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關注創建者:Yi劉 創建時間:2019-05-29

面品的實例教程
汽車外覆蓋件面品問題一直是影響實車外觀質量評價的重要指標,本文主要結合新車型側圍外板在開發試制過程中,通過模具小批量調試生產,從而發現模具及制件在生產及調試過程中存在的問題,針對側圍外板面品問題進行分析、查找原因、制定整改措施,保證新車型順利按照項目節點上市,降低模具開發成本,縮短模具項目開發周期,提升產品競爭力。
在汽車沖壓模具開發過程中,按照新品項目開發流程,新品模具經過設計、加工、裝配調試、預驗收等工作開展,模具和制件以最佳的質量狀態被認可回廠,由于生產條件發生改變,制件及模具狀態不理想,與預驗收狀態差距太大,無法滿足生產需要,因此,模具回廠后需要時間調試整改及精細化提升工作,保證裝車匹配質量和外觀面品質量。下面對側圍外板模具回廠后出現的幾個典型問題點進行分析整改及質量提升。
側圍外板工藝分析
以某新車型側圍外板為例,進行沖壓工藝策劃分析,圖1 為側圍外板零件數模,側圍外板材料為DC06 材質,零件尺寸3391mm×389mm×1453mm,料厚為0.8mm,抗拉強度不低于289.5MPa,屈服強度為143MPa,斷后伸長率不低于41%。側圍外板工序劃分為:OP10 ∶DR →OP20 ∶TR+CPI+PI+CTR→OP30 ∶C/FO+FL+RST+PI+TR+C/PI →OP40 ∶C/FO+TR+C/PI+PI+FL+RST 共計4 序。
圖1 側圍外板重點問題點整改區域
側圍外板典型問題點整改
側圍外板A 柱區域變形
(1)問題來源。
如圖2 所示,側圍外板單件AUDIT 面品審核發現該處質量問題變形缺陷扣分30 分,影響面品質量,單件返修困難,此問題列為單件AUDIT 降分計劃中。
展開 圖8 滾輪工作角度調整
圖9 滾輪工作角度調整
模擬結果評價
經過以上調整,如圖10 所示,1 ~15 號的面品缺陷不同程度的得到了減緩,可以看出,改變滾邊軌跡和滾邊角度的方法可以有效減緩包邊后的面品缺陷,滾邊軌跡和滾輪角度則要通過零件造型和成形狀態來確定,并需要經過模擬計算的驗證。
圖10 機蓋總成面品質量變化
結束語
通過在滾邊操作中,在零件對稱側設計對稱的滾邊軌跡,可以控制每一次板料折彎的趨勢和應力分布相同,進而改變由于軌跡不一致而導致的零件左右不一致現象。
在多料翻邊的一側盡量減緩滾輪首次觸料而導致的起皺,減緩起皺在后續折彎的堆積會改善滾邊零件的質量;而在少料翻邊的一側盡量減緩后續滾邊的少料程度,通過多次成形,減緩少料的趨勢而導致的質量問題。
由于軟件是沖壓軟件,而包邊的工作在焊裝完成,橫跨了兩個專業,故包邊分析模塊在焊裝車間內并沒有得到廣泛的利用。而通過上面的例子可以看到,分析軟件的設置在符合生產現場情況的條件下,可以得到較為真實的結果。本文通過此實例的說明,期望能達到拋磚引玉的效果,期望在未來包邊的調試及同步工程上,都能有效的把模擬分析利用起來,尤其是在前期開發階段,若能有效利用好分析軟件,在前期改善零件自身造型帶來的問題,可有效的減少現場的調試工作量。
——文章來源:《鍛造與沖壓》2021年第4期
展開 通過手觸/油石打磨板材單件,左右前門外板均發現對應部位面品凹坑,此問題單件/白車身Audit 評價定義為B 級。
原因分析
組建3 ~5 人的多方論證小組共同梳理左前門外板沖壓過程,集中開展3 輪次頭腦風暴,反復對過程變差因素討論、現場過程跟蹤確認,通過對人、機、料、法等幾個方面識別過程中變差因素,使用魚骨刺圖工具進行羅列并排查影響,鎖定問題產生原因,如圖2 所示。
圖1 實際問題
圖2 魚骨刺分析變差因素
因素篩查
通過魚骨刺圖工具識別變差因素,對識別的各個因素篩查如下。
(1)人員排查。
通過跟蹤現場工作過程,對操作人員標準作業手順/工位器具存放動作識別,確認無人為造成的制件面品凹坑問題。
(2)機械手排查。
