細分析。

各過程的質(zhì)量控制

原材料進廠質(zhì)量控制

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

板料開包上線質(zhì)量控制

⑴板料開包上線檢查。

首先使用剪刀剪開包裝帶，包裝紙上的膠帶撕開后，小心打開包裝紙防止灰塵掉入，再拿除塵布擦拭材料上表面。因為材料分張器帶有磁力，可能會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

機器人在往輸送皮帶機上放料時，需要關(guān)注材料兩邊不能和皮帶機的皮帶邊接觸，因為長此以往會使皮帶邊被磨壞，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。

線首皮帶機分為進料皮帶機、對中皮帶機，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，在使用中可能會因?qū)⒁恍┘毿〉漠愇飵нM模具中造成凸包。皮帶機上加裝自動上下清潔皮帶的毛刷裝置，可以時刻清潔皮帶表面，生產(chǎn)前工作人員必須將每根皮帶認真擦拭一遍，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 皮帶機清潔毛刷

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

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；涂油機里的拉延油要委托廠家一個月進行一次化驗，查看里面的水分、清潔度等指標(biāo)是否合格；涂油機里的過濾器半個月檢查一次潔凈程度，及時更換臟了的過濾器。

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不足導(dǎo)致表面開裂，采用二次拉延基本可消除此類質(zhì)量問題。

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，模具維護保養(yǎng)不到位會直接體現(xiàn)在沖壓件上，會產(chǎn)生零件毛刺、拉毛、走料線嚴重等質(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)基本不會發(fā)生大的變化，開發(fā)過程中模具設(shè)計狀態(tài)的確認尤為重要。量產(chǎn)后，模具的維護保養(yǎng)應(yīng)作為常態(tài)化工作開展，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)沖次的記錄來確定保養(yǎng)的時間，模具內(nèi)腔結(jié)構(gòu)應(yīng)以一季度一次進行拆解清洗、潤滑，模具型面應(yīng)經(jīng)常進行修整、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顆粒，避免沖壓件產(chǎn)生質(zhì)量問題。

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

①拉延模上模有排氣孔：排氣孔可以防止拉延時上模產(chǎn)生真空導(dǎo)致零件下不來，因為臟東西容易由此進入，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防止拉延時零件起皺和零件表面產(chǎn)生應(yīng)力的作用，但由于拉延時會產(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)量問題，所以在每批次生產(chǎn)完成后，要做精細的保養(yǎng)工作和全面清洗，必要時還要對拉延筋表面進行強化處理。

③每批生產(chǎn)完后，記錄清洗保養(yǎng)過程。

④生產(chǎn)前，上下模用專用除塵布進行擦拭。

⑵修邊沖孔模：修邊時很容易產(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將修邊刀口實行二級階梯廢料刀口，減少分斷刀口產(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)）來判斷刀口間隙是否合理；

⑥每批生產(chǎn)完，對清洗保養(yǎng)過程進行記錄；

⑦生產(chǎn)前，把上下模用專用除塵布進行擦拭；

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行避空，縮小貼合面范圍，減少壓印；

②將翻邊模翻邊口進行每批次保養(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)過程；

④生產(chǎn)前，把上下模用專用除塵布進行擦拭。

⑷分離沖孔模：分離沖孔時很容易產(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，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，對清洗保養(yǎng)進行記錄；

⑤生產(chǎn)前，上下模用專用除塵布進行擦拭；

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)過程中必須保證模具與實際生產(chǎn)中的零件尺寸保持一致，為檢驗這項要求，使用檢具對零件進行尺寸檢測是非常必要的。

在沖壓件檢具檢測過程中，定位基準(zhǔn)控制的不好往往會在零件焊接分總成過程中出現(xiàn)異常情況。以某車型右A 柱內(nèi)加強主板(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檢具測量型面基準(zhǔn)的控制。

沖壓件檢具測量的主要類型有三種：型面、間隙、孔，測量工具最常見的有面差儀、游標(biāo)卡尺、間隙尺、刻度尺。在測量過程中型面基準(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，下面以某車型機蓋外板(圖7）為例進行說明。

圖7 某車型機蓋外板

在全尺寸檢測中A 區(qū)域內(nèi)有兩個點需要測量，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 軸方向作為測量型面的基準(zhǔn)面很難得出正確的測量值，如果沿扇形面方向作為測量型面的基準(zhǔn)面，得出的測量值與三坐標(biāo)測量值基本吻合。

自動化生產(chǎn)過程質(zhì)量檢驗

目前在沖壓件生產(chǎn)中，越來越依靠機械手與壓機的配合完成零件的自動化生產(chǎn)，實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)率的提高。以某車型前門外板為例，生產(chǎn)節(jié)拍在每分鐘6 件左右，監(jiān)控員很難實現(xiàn)對零件的全面檢查。為保證零件質(zhì)量，需要對檢驗方式進行優(yōu)化，包括質(zhì)量管理中采用檢驗員抽檢方式減少監(jiān)控員檢查項目、分區(qū)域循環(huán)檢驗等方式。

質(zhì)量檢驗人員的技能控制。質(zhì)量檢驗人員的選拔上崗需要經(jīng)過嚴格的考核，在新老交替不斷的情況下人員水平參差不齊，通過組織對質(zhì)檢員的協(xié)作意識、業(yè)務(wù)知識、業(yè)務(wù)能力、敬業(yè)精神、工作方法等五個方面進行綜合評價并得出結(jié)論：工作方法和協(xié)作意識得分較低。因此，在生產(chǎn)過程中需要對檢驗人員建立動態(tài)培訓(xùn)考評項目。通過建立周期性的故障設(shè)置考評方式，對檢驗人員進行技能考核，可有效保持員工的正確檢驗方式。表1 為某廠實施故障設(shè)置考評方式后，檢驗人員3 個月內(nèi)檢出率。

表1 檢驗人員3 個月內(nèi)檢出率

結(jié)束語

隨著消費者經(jīng)濟實力和質(zhì)量意識的提升，對汽車質(zhì)量的要求也越來越高，在質(zhì)量控制方面不僅要從整體方面進行管理，也要從工藝、模具、檢具、檢驗方式等細節(jié)入手，合理的工藝路線、先進的沖壓三要素、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，滿足消費者對整車表觀質(zhì)量的要求，在競爭激烈的汽車行業(yè)制造高品質(zhì)的汽車。