汽车冲压件偶发缩颈开裂问题解决方案

2021-12-28刘益成一汽大众汽车有限公司

锻造与冲压 2021年24期

文/刘益成·一汽-大众汽车有限公司

冲压件缩颈开裂问题，是冲压专业的行业难题，在一定程度上制约冲压生产。管控缩颈开裂是一个系统工程，笔者所在团队通过几年的攻关，在缩颈开裂控制上取得较大突破，并积累了一套行之有效的管控方法。

缩颈开裂的系统管控，解决了由于成形裕度不足导致的一些可识别的缩颈开裂问题，但对于生产过程中由于模具异常损伤、设备压力异常变化、零件表面油膜异常变化等突发原因导致的偶发缩颈开裂问题，以及一些不易识别的由于成形间隙过小导致的缩颈开裂问题，缺乏有效的识别和监控手段。

由于汽车冲压件生产有着自动化程度高、生产节拍快、重复精度高等特点，属于大批量生产，这种生产方式，一方面带来较高的生产效率，但另一方面，由于生产节拍快，生产批量大，不可避免地增加了质量检查难度，尤其是一些偶发的缩颈开裂等A 类缺陷很难发现，这样会带来极大的成本损失和质量抱怨。

本文主要通过寻找一些能够影响冲压件缩颈开裂的过程参数，通过过程监控，提前识别不稳定点并采取有效措施规避，保证生产过程稳定，降低偶发缩颈开裂出现频次，提升产品品质。

冲压件切割测量法

从理论上讲，拉延模拟分析报告能够提供相对准确的减薄数据，但由于模具制造精度问题以及调试过程中频繁研修模具，最终用于批量生产的模具型面和设计状态比有较大变化，这就导致了模拟分析结果和实际状态存在一定偏差，部分减薄风险点不能有效被识别。当生产条件发生一定变化时，这些风险点就会失控，出现突发缩颈开裂问题。

关于冲压件成形减薄识别，当前各冲压厂普遍采用的是网格分析技术，通过在坯料上预先印制网格，对成形后的零件进行网格分析，识别成形裕度。这种方法的优点是分析结果相对准确，缺点是针对一些尖点、锐度较大的点识别不了，同时很难实现针对整个零件的测量分析。基于这种情况，经过多轮试验，我们创新采用了冲压件切割测量法，来实现减薄风险点普查。具体做法是：

⑴将整个冲压件切割成若干份，每个最小单元满足可测量需求，如图1 所示。

图1 冲压件完全切割

⑵利用减薄测量工具，对分割后的局部零件进行全面测量，尤其是易减薄区，如图2 所示。

图2 切割件测量

⑶针对测量所得的减薄超差点进行立项整改。

这种方法的应用，能尽可能多地识别减薄风险点，降低异常缩颈开裂的发生，提升产品稳定性。

拉延件轮廓线测量监控法

拉延是冲压生产的关键工艺，拉延件是否稳定在一定程度上决定了冲压件是否稳定。拉延轮廓线是评价拉延是否稳定的关键要素，真正生产状态较好的零件，在整个生产批量中，拉延轮廓线不会有太大变化。

以往在分析问题时，一般都会把两个拉延件放在一起，进行轮廓比较(图3)，这种方式一方面会导致成本浪费，同时也会带来停机损失，便利性不足，很难作为常规监控手段。

图3 拉延件轮廓对比分析

针对这种情况，我们采取了拉延轮廓线测量法进行监控，具体做法是在零件上选取几个走料关键点，在模具上确定测量标记点，利用钢直尺进行轮廓测量，积累数据，定义标准，按标准进行监控(图4)。一旦测量数据出现异常变化，及时进行压力调整，保证过程稳定。

图4 拉延件轮廓测量法

成品件油膜厚度监控法

冲压生产离不开油，表面油膜状态在一定程度上影响润滑性，进而影响成形质量。以往的做法是周期性监控钢/铝板油膜状态，提前识别问题。这种方法相对准确，但一方面会造成成本浪费(测量后的板料报废处理)，另一方面会造成生产停机，同时实时性较差。

针对这种情况，我们尝试在生产线尾皮带机上进行成品件油膜测量，针对不同零件选取相应测量点，进行数据测量及积累，通过多轮次数据积累确定稳定生产标准(图5)。一旦测量数据发生异常变化，及时进行油膜状态调整。通过一段时间运行，我们发现该方法是可靠的，能够起到监控作用，同时不影响生产，可随时测量监控。

图5 成品件油膜测量

拉延压边圈状态检查机制

我们发现，有很大一部分缩颈开裂，是由于拉延压边圈垫杂物或者锌皮堆积，导致局部走料不畅，出现偶发开裂问题。这种情况一般随机性较强，很难监控。但由于模具成形特点，圈垫杂物及掉锌皮时不会产生较大影响，往往都是生产800 ～1000 件时才会出现异常开裂问题，由此，我们采取了拉延压边圈状态检查机制，针对一些重点零件，在生产至800 ～1000 件时，利用2min 左右时间检查压料区域是否存在拉毛、锌皮堆积等情况，如果有，则进行简单处理，避免异常情况发生。这个措施采取后，效果非常明显。