主要對機械手取放件高度、吸盤位置、送件位置進行排查,要求取件高度控制在30 ~50mm、送件對中無明顯偏移、吸盤符型無強制單件變形問題,通過對以上因素排查未發現問題。
(3)板料排查。
跟蹤板料出庫下料、轉運上機、在線清洗輸送、板料抓取等過程,確認板料出庫到放置模具全程無變形問題。
(4)模具工藝/結構排查。
工藝成形過程排查:首先,車門外板工藝內容為OP10 拉延→OP20 修邊→OP30 整形修邊分離→OP40翻邊,針對工序內容組織小組內討論并明確工藝風險點。討論結論為:缺陷部位翻邊位置未拉延到位,在OP30 進行翻邊整形,工藝排布存在風險。之后,通過對現場OP10 ~30 工序制件狀態確認,OP10、OP20 均無面品凹坑,OP30 整形后單件對應位置問題復現,如圖3 所示。
圖3 OP10、OP30 對比
模具結構排查:(1)凸模基準確認。凸模基準對應位置型面排查,整體光潔、型面平順,基準無問題。
展開 圖2 門把手處凹坑缺陷
汽車前后門外板門把手處缺陷原因分析及預防措施
外凸曲面凹坑缺陷產生原因
⑴門把手處凹坑面品缺陷主要是因為H2 深度的拐角處拐角半徑太小,深度深,導致拉延成形過程中此處聚料,成形到底時該處應變方向雖然兩側都受拉,但兩側受拉的應變值相差較大,造成變形不均勻,如圖3 所示,從而形成面品凹坑缺陷。
圖3 門把手缺陷處塑性應變檢查
⑵拉延成形到底后,通過CAE 分析及油石面品檢查,拐角處面品缺陷如圖4 所示。
圖4 門把手處面品缺陷
⑶外觀A 面處CAE 分析,拉延成形回彈后的次應力一般要求大于-50MPa 才能滿足面品質量要求,拐角處小于-50MPa 也易產生面品缺陷,如圖5 所示。
圖5 門把手處回彈后次應力分析
外凸曲面凹坑缺陷預防措施
⑴門外板門把手處凹坑缺陷,主要原因是產品工藝性差造成的,該缺陷處前期SE(Synchronous Engineering)階段,在保證產品功能需求的前提下,H2 深度盡量淺、拐角半徑盡量加大。
⑵加工階段,拉延模門把手周圈A 面處,上凹模做強壓0.1mm 處理,保證研合著色良好,以減輕產品面品缺陷,門把手處強壓區域要求如圖6 所示。
圖6 門把手處拉延凹模強壓要求
⑶拉延凹模研合拋光時,由于拉延凹模門把手處為凸起形狀,油石推到門把手周圈A 面強壓區時,受到凸起形狀影響,無法拋光。因此要對此處拉延模結構加以改進,拉延凹模對應門把手處,沿著門把手與A 面圓角處的理論交線進行鑲塊分割,鑲塊下加5mm 墊片,油石拋光拉延凹模門把手處周圈A 面強壓區域時,先把此鑲塊拆除,A 面強壓區研合完成后,再安裝此鑲塊。如果門把手處凸凹模有干涉導致A面處研合效果差,可把鑲塊下墊片厚度降低進而改善A 面處的強壓研合效果。
展開 在新模具交付或模具日常使用時,通過減小壓料面間隙,增大壓料力,控制制件在拉延、翻邊、整形過程中的材料流動,消除制件坑、皺及制件回彈等面品、精度缺陷。而目前在各整車廠現場模具實際工作中,針對上下模壓料面壓力無有效的檢測方法,僅通過對壓料面涂抹藍丹或紅丹,確認上模壓料面著色判定壓料面是否受力均勻,通過壓件效果驗證整改效果是否成功,過程中完全依靠工作人員的經驗判定,難以實現對強壓面的監控及預防性管理。
隨著汽車產業的快速發展,汽車更新換代的速度極大加快,整車開發周期不斷縮短,對汽車鈑金質量的要求也越來越高,在汽車產業激烈競爭的同時也促進模具制造水平不斷提高,CAE 等各種仿真模擬軟件的使用,大大的減少了模具調試時間,但由于模具加工及裝配的誤差等因素,很難保證模具實際狀態與設計狀態保持一致,仍需要鉗工后期對模具的調整、研合來保證產品的質量。在模具調試問題中,由于模具間隙導致制件產生的坑、皺及制件回彈等面品、精度缺陷往往是比較棘手的問題,主要因為在模具間隙調試過程中一般還是憑借涂色、照光以及試沖紙和壓鉛絲等方式估計間隙的分布情況,由于無法實現定量檢測和分析管理,因此使得模具生產和管理長期停留在技能要求高、生產效率低、質量不易控制。如何快速的調整模具,快速的解決此類問題成為眾多模具廠家不斷探索、總結的問題。
間隙對制件的影響
