文/辛元·广州汽车集团乘用车有限公司
随着国家工业化的发展及居民生活水平的不断提高,人们对于出行质量的要求也越来越高,国内外汽车行业得以快速发展。现阶段,汽车自身的安全性、动力性、外观商品性等等决定着汽车的销售量。其中就车身外观商品性而言,除了与造型设计有密切关联外,与外观品质也密不可分。冲压对车身外观的生产制造要求以品质“零不良”为最终目标,但实际很难达到“零不良”理想状态,其中困扰“零不良”目标达成的关键阻碍项包含麻点品质不良。麻点是外观冲压件上的一种微小凹凸点(图1),经过车身喷涂工艺之后肉眼视觉效果会很明显,进而影响整车商品性,由此改善麻点不良成为各大车企冲压领域长期推进改善的课题。
图1 麻点
我们熟知的车身冲压件是通过冲压工艺成形的。冲压工艺大致可分为以下几道工序:拉延、翻边、切边、整形、冲孔。其中拉延工序是钢材通过压机的控制随模具压合运动而成形,而我们提到的麻点主要就产生于拉延工序。如果钢材表面或模具表面存在异物,就会在拉延成形过程中由于异物与钢材相互挤压导致成形后的板材表面产生麻点。对于造成麻点的异物大小标准,目前没有明确定义,部分主机厂将这种异物大致定义为长度/直径在0.1mm 以内的硬度低于钢板的物体。依据笔者现场经验,事实上异物难以进行数据化的衡量。钢材边部的毛刺铁粉、表面的油膜厚度等都是造成麻点产生的重要因素。
主机厂检测成品麻点的方式主要由品质人员通过线检、抽检等在线检测方式进行当期批次品质检查。若麻点不良呈偶发性且不良数量可控,则可以维持线体正常运转;若不良呈连续性且不良数量较多呈不可控状态,则必须要停止线体运转,对线体内模具、吸盘等设施设备进行清洁处理并调查异物来源,整个过程用时一般要持续3 至5 分钟。由于清洁作业所造成的停机,不仅会降低现场生产效率,也会造成额外的大量成本、人员等浪费。
下面,笔者根据实际经验分享一些麻点类问题的产生原因及对策。
(3)模具发生修模作业后,需要建立修模后洁净度管理流程,通过管理体系预防修模粉尘等异物引起麻点不良的风险。
异物带入途径,主要可以分为以下几类:(1)钢材本身洁净度不足。(2)模具本身洁净度不足。(3)压机线体内设施设备洁净度不足。
前面提到麻点主要在拉延工序中产生,这里再次进行补充说明:冲压拉延工序是整个冲压工艺中板件成形最为关键的工艺环节。钢材在投入压机后,会伴随着压机滑块的上下运动在模具上下模压合过程中受到强大的压力而呈“流动”状态充分成形。若在钢材、模具上下模型面内或其他位置存在异物颗粒,那么会在钢材成形过程中由于压力的原因而使钢材表面产生凹凸不良,即麻点不良。据此可以看出,想要降低麻点不良发生率,需要减少拉延过程中异物的带入。改善控制异物来源,才能实现生产过程中麻点率的有效降低。
(2)钢材清洗后,表面油膜厚度超出企业自控标准。主机厂影响钢材油膜厚度的因素主要有俩个,①清洗机的刷洗/送料辊速度。②环境温度。清洗后油膜厚度超标钢材,在后续拉延工序中,大概率会出现钢材表面清洗油积聚的现象而产生“油膜”麻点不良。这种“油膜”麻点会造成多发性停机不良,线上对应难度大,所以,对于钢材清洗后的油膜厚度应重点管控(图2)。
图2 某车型外板件清洗机清洗参数与钢材油膜厚度对应关系
(3)钢材侧壁面附着铁屑。钢材来料边部毛刺超差,在后续工艺制造过程中存在毛刺受力脱落或剐蹭易损件产生碎屑带入压机的风险,钢材边部毛刺也是麻点改善的重点管控指标。
由图3 可知,不同零件在实施钢材洁净度、油膜厚度及毛刺改善后,麻点率均有不同程度的降低。
图3 某车型外板件材料洁净度对策实施后麻点率波动情况
(1)模具与板材直接接触,洁净度的管理尤为重要。部分企业还针对拉延模具开展专利发明项目以降低麻点率。对于模具分享以下管理内容:①建立适合所属企业的模具清洁度标准,对模具上下模实施有计划的定期清洁。②制定模具型面、拉延筋、拉延槽洁净度确认计划,发现毛屑、锌粉、铁粉等异物时及时清除(图4)。③对模具排气孔增加空气过滤措施,并对型腔结构制定清洁计划。因为模具排气孔在拉延过程中会通过强大的气流,存在气流带动异物进入模具型面的风险。
图4 模具清洁异物占比情况
(2)根据模具冲次数、生产批次数等评价指标建立模具拉伤线下点检计划,同时结合线上拉延工序件拉伤情况综合制定维保计划。
(1)钢材来料表面存在异物颗粒。产生原因主要有三方面:①物流运输车厢内洁净度差、粘附材料。②落料厂落料环节中由于辊轮、传送皮带等易损件磨损产生碎屑粘附材料。③厂内清洗机清洗能力不足。排查方向可主要从物流运输、落料厂落料洁净度管理及清洗机清洗能力检测三方面进行排查。
(4)模具线下存放方式应考虑增加遮蔽措施,可通过打包膜封闭存放或安装防尘罩等措施减少异物的沉积。
以某车型某外板件为例,通过实施模具洁净度改善工作,选取改善前后各一个月的问题进行分类统计,得出引起麻点不良的各因素占比中模具类问题已经由改善前的46%降低至改善后的22%,如图5 所示。
图5 改善前与改善后
(1)压力机主线线体多为封闭式结构,线体内的清洁管理工作除日常频次的4S 活动外,可以考虑开展月度、季度、年度等形式的专项线体洁净度管理计划。
(2)线体相关的重点管理设施设备包含材料小车、材料分离器、端拾器及吸盘、压机滑块(图6)。
图6 重点设备环节管控
①材料小车:装载钢板材料的运载工具,为保持小车上表面洁净,在线体外材料上线区应搭设防尘罩。
②材料分离器:防止机械手抓双件、与钢板紧密贴合的分离工具,若材料分离器表面脏污或破损,会导致分离器剐蹭材料边部造成材料毛刺脱落。
③端拾器及吸盘:机械手用以传输材料、零件工序件的载体,由于吸盘是通过气流控制板件抓取,吸盘吸附面的洁净度一般会较差。
④压机滑块:滑块牵引模具上模做往复运动,与上模接触的滑块接触面洁净度需制定定期清洁计划,若压机滑块存在漏油情况,要及时进行漏油改善。
麻点改善是一个持续性优化项目,需要在相应的体制体系配合下长期实施,才能使麻点不良率得到控制。所以,体制体系的建立、标准化文件的签批发布和现场人员的作业遵守,是削减麻点不良的重要环节。
辛元
主要从事车身钣金覆盖件品质改善、车身外观商品性提升工作,曾荣获公司级IGA 改善银奖及多次部门级品质提升荣誉奖励,现任GA8 车型军车生产验收冲压领域军检员。