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        沖壓外覆蓋件合格率提升的工藝技術淺析

        2021-03-07 03:17:34李馳林文航
        裝備維修技術 2021年46期

        李馳 林文航

        摘 ?要:在整車制造的沖壓工序,對外覆蓋件的表面質量有著嚴格的品質標準,本文介紹了對凸凹點缺陷有明顯改善效果的三種工藝技術方案:鎖死筋、方格模合單刃切法,并通過對大批量生產的外覆蓋件進行長期的跟蹤統計,對上述方案進行了實際效果驗證。

        關鍵詞:外覆蓋件;外觀質量;凸凹點;方格模;單刃切

        一、引言

        在整車制造的沖壓工序,對外覆蓋件的表面質量有著嚴格的品質標準,覆蓋件常見的表面質量缺陷主要有開裂、暗裂、起皺、凹陷、凸凹點等不良缺陷,借助計算機輔助設計和伺服壓力機先進裝備,大部分質量缺陷都能夠在批量生產階段得到穩(wěn)定的控制,只有凸凹點,成為困擾沖壓合格率提升的慢性課題,是沖壓生產過程不斷持續(xù)改善的方向。

        二、凸凹點產生原理

        凸凹點是生產環(huán)境中的微小異物落入模具型腔,沖壓后在零件表面出現的微小凹點或凸點,其位置,數量都有不確定性,且在快速的生產節(jié)拍下難以檢查,只有在電泳后通過光線的反射,缺陷才能容積辨識。

        三、拉延材料流動對凸凹點的影響

        某兩款車型前門外板,在相同沖壓線同一時間段內的凸凹點不良數據進行對比分析(圖3),車型A的12月份整體凸凹點不良率為1.7%,車型B為2.4%,兩個前門外板零件的造型近似,材料相同(HC220BD-ZF-0.7mm),生產的批次量相同(500件/批次)。拉延序工藝的主要差異是材料流入量不同,車型A為采用鎖死拉延筋,最大流入量僅2.5mm,大部分位置材料0流入,車型B為圓筋,最大材料流入量20mm,最小位置6mm。

        通過生產前對拉延模具清潔,生產500沖次后開模觀察模具壓邊圈以及拉延筋位置的情況,車型B材料流入量較大位置的拉延筋槽中積累了較多的鋅粉和油的混合物。推斷材料流經拉延筋、壓料面產生變形和摩擦,導致鍍層不同程度粉化脫落,并隨著材料流動帶入模具型腔,導致凸凹點不良率升高。因此產品和工藝的設計盡可能滿足通過鎖死筋成型,對量產階段合格率的改善有明顯的幫助。

        四、環(huán)境異物對凸凹點的影響

        生產環(huán)境中的異物也會由于設備的運動、振動和氣流等,帶入模具型腔造成凸凹點不良,日常的設備維保、清潔和改善可以把不良率控制在一定水平,但無法完全避免。通過對異物形貌和尺寸的分析(圖4,圖5),針對小尺寸的異物,可以通過在光滑的模具型面增加方格藏屑槽的方法,減少異物對成型質量的影響。

        方格模能夠降低異物落入型面造成的凸凹點不良,但方格型面的位置,溝槽的大小、形狀等需要滿足一定的要求。方格的位置要求成型過程中接觸應力較小,不會把型面的方格造型成型到零件的外觀面上;方格的大小,主要根據加工刀具球刀的半徑,以及結合常見異物的尺寸大小確定,保證加工方便,且能夠容納異物,表2列出了一些主要的條件參數。

        通過對某車型發(fā)蓋外板實施方格模加工后(圖7),觀察14個生產批次的不良情況,拉延序產生凸凹點不良率有明顯的下降,由改善前平均2.4%下降到改善后平均0.3%。

        五、鐵屑異物對凸凹點的影響

        切邊工序的廢料在切斷過程中,產生大量的鐵屑,堆積在廢料刀位置,落入壓料區(qū)域,造成零件的凸凹點。圖9對存在廢料刀結構的切邊工序產生鐵屑的過程進行了描述和圖示。切斷過程中存在撕裂(鐵屑產生)和重切(鐵屑掉落),導致鐵屑不斷的掉落累積在廢料刀位置。

        通過對廢料刀結構進行優(yōu)化改進(單刃切廢料刀結構),可以避免廢料切斷過程中的撕裂和重切,減少鐵屑的產生(見圖10)

        某車型所有模具共有廢料刀結構381處,模具保全人員從2020年9月至2021年6月期間逐步進行單刃切法結構的改善,隨著單刃切結構比例的上升,該車型后工序的凸凹點不良也逐步改善,由1.0%下降到0.3%左右。在新車型工藝設計階段,盡可能避免使用廢料刀結構,無法避免的情況,單刃切法也可以有效降低廢料鐵屑造成的凸凹點不良。

        六、總結

        以上對凸凹點不良有明顯改善效果的工藝方案,都是模具保全人員在日常維修保養(yǎng)過程中,通過觀察、總結、創(chuàng)新提出的改進技術,并且反饋到新車型開發(fā)的同步工程、工藝設計中去,使后續(xù)的新車型合格率能夠快速、大幅的提升。

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