間隙對制件品質的影響主要體現在:壓料面間隙直接影響板料在成形過程中所受壓力的大小,從而影響材料的流動。在控制材料流動的方案中,除使用方筋、雙筋、波浪筋等增加對板料的拉力以及增大模具壓邊力的方式控制材料流動外,通過減小模具管理面、準管理面間隙,控制局部材料流動,在模具調試過程中整改制件坑、皺等面品也普遍使用。
案例一
圖1為某車型上邊梁翻邊時在交刀部位材料發生流動,應變不徹底導致應力殘留,翻邊完成后應力釋放,制件出現凹坑。
展開 
面品的最新內容
鋁板沖壓工藝關鍵技術
鋁屑防治技術
鋁板件在修邊沖孔后會產生很多鋁屑粘附在刃口及沖頭上,制件在傳遞過程中,鋁屑粘在制件表面、成形面、符型面上,隨著生產的進行,鋁屑會持續增多,后面生產的制件表面就會存在一定的面品問題,如圖3 所示。
其關注點僅局限于沖壓產品的成形問題: 開裂、起皺、尺寸回彈、外觀面品等,然而一個沖壓產品從設計階段到批量,整個開發周期無論是產品設計、工藝、工裝模具結構設計、沖壓模具的調試研合、量產時產品工序件間的傳遞、轉運等等整個過程涉及的工況較為復雜、條件的波動對模具工裝、產品 都會起到一定的影響。
產品介紹
鋁基門外板產品造型與傳統鋼基產品不同,多數采用隱藏式手扣,產品曲面更加平順,圓角更大,產品前期盡可能降低其面品和尺寸風險。產品材質為6系鋁合金。產品回彈特別難以控制,因此前期沖壓工藝設計尤為重要,同時前期回彈補償至關重要。產品簡圖如圖1 所示。
圖3 門把手缺陷處塑性應變檢查
⑵拉延成形到底后,通過CAE 分析及油石面品檢查,拐角處面品缺陷如圖4 所示。
圖4 門把手處面品缺陷
⑶外觀A 面處CAE 分析,拉延成形回彈后的次應力一般要求大于-50MPa 才能滿足面品質量要求,拐角處小于-50MPa 也易產生面品缺陷,如圖5 所示。
沖壓件的起皺問題及其常見,如果解決不好,不僅增加模具調試時間,導致制件報廢,影響項目開發周期,耗費人工動能,同時制件面品質量的下降將影響整車質量及客戶購車滿意度,會給企業帶來很大的損失。解決好沖壓件的起皺問題,對于提升沖壓件的質量和企業的口碑意義重大。
原因分析
產生起皺的原因很多,下面主要從產品造型和工藝工法上分析一些典型制件起皺的問題。
實施過程
上文提到,抬高閉合高度可使模具最低工作位置升高,模具無法閉合到底,可能造成制件成形不充分、回彈增大等問題,為減小面品、精度合格率變化波動,確定閉合高度調整量0.5mm。選取兩組模具閉合高度抬高0.5mm,驗證生產過程問題、品質問題和精度問題,見表2。
作者簡介
戴長征
沖壓模修高級技師,從事沖壓模具工藝及模具維修技術28年,主要負責大眾汽車新模具項目的工藝會簽、結構會簽、模具驗收、面品優化、尺寸優化、模具維修與調試等工作。
——來源:《鍛造與沖壓》2021年第8期
AutoForm 軟件是目前沖壓仿真模塊應用最為普遍的一款軟件,其仿真分析應用廣、時間短、效率高、操作簡單,可以用來分析沖壓件的成形、修邊、回彈、面品缺陷、滑移線、沖擊線等,目前已廣泛應用于國內外各大汽車主機廠及模具廠薄板沖壓零件的成形仿真分析。本文以某車型發動機罩外板為例,圍繞棱線圓角開裂的問題進行優化,分析參數設置,進行現場調整。
當能得到一個完整的拉延件時就可以研配凹模,凹模研配對于是否能得到良好的尺寸和面品至關重要。通過著色確認凹模表面硬點。拉延件雙面刷藍油,把拉延件正確放置在凸模上,使用低于理論成形壓力30%的壓力壓制凹模著色,移開拉延件,通過著色查看到兩面的硬點。
⑺去除硬點。
表2 復合涂層相關技術指標的檢驗方法與標準
結束語
PVD 鍍膜技術鍍出的膜層,具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性及化學穩定性,膜層的壽命更長,經過批量的應用及生產驗證,不僅汽車沖壓件的拉傷問題得到了長期的解決,而且對比其他表面處理技術,PVD 表面處理技術具有基材不易變形、不易開裂、可反復鍍膜的優勢,廣泛應用于沖壓模具領域,大大解決了模具拉毛問題及汽車外覆蓋件面品問題。