汽車沖壓件偶發(fā)縮頸開裂問題解決方案

文/劉益成·一汽-大眾汽車有限公司

沖壓件縮頸開裂問題，是沖壓專業(yè)的行業(yè)難題，在一定程度上制約沖壓生產(chǎn)。管控縮頸開裂是一個(gè)系統(tǒng)工程，筆者所在團(tuán)隊(duì)通過幾年的攻關(guān)，在縮頸開裂控制上取得較大突破，并積累了一套行之有效的管控方法。

縮頸開裂的系統(tǒng)管控，解決了由于成形裕度不足導(dǎo)致的一些可識(shí)別的縮頸開裂問題，但對(duì)于生產(chǎn)過程中由于模具異常損傷、設(shè)備壓力異常變化、零件表面油膜異常變化等突發(fā)原因?qū)е碌呐及l(fā)縮頸開裂問題，以及一些不易識(shí)別的由于成形間隙過小導(dǎo)致的縮頸開裂問題，缺乏有效的識(shí)別和監(jiān)控手段。

由于汽車沖壓件生產(chǎn)有著自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)節(jié)拍快、重復(fù)精度高等特點(diǎn)，屬于大批量生產(chǎn)，這種生產(chǎn)方式，一方面帶來較高的生產(chǎn)效率，但另一方面，由于生產(chǎn)節(jié)拍快，生產(chǎn)批量大，不可避免地增加了質(zhì)量檢查難度，尤其是一些偶發(fā)的縮頸開裂等A 類缺陷很難發(fā)現(xiàn)，這樣會(huì)帶來極大的成本損失和質(zhì)量抱怨。

本文主要通過尋找一些能夠影響沖壓件縮頸開裂的過程參數(shù)，通過過程監(jiān)控，提前識(shí)別不穩(wěn)定點(diǎn)并采取有效措施規(guī)避，保證生產(chǎn)過程穩(wěn)定，降低偶發(fā)縮頸開裂出現(xiàn)頻次，提升產(chǎn)品品質(zhì)。

沖壓件切割測(cè)量法

從理論上講，拉延模擬分析報(bào)告能夠提供相對(duì)準(zhǔn)確的減薄數(shù)據(jù)，但由于模具制造精度問題以及調(diào)試過程中頻繁研修模具，最終用于批量生產(chǎn)的模具型面和設(shè)計(jì)狀態(tài)比有較大變化，這就導(dǎo)致了模擬分析結(jié)果和實(shí)際狀態(tài)存在一定偏差，部分減薄風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)不能有效被識(shí)別。當(dāng)生產(chǎn)條件發(fā)生一定變化時(shí)，這些風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)就會(huì)失控，出現(xiàn)突發(fā)縮頸開裂問題。

關(guān)于沖壓件成形減薄識(shí)別，當(dāng)前各沖壓廠普遍采用的是網(wǎng)格分析技術(shù)，通過在坯料上預(yù)先印制網(wǎng)格，對(duì)成形后的零件進(jìn)行網(wǎng)格分析，識(shí)別成形裕度。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是分析結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是針對(duì)一些尖點(diǎn)、銳度較大的點(diǎn)識(shí)別不了，同時(shí)很難實(shí)現(xiàn)針對(duì)整個(gè)零件的測(cè)量分析?；谶@種情況，經(jīng)過多輪試驗(yàn)，我們創(chuàng)新采用了沖壓件切割測(cè)量法，來實(shí)現(xiàn)減薄風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)普查。具體做法是：

⑴將整個(gè)沖壓件切割成若干份，每個(gè)最小單元滿足可測(cè)量需求，如圖1 所示。

圖1 沖壓件完全切割

⑵利用減薄測(cè)量工具，對(duì)分割后的局部零件進(jìn)行全面測(cè)量，尤其是易減薄區(qū)，如圖2 所示。

圖2 切割件測(cè)量

⑶針對(duì)測(cè)量所得的減薄超差點(diǎn)進(jìn)行立項(xiàng)整改。

這種方法的應(yīng)用，能盡可能多地識(shí)別減薄風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，降低異常縮頸開裂的發(fā)生，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性。

