表面質量的案例
沖壓件表面質量不好的原因
在沖壓件加工廠，要想得到一個表面質量較好的沖壓件，沖壓材料或半成品毛坯必須要外表光潔、平整、無痕、無凹凸、無腐蝕等，這是沖壓件表面質量保證的前提。沖壓原材料或毛坯表面質量不好會產生以下不良后果：
1.沖壓加工時，材料表面粗糙且不干凈，材料與模具之間的摩擦會增加，模具的工作表面會被破壞，模具會磨損，致使沖壓件表面出現毛刺；
2.材料彎曲部分表面粗糙、橫截面質量也較粗糙、表面不平整、光滑度不高、并且有雜質。這不僅對回彈有很大影響，使彎曲部分彎曲而扭轉，還容易造成斷裂和損壞，使最小彎曲半徑值增大。
3.沖壓件毛坯的粗糙，不清潔，不平整和不光滑的表面，會增加材料與模具表面和毛坯支座之間的摩擦力，使沖壓零件的壁厚變薄并導致裂紋和破裂。材料表面的裂紋，劃痕和分層很容易導致深沖部件破裂。
由于有以上幾點不良后果，沖壓件生產廠家，在生產金屬沖壓件之前，有必要嚴格檢查材料的表面質量，并在生產過程中注意毛坯和半成品的清潔工藝，以提高材料的利用率和降低生產成本。
文章來源：http://www.hangzhouaoda.com/
展開 五金沖壓件表面質量問題解析
隨著沖壓件市場競爭的日益激烈，市場上對五金沖壓件的質量要求越來越嚴格，由于沖壓加工中，原材料和加工工序、機械設備等各種原因引起了五金沖壓件表面質量問題，我們要有效的進行預防和處理，使得五金沖壓件表面質量得到有效的控制，
在五金沖壓件加工中，避免不了存在劃傷和墊坑的現象，所以在加工之前做好防預措施，首先從原材料上入手，從下料做起。要求員工對五金沖壓件原料進行外觀檢驗，如發現有劃傷或者墊坑時，工作人員必須通知相關人員辦理退料。
在五金沖壓件加工過程中，因為模具等原因出現的劃傷和墊坑，五金沖壓件沖壓成形主要靠模具來完成，模具的質量也是相當重要的，是保證五金沖壓件質量的前提和基礎，對于新的模具來說，模具的間隙調整方式十分重要。因為模具間隙較小，加工的五金沖壓件圓度誤差就小，但零件表面劃傷的可能大，若是模具間隙較大，其加工的五金沖壓件圓度誤差大，但零件表面劃傷的可能性小，所以我們對模具的沖壓間隙要謹慎調整。
在五金沖壓件加工之前，要對沖壓模具的工件臺面進行檢驗，臺面有坑碰傷的情況，要進行砂光處理，同時，還要保證模具工作臺面干凈，無殘留金屬屑及其他污物等；
對五金沖壓件表面質量問題要從根源上做到嚴格控制，使得零件表面質量問題防患于未然，消滅在萌芽狀態之下，使得五金沖壓件質量真正意義的控制和提高。
文章推薦：生產的沖壓件需要首件檢驗，流程是什么？
展開 基于尺寸和表面質量的頂蓋模具型面補償方法
表面質量
圖3 為完成天窗和流水槽區域成形后，結合應力狀態，對可能產生表面缺陷區域的模擬預測，通過模擬結果可以看出，產生表面缺陷的區域主要有產品四角、天窗四角和流水槽上方的表面；由于產品造型和沖壓工藝的特點，成形結束零件內部應力釋放后，局部會存在殘余應力，且應力分布不均勻，從而使零件產生表面缺陷，工藝上很難消除，實際生產經驗也確實如此。對于表面區域，要求黑車無扣分項；對流水槽結構面的區域，由于是內可視區，同樣要求無起皺、沖擊線等缺陷；產品四個角部以及結構面部分表面質量通過合理的沖壓工藝以及后續調試比較容易保證；難點是天窗四角和流水槽上方的表面凹陷，尤其是天窗角部在安裝完天窗之后，表面質量經常會發生惡化，從而對單件的要求更高；因此需要通過對局部型面進行凹陷補償，以保障零件的表面質量。
圖3 表面缺陷預測
型面補償方法
補償流程概述
通過前述分析，為保障零件質量，需要對頂蓋的模具型面進行針對尺寸回彈和局部表面凹陷的補償；型面補償進行的前提是沖壓工藝模擬的各項評價指標，如減薄率、起皺開裂、滑移線、沖擊線等能夠滿足質量要求并且工藝足夠穩定，即工藝“最優化”；整個工作流程如圖4 所示，首先結合零件的測量方式，對全工序進行精確回彈模擬，根據各工序的回彈模擬結果，分析回彈產生的原因和工序，如果回彈后的零件尺寸無法滿足產品公差要求，則根據回彈產生的工序確定回彈補償方案，結合產品公差要求和回彈量確定補償量；補償之后，對結果進行二次模擬驗證，保證回彈之后的尺寸在公差允許的范圍之內，然后進行各工序的模面替換，最后對局部區域進行表面凹陷補償，完成整個補償工作。
