文/李兵·東風(fēng)商用車車身廠技術(shù)科

手工沖壓線的參數(shù)化生產(chǎn)

文/李兵·東風(fēng)商用車車身廠技術(shù)科

在沖壓模具調(diào)試和生產(chǎn)過程中，要想生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品零件，我們往往會調(diào)整模具或設(shè)備的參數(shù)值，如模具的閉合高度值、設(shè)備氣墊壓力值等，這些參數(shù)值我們一般統(tǒng)稱為生產(chǎn)工藝參數(shù)。只有當(dāng)各工藝參數(shù)達到某一特定值或某一特定范圍的時候，才能生產(chǎn)出合格的零件，達到零件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，要想達到一定的參數(shù)值，良好的工裝硬件條件是必不可少的，這包括模具是否合格、沖壓設(shè)備是否能達到精度要求。本文內(nèi)容是基于工廠的實際設(shè)備條件，探索如何在手工沖壓線的生產(chǎn)過程中實行參數(shù)化管控。

沖壓參數(shù)化生產(chǎn)

定義

本文所要實行的沖壓參數(shù)化生產(chǎn)與每個人都很熟悉的醫(yī)院體檢報告單類似。當(dāng)我們完成身體檢查后，醫(yī)院會根據(jù)我們的檢查結(jié)果出具一份詳細(xì)的檢驗報告單，如何來判定我們的身體是否健康，就是將各檢測項目的實際結(jié)果與參考值進行比較，當(dāng)每項檢查指標(biāo)都在參考值范圍之內(nèi)時，那就說明我們的身體是健康的，而若當(dāng)有些檢查項目超出了參考值范圍，那就說明我們是身體出現(xiàn)了異常，需要注意調(diào)理或進行有針對性的治療。同理，在每個沖壓零件調(diào)試合格時，我們記錄當(dāng)時的生產(chǎn)參數(shù)值，如氣墊壓力、模具閉合高度和托桿規(guī)格數(shù)量等，當(dāng)然，部分參數(shù)有可能不是某一個固定的值，我們會試著改變參數(shù)值，也能生產(chǎn)出合格的零件，這樣我們就確定了生產(chǎn)這個零件的參數(shù)范圍。在以后的生產(chǎn)過程中，只要將各參數(shù)值設(shè)定在給定的參數(shù)范圍，就能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品零件，若實際生產(chǎn)參數(shù)超出了這個范圍，就不可能生產(chǎn)出合格零件，零件就可能會產(chǎn)生缺陷而不合格。當(dāng)然，也有可能會生產(chǎn)出合格的零件，這樣的話，就說明我們之前設(shè)定的參數(shù)范圍是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，需要重新進行調(diào)整。

必要性

生產(chǎn)參數(shù)的變化可以改變沖壓零件的質(zhì)量狀況，只是有些零件的質(zhì)量變化比較明顯，而有些零件的變化不太明顯，僅憑外觀不易被發(fā)現(xiàn)。如有的零件在生產(chǎn)時，若參數(shù)變化，可能導(dǎo)致沖壓件產(chǎn)生開裂或起皺的質(zhì)量缺陷，這是比較明顯的變化，可以很容易發(fā)現(xiàn)。但有些質(zhì)量缺陷，譬如沖壓零件的剛性問題，從零件外觀上幾乎發(fā)現(xiàn)不了，零件的質(zhì)量很大程度上只能靠生產(chǎn)參數(shù)來保證。

下面，通過一個具體的例子來簡要闡述在手工沖壓線實行參數(shù)化生產(chǎn)的必要性：D530是公司新開發(fā)的旗艦產(chǎn)品，其駕駛室在試制階段進行的質(zhì)量評審過程中，發(fā)現(xiàn)駕駛室左側(cè)圍中部存在剛性不足的問題，肉眼很難發(fā)現(xiàn)，但試制車在進行路試的過程中，其部位發(fā)出“打鼓”的響聲，判定為評審質(zhì)量問題點，需要加以解決。

圖1 駕駛室左側(cè)圍中部過軟

圖2 左側(cè)圍外板沖壓件

為了消除側(cè)圍外板沖壓件剛性不足的問題，分別采取了如下改善措施：

⑴對拉延模進行重新研配，提高模具的研合率。

⑵適當(dāng)增加模具拉延筋高度，同時減小拉延筋和筋槽R，使拽料更緊。

⑶對拉延模的凸模R進行適當(dāng)局部加大，使材料流動更趨平緩，材料充分展開。

⑷增加沖壓設(shè)備壓力，由1000t更換至1300t。

⑸調(diào)整設(shè)備氣壓和模具內(nèi)外滑塊高度至合適值。

在調(diào)試整改的過程中發(fā)現(xiàn)，即使以上第⑴、⑵提出的改善措施整改到位后，若設(shè)備參數(shù)和模具參數(shù)未調(diào)整到合理范圍，仍然不能保證產(chǎn)品零件合格。由于零件的剛性好壞不能很直觀地判斷，在調(diào)試過程中不同參數(shù)條件下的零件外觀幾乎沒有區(qū)別。