拉延件輪廓線測(cè)量監(jiān)控法

拉延是沖壓生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝，拉延件是否穩(wěn)定在一定程度上決定了沖壓件是否穩(wěn)定。拉延輪廓線是評(píng)價(jià)拉延是否穩(wěn)定的關(guān)鍵要素，真正生產(chǎn)狀態(tài)較好的零件，在整個(gè)生產(chǎn)批量中，拉延輪廓線不會(huì)有太大變化。

以往在分析問題時(shí)，一般都會(huì)把兩個(gè)拉延件放在一起，進(jìn)行輪廓比較(圖3)，這種方式一方面會(huì)導(dǎo)致成本浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)帶來停機(jī)損失，便利性不足，很難作為常規(guī)監(jiān)控手段。

圖3 拉延件輪廓對(duì)比分析

針對(duì)這種情況，我們采取了拉延輪廓線測(cè)量法進(jìn)行監(jiān)控，具體做法是在零件上選取幾個(gè)走料關(guān)鍵點(diǎn)，在模具上確定測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)，利用鋼直尺進(jìn)行輪廓測(cè)量，積累數(shù)據(jù)，定義標(biāo)準(zhǔn)，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)控(圖4)。一旦測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常變化，及時(shí)進(jìn)行壓力調(diào)整，保證過程穩(wěn)定。

圖4 拉延件輪廓測(cè)量法

成品件油膜厚度監(jiān)控法

沖壓生產(chǎn)離不開油，表面油膜狀態(tài)在一定程度上影響潤(rùn)滑性，進(jìn)而影響成形質(zhì)量。以往的做法是周期性監(jiān)控鋼/鋁板油膜狀態(tài)，提前識(shí)別問題。這種方法相對(duì)準(zhǔn)確，但一方面會(huì)造成成本浪費(fèi)(測(cè)量后的板料報(bào)廢處理)，另一方面會(huì)造成生產(chǎn)停機(jī)，同時(shí)實(shí)時(shí)性較差。

針對(duì)這種情況，我們嘗試在生產(chǎn)線尾皮帶機(jī)上進(jìn)行成品件油膜測(cè)量，針對(duì)不同零件選取相應(yīng)測(cè)量點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量及積累，通過多輪次數(shù)據(jù)積累確定穩(wěn)定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)(圖5)。一旦測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)生異常變化，及時(shí)進(jìn)行油膜狀態(tài)調(diào)整。通過一段時(shí)間運(yùn)行，我們發(fā)現(xiàn)該方法是可靠的，能夠起到監(jiān)控作用，同時(shí)不影響生產(chǎn)，可隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控。

圖5 成品件油膜測(cè)量

拉延壓邊圈狀態(tài)檢查機(jī)制

我們發(fā)現(xiàn)，有很大一部分縮頸開裂，是由于拉延壓邊圈墊雜物或者鋅皮堆積，導(dǎo)致局部走料不暢，出現(xiàn)偶發(fā)開裂問題。這種情況一般隨機(jī)性較強(qiáng)，很難監(jiān)控。但由于模具成形特點(diǎn)，圈墊雜物及掉鋅皮時(shí)不會(huì)產(chǎn)生較大影響，往往都是生產(chǎn)800 ～1000 件時(shí)才會(huì)出現(xiàn)異常開裂問題，由此，我們采取了拉延壓邊圈狀態(tài)檢查機(jī)制，針對(duì)一些重點(diǎn)零件，在生產(chǎn)至800 ～1000 件時(shí)，利用2min 左右時(shí)間檢查壓料區(qū)域是否存在拉毛、鋅皮堆積等情況，如果有，則進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，避免異常情況發(fā)生。這個(gè)措施采取后，效果非常明顯。

小結(jié)

汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)，縮頸拉裂問題是不可回避的疑難問題，筆者通過多年研究摸索，探索出系統(tǒng)完善的汽車覆蓋件縮頸開裂解決方案并在實(shí)際生產(chǎn)中取得非常好的成果；在此基礎(chǔ)上，通過分析沖壓工藝過程，引入一些輔助控制方法，較好地實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)穩(wěn)定性控制，在降低偶發(fā)異?？s頸開裂發(fā)生頻次上取得了較大成果。