圖4 型面補償流程
彈模擬分析
采用Autoform 分別對各工序的回彈進行模擬，回彈模擬的參數設置按照Autoform 軟件標準。
展開 影響拉深件表面質量的主要因素
凸、凹的圓角半徑的大小，直接影響著模具的使用壽命及拉深件的表面質量。
在拉深工藝中，凸凹模具圓角半徑對拉深工作影響很大，尤其是凹模圓角半徑對工藝的影響尤其突出。坯料經過凹模圓角進入凹模時，經過彎曲和重新拉直變化，如果凹模圓角過小勢必引起應力的增大和模具壽命的降低，因此，在實際生產中應盡量避免采用過小的凹模圓角半徑。
凸模圓角半徑過小，會降低沖壓件傳力區危險斷面強度，容易產生局部變薄甚至破裂，拉深件圓角處彎曲痕跡較明顯。局部變薄和彎曲的痕跡在經過多次拉深工序后，必然留在零件的側壁，影響拉深件的表面質量。
汽車沖壓件中覆蓋件的表面質量要求是什么？
汽車沖壓件中覆蓋件要求表面平滑、棱線清晰，不允許有起皺、壓痕、劃傷、毛刺、凸點和凹陷以及其他破壞表面完美等質量缺陷。
同時，相關汽車沖壓件中覆蓋件的表面還必須具有很好的協調性，過渡均勻，棱線接合部位吻合流暢，使汽車車身從外觀上看起來協調一致，美觀大方。因此，只有對表面質量缺陷進行仔細認真的分析、判斷與研究，才能制定出相應的整改措施
在對表面質量缺陷進行判斷之前，首先要了解汽車沖壓件中覆蓋件檢驗區域的劃分，這些分區適用于涂漆、鈑金等零部件。
如圖所示，可以將汽車沖壓件中覆蓋件檢驗區域劃分為四個區域，即 I II III IV區。具體區域見表；
任何覆蓋件零件不得存在任何人都能看出來的很明顯的缺陷，，不能存在漏沖孔、銹蝕等，在I II 區不允許存在明顯的油花紋；
文章推薦：鈑金沖壓件的特點及用途是什么？
展開 車身沖壓件表面質量管控措施
圖3機械手上下料系統
工裝（模具）
模具是沖壓生產的基礎，在長時間生產過程中，模具工作零件易出現不同程度的磨損，具體表現為模具表面有肉眼可見的沿運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，易出現如拉裂、起皺、表面拉傷、波浪、鼓包、凹坑、麻點等常見缺陷，嚴重影響到產品的外觀質量。
圖4 模具R角處拉傷
為提高產品的外觀質量，各種模具表面處理技術被廣泛應用，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，從而提高產品的表面質量。
檢驗方法
以往外板件的外觀質量檢驗主要是依靠檢驗人員的手感并借用油石為工具進行。人工檢驗對檢驗員的技能素質要求比較高，即使發現了問題也難以準確的向外界傳遞。油石檢驗方法的缺點是不適用于檢驗復雜零件。
為有效識別產品質量水平，持續提高產品質量，我公司引進了產品Audit業務，站在用戶的立場，用專業的“眼光”(標準)對準備出廠的產品實施主、客觀評價，以扣分形式表達評價結果。沖壓件Audit業務能準確反饋沖壓件的質量水平和質量能力，為產品質量持續改進提供依據。
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
結束語
近年來，我國汽車工業的飛速發展也促進了汽車沖壓零部件的繁榮與競爭，我國先進的沖壓工藝應用正處于吸收、轉化、推廣階段，通過不斷學習先進的沖壓生產技術、不斷完善制造管控流程，我們一定能在沖壓件質量管理控制方面走在行業前列。
——文章節選自《鍛造與沖壓》2019年第2期
展開 基于感測信息之厚件射出成型表面微縮痕質量監測
■高雄科技大學 黃明賢教授射出成型實驗室
前言
射出成型使用之剪切致稀高分子熔膠為熱脹冷縮非牛頓流體，在熔膠充填后的保壓及冷卻過程，其在模穴內由液態相變化為固態，其中，在保壓階段如保壓壓力過低或時間過短將造成模內熔膠顯著收縮，進而在成品表面形成凹痕缺陷，當其在產線未實時檢出并進一步作出處置，往往會使生產質量良率降低，并造成生產成本浪費。
