車身沖壓件表面質(zhì)量管控措施

汽車作為高檔消費(fèi)品在人們的生活中越來越普遍，人們對汽車的要求也從單純的代步提升到美觀舒適等多方位的要求。轎車是否美觀，除了設(shè)計(jì)優(yōu)美流暢的造型以外，車身外覆蓋件的外觀質(zhì)量也起到非常重要的作用，因此，提升車身沖壓件的表面質(zhì)量成為決定汽車制造質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。本文通過分析沖壓生產(chǎn)的板料來源、工藝設(shè)備、工裝（模具）、檢驗(yàn)等內(nèi)容，介紹了提高沖壓件表面質(zhì)量的各項(xiàng)管控措施。
 

板料來源
 

傳統(tǒng)手工落料操作會產(chǎn)生一定的劃傷、翹曲等缺陷，其主要原因是操作者在上料及取料過程中，落料片容易與模具的定位裝置發(fā)生磕碰，導(dǎo)致表面劃傷，其次傳統(tǒng)手工落料模具生產(chǎn)出的落料片一般是左/右件共用，在生產(chǎn)右件時落料片需要翻轉(zhuǎn)，人工翻轉(zhuǎn)板料存在板料劃傷、翹曲等缺陷，擺放過程中還存在不齊整的問題，導(dǎo)致沖壓生產(chǎn)時上料不到位的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。
 

目前我公司開發(fā)的車型均采用自動化開卷落料生產(chǎn)線，其具有開卷、清洗、矯平、落料和擺剪剪切、堆垛等功能（圖1）。自動化開卷落料生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了從人工卸料到自動化生產(chǎn)的飛躍，提高了材料利用率、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及操作的安全性，而且工人的勞動強(qiáng)度顯著降低。
 

開卷落料設(shè)備主要功能描述：操作人員將卷料放于卷料備料臺車，然后裝載到上料小車后，上料小車運(yùn)行到開卷機(jī)，上料小車回位后，完成卷料與整線的對中，操作人員向控制系統(tǒng)中選擇或輸入與所生產(chǎn)毛坯對應(yīng)的相應(yīng)信息，控制系統(tǒng)根據(jù)此信息（如模具信息、原材料信息等）進(jìn)行內(nèi)部處理，隨后自動控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的調(diào)整。穿帶結(jié)束后，料帶經(jīng)過四輥式送料機(jī)組進(jìn)行料頭剪切，進(jìn)入清洗機(jī)進(jìn)行料帶的清洗，經(jīng)過清洗后的料帶進(jìn)入矯平機(jī)組，矯平后的料帶經(jīng)活套緩沖后由伺服定尺送料系統(tǒng)送入壓力機(jī)，壓機(jī)完成剪切或落料，成品料通過磁性堆垛機(jī)進(jìn)行堆垛。

圖1 開卷落料生產(chǎn)線
 

1—卷料臺車 2—開卷機(jī) 3—穿帶裝置 4—切頭剪Ι 5—清洗機(jī) 6—矯直機(jī) 7—活套 8—喂料輥 9—尾料送料輥 10—壓力機(jī) 11—堆垛機(jī)

工藝設(shè)備
 

傳統(tǒng)沖壓生產(chǎn)線壓力機(jī)按貫通式排列組成流水生產(chǎn)線，每臺雙動壓力機(jī)前安裝有液壓升降臺（圖2），其對沖壓件質(zhì)量的影響有：⑴單動、雙動壓力機(jī)均采用人工上料、取料，整條生產(chǎn)線未封閉，灰塵油污較多；⑵第一道工序采用手工涂油生產(chǎn)，生產(chǎn)較落后，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；⑶雙動壓力機(jī)取件過程中，操作工需要對零件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，人工翻轉(zhuǎn)板料存在零件劃傷、翹曲、變形；⑷操作者在上料及取料過程中零件容易與模具的定位零件、頂料零件等發(fā)生磕碰，導(dǎo)致表面劃傷；⑸人工上料過程中，極易產(chǎn)生上料不到位，零件精度得不到保證。