從上面的事例可以看出，沖壓零件剛性之類的問題，生產(chǎn)過程中較難去判斷是否合格。要想產(chǎn)品達到質(zhì)量要求，只有在生產(chǎn)過程中實行參數(shù)化管控，按確定的參數(shù)范圍生產(chǎn)，以保證零件質(zhì)量的穩(wěn)定性。

工廠沖壓設(shè)備的實際現(xiàn)狀

若要在沖壓生產(chǎn)過程中實行參數(shù)化管控，必須要有良好的工裝條件以保證，這包括合格的沖壓模具和高精度的沖壓設(shè)備?，F(xiàn)在的模具都是靠數(shù)控機床加工制造，加工精度都比較高，精度有保證，但工廠目前的沖壓壓床精度卻是不容樂觀。工廠的沖壓設(shè)備資源比較豐富，共有6條手工沖壓生產(chǎn)線，四十多臺壓力機。設(shè)備噸位最小的是315t，最大的是1600t。工廠的沖壓設(shè)備資源雖然豐富，但多數(shù)設(shè)備已經(jīng)老化，部分處于超期服役狀態(tài)，設(shè)備精度狀況不容樂觀。圖3、4是工廠最近兩年設(shè)備精度的普查結(jié)果，從檢測結(jié)果來看，達到設(shè)備精度合格或基本合格的不超過40％，平均精度誤差1.3mm，最大值為6.0mm，設(shè)備精度狀況可想而知。壓床精度差，必然對實行參數(shù)化生產(chǎn)帶來很大影響，不能準(zhǔn)確反映真實的零件生產(chǎn)參數(shù)值，比如模具的閉合高度值，由于設(shè)備平行度誤差大，模具各個部位的閉合高度值可能都會不一樣。

另一方面，在所有沖壓設(shè)備中，只有2條生產(chǎn)線共8臺壓力機有液晶操作面板，所占比例非常小，不超過20％，其余絕大多數(shù)壓力機都沒有，這樣就不能很直觀地反映生產(chǎn)參數(shù)值。液晶操作面板能直觀準(zhǔn)確地顯示設(shè)備狀態(tài)，如生產(chǎn)氣壓、模具閉合高度值等，并可以通過液晶操作面板準(zhǔn)確快捷調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。

那么，在工廠目前的設(shè)備條件下，如何實現(xiàn)沖壓參數(shù)化生產(chǎn)，是技術(shù)人員需要探索的問題。

沖壓參數(shù)化生產(chǎn)的探索與應(yīng)用

盡管設(shè)備的硬件條件有限，不論從操作性還是準(zhǔn)確性方面，要在這6條手工沖壓生產(chǎn)線上實行參數(shù)化生產(chǎn)肯定有一定的難度，但為了生產(chǎn)實際的需要，本著滿足沖壓零件質(zhì)量水平并保證零件質(zhì)量穩(wěn)定性為最終目標(biāo)，只有通過在生產(chǎn)過程中實行參數(shù)化來管控。前期的方案探索及取得的成效：

⑴首先選取一條手工沖壓線進行試點，對在該線生產(chǎn)的大型覆蓋件的拉延工序進行參數(shù)化管控，確定零件清單。

⑵收集零件每個生產(chǎn)批次的生產(chǎn)參數(shù)，為期三個月。在收集參數(shù)時，針對不同的壓床設(shè)備收集方法不同：①對有液晶操作面板的沖壓設(shè)備，直接讀取所顯示的參數(shù)值；②對沒有液晶操作面板的沖壓設(shè)備，實際記錄氣壓表所顯示的氣壓值，模具閉合高度也從滑塊高度表上讀取。

圖3 沖壓車間壓床滑塊精度

圖4 沖壓車間壓床精度趨勢圖

⑶結(jié)合零件的質(zhì)量狀態(tài)，分析零件的生產(chǎn)參數(shù)，并對重點零件組織調(diào)試確認(rèn)，固化拉延工序參數(shù)。

⑷制定零件最終的生產(chǎn)參數(shù)表，并用于生產(chǎn)過程。

按照上述方案，我們收集了部分覆蓋件拉延工序的工藝參數(shù)值，并通過與質(zhì)量管理部門和沖壓車間相關(guān)單位對參數(shù)值進行分析總結(jié)，包括對部分參數(shù)重新組織模具調(diào)試確認(rèn)、修正，最終制定了工藝參數(shù)管理表，以用于正式生產(chǎn)過程，以檢驗實際效果。