就凹痕質量而言，該缺陷的形成與射出成品在模內冷卻過程是否引起嚴重體積收縮有關。一般常見的塑料收縮率約略介于0.005~0.015之間[1]，其中聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)原料平均收縮率約略在0.004~0.008之間，因此對一般射出成品幾何厚度甚薄時，表面收縮凹痕并非顯著，然而，該缺陷常見于厚件及高厚薄比設計之射出成品表面（成品平均厚度總是大于10 mm）并是個嚴重成型問題[2-3]。
其中，本文探討之塑料容器外蓋上的厚件把手即為典型例子，其在射出成型量產過程往往因外部制程干擾導致成品表面出現微縮痕，以致質量不符人為視覺檢測而形成不良品，然而人為質化的質量檢測方式不僅誤差甚大，更存在誤判風險。此外，人工檢測更無形增加量產成本，因此如何有效量化厚件射出成品表面微縮痕質量，并在射出成型過程透過感測質量特征有效進行質量監測是至關重要的。
表面微縮痕量化
為量化成品表面微縮痕，本研究自行設計量測裝置，透過標準作業程序進行凹痕取像。因本文案例表面特殊曲面設計之故，微縮痕在光源直射之反射光線于特殊傾角下觀察具有類似希臘字母Ω字樣并定義為奧姆紋，
圖1：微縮痕影像識別流程。
展開 對金屬3D打印閥體零件表面質量的思索
盡管金屬3D打印技術在液壓閥體產品開發中表現出的靈活性和生產復雜零件的能力是傳統方法不可能達到的，但如果進一步拓展金屬3D打印技術在閥體生產中的應用，閥體設計師還需要了解如何通過表面處理工藝來降低金屬3D打印零件的表面粗糙度，以滿足實際生產需要。
設計之初即將表面后處理規劃在內
表面粗糙度對于金屬3D打印技術來說究竟有多大影響主要取決于其應用領域。有時，粗糙度可能不重要，在某些情況下它甚至可能是一件好事。但是，大多數零件都對表面粗糙度有一定要求。閥體是液壓系統中的一個組成部分，它將最終與整個系統相集成，因此對于閥體的粗糙度有一定的要求，以保證流體流量能夠得到精準的控制。
在零件加工時，設計師需要量化權衡以確定使用何種加工工藝，例如：金屬打印，鑄造或金屬粉末注射成型。
金屬3D打印鈦合金支架表面處理前后對比，圖片來源：NASA & valve magazine
典型的金屬粉末注射成型具有很好的表面質量（一般Ra為30-50），而鑄造相對粗糙（Ra在100到500微米之間）。金屬3D打印的表面粗糙度則較高，通常在Ra 250-400 +。
值得設計師注意的是，金屬3D打印的工藝有多種，例如：定向能量沉積、粉末床選區激光熔融，而每種工藝加工的金屬零件具有的表面粗糙度不同。此外，使用的打印機類型、工件的復雜程度，打印材料以及增材制造零件的設計方式、打印時零件擺放方向等因素都有可能影響3D打印零件的最終粗糙度。
通過表面后處理工藝可以提升金屬3D打印閥體的最終光潔度，但表面后處理會產生成本并增加一定的制造時間，因此，在設計師決定采用金屬3D打印作為閥體的制造手段之初，需要將這些因素考慮進去，納入閥體制造的總成本和周期中，在設計3D打印零件時，也需要留出后處理加工余量。
展開 彎曲沖壓件對板料表面和沖裁面的質量要求
沖壓件彎曲加工，要求原材板料表面不得有缺陷，否則容易斷裂。
我們知道沖壓件彎曲加工時容易發生開裂現象，而影響開裂的主要因素是最小彎曲半徑。
金屬材料在沖裁或剪裁后，剪切表面常不光潔，有毛刺，這就造成應力集中，降低了金屬材料的塑性，使允許的最小彎曲半徑增大，因此不宜采用最小彎曲半徑為零件的圓角半徑，而應盡可能大些。當必須彎曲小圓角半徑時，就應先去掉毛刺。在一般情況下，如毛刺較小，可把有毛刺的一邊放于彎曲內側即處于受壓區，以防止產生裂紋。
所以在選擇彎曲沖壓件的原材料時，一定要注意金屬材料的表面及內在質量。
筆記110：表面炭黑的成因及其對滲碳淬火鋼件質量的影響
筆記110：表面炭黑的成因及其對滲碳淬火鋼件質量的影響
45號鋼齒輪表面淬火影響因素和質量控制
文章來源：
[1]董斌,杜影,唐海山,朱國和. 45號鋼齒輪表面淬火影響因素和質量控制[J]. 起重運輸機械,2021(22):35-39.