圖2 人工生產(chǎn)線示意圖
 

目前，世界上沖壓成形的大型壓力機(jī)向兩個方向發(fā)展，一是大型多工位壓力機(jī)，二是側(cè)重于柔性生產(chǎn)的大型壓力機(jī)生產(chǎn)線（配以自動化上下料機(jī)械手）。近十年來，這些壓力機(jī)經(jīng)過不斷發(fā)展包含了全自動換模系統(tǒng)、功能完善的自動監(jiān)控系統(tǒng)和良好的人機(jī)操作界面等關(guān)鍵技術(shù)，同時，生產(chǎn)柔性化不斷提高，包括使用同一形式的端拾器系統(tǒng)，來簡化和標(biāo)準(zhǔn)化在不同沖壓車間之間、不同機(jī)床之間的生產(chǎn)互換。
 

我公司主要以單機(jī)連線的壓力機(jī)生產(chǎn)線為主，關(guān)鍵沖壓設(shè)備應(yīng)用了機(jī)械手上下料系統(tǒng)（圖3）、全自動換模技術(shù)、功能完善的觸摸屏監(jiān)控技術(shù)。
 

沖壓自動化生產(chǎn)線對沖壓件質(zhì)量的影響有：⑴新型自動化生產(chǎn)線封閉的整線有利于提高清潔度；⑵沖壓件自動化機(jī)械手傳輸避免手工操作導(dǎo)致的變形；⑶清洗涂油設(shè)備提高板料清潔度；⑷數(shù)控液壓墊技術(shù)穩(wěn)定的成形力減少了起皺與開裂。

圖3機(jī)械手上下料系統(tǒng)工裝（模具）
 

模具是沖壓生產(chǎn)的基礎(chǔ)，在長時間生產(chǎn)過程中，模具工作零件易出現(xiàn)不同程度的磨損，具體表現(xiàn)為模具表面有肉眼可見的沿運(yùn)動方向的凹陷或凸起，多而密集，有明顯的手感（圖4）。另外，模具表面有傷痕，易出現(xiàn)如拉裂、起皺、表面拉傷、波浪、鼓包、凹坑、麻點(diǎn)等常見缺陷，嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。

圖4 模具R角處拉傷
 

為提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，各種模具表面處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用，通過改變模具表層材料的成分、組織，從而大幅度地改善和提高模具的表面性能，如硬度、耐磨性、摩擦性能等，從而提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量。
 

檢驗(yàn)方法
 

以往外板件的外觀質(zhì)量檢驗(yàn)主要是依靠檢驗(yàn)人員的手感并借用油石為工具進(jìn)行。人工檢驗(yàn)對檢驗(yàn)員的技能素質(zhì)要求比較高，即使發(fā)現(xiàn)了問題也難以準(zhǔn)確的向外界傳遞。油石檢驗(yàn)方法的缺點(diǎn)是不適用于檢驗(yàn)復(fù)雜零件。
 

為有效識別產(chǎn)品質(zhì)量水平，持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量，我公司引進(jìn)了產(chǎn)品Audit業(yè)務(wù)，站在用戶的立場，用專業(yè)的“眼光”(標(biāo)準(zhǔn))對準(zhǔn)備出廠的產(chǎn)品實(shí)施主、客觀評價，以扣分形式表達(dá)評價結(jié)果。沖壓件Audit業(yè)務(wù)能準(zhǔn)確反饋沖壓件的質(zhì)量水平和質(zhì)量能力，為產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。
 

⑴沖壓件AUDIT審核問題處理流程，如圖5所示。

圖5 AUDIT審核流程

⑵沖壓件AUDIT AB類問題處理流程，如圖6所示。

圖6 AUDIT AB類問題處理流程
 

結(jié)束語
 

近年來，我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展也促進(jìn)了汽車沖壓零部件的繁榮與競爭，我國先進(jìn)的沖壓工藝應(yīng)用正處于吸收、轉(zhuǎn)化、推廣階段，通過不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的沖壓生產(chǎn)技術(shù)、不斷完善制造管控流程，我們一定能在沖壓件質(zhì)量管理控制方面走在行業(yè)前列。

——文章節(jié)選自《鍛造與沖壓》2019年第2期