通過一段時間的試運行，發(fā)現(xiàn)實行參數(shù)化生產(chǎn)以來，達到以下3個實際效果：

⑴提高了生產(chǎn)效率。零件生產(chǎn)時之前都要反復(fù)調(diào)整設(shè)備參數(shù)，直至調(diào)出合格件后才進行批量生產(chǎn)，實行參數(shù)化后，幾乎可以省掉生產(chǎn)初始的調(diào)試過程；

⑵減少了廢品數(shù)量。零件生產(chǎn)之前都要反復(fù)調(diào)整設(shè)備參數(shù)，直至零件合格后才批量生產(chǎn)，這樣會產(chǎn)生3～5張廢品，若進行參數(shù)化生產(chǎn)，不用反復(fù)設(shè)置設(shè)備參數(shù)，減少了零件廢品。

⑶保證了質(zhì)量穩(wěn)定。這是實行參數(shù)化生產(chǎn)的最主要的目的。若沒有固定的生產(chǎn)參數(shù)范圍，某個氣壓值或閉合高度不到位都會使零件產(chǎn)生偏差，而有些問題靠肉眼是很難發(fā)現(xiàn)的，如拉延件的剛性問題。若實行參數(shù)化生產(chǎn)，可以保證每次生產(chǎn)的參數(shù)都在正確范圍內(nèi)，這樣就可以有效保證零件質(zhì)量穩(wěn)定。

通過近半年的摸索與實踐，在對部分沖壓件的拉延工序?qū)嵭袇?shù)化生產(chǎn)管控作業(yè)后，達到了比較理想的實際效果，進而在沖壓的全生產(chǎn)過程中正式應(yīng)用推廣。

為了更好地管控沖壓件的生產(chǎn)全過程，真正起到過程管控的作用，我們又將參數(shù)化管控從拉延工序延伸至零件生產(chǎn)全工序，并對生產(chǎn)參數(shù)表內(nèi)容進一步豐富，編制完成了《沖壓批次檢查表》。該表從原材料到最終成品零件的各個生產(chǎn)工序都進行了管控，真正實現(xiàn)了過程管控，最大程度保證零件質(zhì)量，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。

《沖壓批次檢查表》制定了零件每道工序的生產(chǎn)參數(shù)，在生產(chǎn)過程中完全可以根據(jù)給定的參數(shù)范圍來設(shè)定實際生產(chǎn)參數(shù)，該表增加了零件生產(chǎn)過程需要重點管控項目和檢查基準(zhǔn)，包括原材料的檢查項目和尺寸規(guī)格等，形成了比較完整沖壓過程管控體系。

通過交流了解到，雖然部分汽車生產(chǎn)企業(yè)早已經(jīng)實現(xiàn)了沖壓自動線生產(chǎn)，極大程度提高了生產(chǎn)效率，但這種先進生產(chǎn)方式其實也是靠合理的工藝參數(shù)來保證生產(chǎn)過程和零件質(zhì)量的。實現(xiàn)沖壓自動線生產(chǎn)是一種必然的趨勢，也是我們努力的目標(biāo)，但對于目前還不具備這個條件的工廠來說，特別是一些手工沖壓生產(chǎn)線，我們只能在現(xiàn)有的條件下摸索總結(jié)出適合我們自己的生產(chǎn)模式，從某種程度上來說，也是為今后將手工沖壓線改造成沖壓自動線或新建沖壓自動線提前做好準(zhǔn)備，奠定良好基礎(chǔ)。

結(jié)束語

本文通過探索在手工沖壓線生產(chǎn)過程中實行沖壓參數(shù)化生產(chǎn)，并著重介紹了實施參數(shù)化生產(chǎn)的具體方案和達到的效果，結(jié)論如下：

⑴只要通過努力探索、細(xì)致分析和不斷思考，是可以在手工沖壓線生產(chǎn)過程中很好地實現(xiàn)參數(shù)化生產(chǎn)管控的，并形成一套適合工廠實際的管控辦法和管控體系。

⑵沖壓參數(shù)化生產(chǎn)管控辦法，通過不斷探索、改進和完善，不僅可以在沖壓零件的拉延工序?qū)崿F(xiàn)，也是完全可以從材料源頭到最終成品的整個過程中實現(xiàn)的，真正實現(xiàn)生產(chǎn)過程管控。

⑶實行參數(shù)化生產(chǎn)不僅可以提高生產(chǎn)效率、降低廢品損失，更重要的是可以最大程度保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高零件生產(chǎn)穩(wěn)定性。

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