耗時的CNC精加工，如何大幅提升效率？大開眼界！
精加工的目的是保證工件的最終尺寸精度和表面質量。要提升精加工的效率，需要從精加工表面質量與精加工時間這兩方面進行考慮。首先來分析一下精加工的表面質量，其很大程度取決于加工后留下的殘脊高度。
什么是殘脊高度？
殘脊高度是指加工中刀具通過兩條相鄰刀具路徑之后，殘留材料凸起部分的最大高度。
如何減小殘脊高度？
一個可行的方法是減小步距（Step over），減小相鄰刀路之間的距離。但這意味著增加了單位面積中的刀路數量和密度，增加精加工的時間。所以在 3D 曲面精加工中，大家會感覺“表面質量”與“加工時間”之間似乎是一項兩難選擇。
更好的表面質量=更長的加工時間。
另一個可行的方法是使用更大的刀具。因為刀具半徑越大，與材料接觸時接觸點上的弧度越大。在相同刀路密度下，得到的殘脊高度約小。
展開 耗時的CNC精加工，如何大幅提升效率？大開眼界！
精加工的目的是保證工件的最終尺寸精度和表面質量。要提升精加工的效率，需要從精加工表面質量與精加工時間這兩方面進行考慮。首先來分析一下精加工的表面質量，其很大程度取決于加工后留下的殘脊高度。
什么是殘脊高度？
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如何減小殘脊高度？
一個可行的方法是減小步距（Step over），減小相鄰刀路之間的距離。但這意味著增加了單位面積中的刀路數量和密度，增加精加工的時間。所以在 3D 曲面精加工中，大家會感覺“表面質量”與“加工時間”之間似乎是一項兩難選擇。
更好的表面質量=更長的加工時間。
另一個可行的方法是使用更大的刀具。因為刀具半徑越大，與材料接觸時接觸點上的弧度越大。在相同刀路密度下，得到的殘脊高度約小。
展開 數字模擬階段的控制及提升
圖10 翼子板三角區域問題
圖11 翼子板三角區域更改建議
圖 12 翼子板下部分塊建議
結束語
本文通過對油泥模型到數據完成的整個過程，各階段的表面質量工作開展、質量要求等進行介紹。簡述了一種最為常用、簡單、快捷的表面質量檢查方式，并通過實例講解，建議將工藝對造型、數據的要求等提前輸入給造型部門及表面數據處理部門，做到提前控制、規避。
表面質量較高的A面數據是車身表面質量控制的基礎，沒有好的數據，必定沒有好的實物質量。車身表面質量控制需要從油泥模型及初步數據開始，貫穿整個項目開發。
本文節選自《鍛造與沖壓》2018.16期。
展開 高質量的車削經驗，一篇干貨，拿走
在車削零件時如何獲得良好的表面質量
表面質量的通用規則：
通常可通過使用更高的切削速度來提高表面質量
刀片槽型 (中置型、正前角和負前角以及正后角) 會影響表面質量
刀片材質的選擇對表面質量有一些影響
如果出現振動趨勢，則選擇更小的刀尖半徑
Wiper (修光刃) 刀片
Wiper (修光刃) 刀片能夠以高進給率車削零件 - 而不會失去加工出良好表面質量的能力或斷屑能力。
