模具反裝方案在沖壓覆蓋件生產(chǎn)過程中的應(yīng)用探索

文/李乃樸，玄士安，李鶴·一汽-大眾汽車有限公司

汽車側(cè)圍外板零件普遍在D 柱三角窗區(qū)域設(shè)計(jì)有拉延工藝孔，保證拉延走料過程穩(wěn)定且可控。但是由于清洗機(jī)紡錘體的結(jié)構(gòu)特性，造成板料在工藝孔周邊沿著物流方向存在殘留的清洗油。模具和設(shè)備的特性決定了殘油問題無法完全消除。本文創(chuàng)新性提出了一種模具反裝的生產(chǎn)方案，該方案直接消除了殘油造成的油坑返修問題，同時(shí)為由設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成的零件質(zhì)量問題提供了創(chuàng)新的解決方案。

汽車覆蓋件形狀復(fù)雜，表面質(zhì)量要求高。車身覆蓋件多數(shù)由內(nèi)外板組成，外板通常為A 面，對(duì)表面質(zhì)量要求高。在沖壓件生產(chǎn)過程中，板料成形過程復(fù)雜，微小的雜質(zhì)或者油污會(huì)造成表面暗坑或者棱子缺陷。

沖壓件疑難表面缺陷——油坑

在伺服壓機(jī)線連續(xù)生產(chǎn)過程中，為了保證零件表面質(zhì)量，需要在板料進(jìn)入第一序壓機(jī)之前，通過清洗機(jī)均勻噴灑清洗油對(duì)板料進(jìn)行表面清洗，將表面雜質(zhì)和灰塵洗掉，之后通過擠干輥將雜質(zhì)擠出板料，從而確保在拉延生產(chǎn)過程中減少坑、包、壓痕類缺陷。

但是清洗機(jī)擠干輥為緊密纏繞式無紡布，且形狀為紡錘體，其結(jié)構(gòu)的特性造成板料邊緣10mm 范圍內(nèi)無法將殘留在表面的清洗油完全擠干。圖1 為一種伺服壓機(jī)線的濕式清洗機(jī)結(jié)構(gòu)圖，圖2 為板料清洗機(jī)的正視圖。

圖1 板料清洗機(jī)截面圖

圖2 板料清洗機(jī)正視圖

如果板料本身帶有工藝孔(圖3)，板料表面工藝孔的位置就會(huì)有清洗油殘留(圖4)，進(jìn)入拉延壓機(jī)成形的過程中產(chǎn)生表面油坑。

圖3 一種帶工藝孔的側(cè)圍板料

圖4 帶有殘油的板料及零件缺陷

在該車型側(cè)圍零件生產(chǎn)的過程中，在D 柱三角窗下方棱線區(qū)域的油坑、油棱子缺陷帶來的返修高達(dá)21%，嚴(yán)重打亂了車間的正常生產(chǎn)秩序。針對(duì)清洗機(jī)構(gòu)造特性產(chǎn)生的油坑問題，組織嘗試開展清洗機(jī)外增加油刷減少油液堆積、取消板料工藝孔、模具工藝補(bǔ)充變更等方案，均造成其他次生缺陷(縮頸開裂等)，而無法消除該問題。

模具反裝生產(chǎn)方案

模具反裝方案評(píng)估

模具在D 柱棱線區(qū)域和上橫梁區(qū)域?qū)儆趦煞N不同成形方式。在棱線區(qū)域，模具型面為上模反凸成形區(qū)域。板料上表面存油之后，在成形過程中殘油被上模反凸成形擠壓，造成零件表面油坑。而在上橫梁區(qū)域，模具型面為下模凸模成形區(qū)，板料包緊下模成形，如圖5 所示。

圖5 模具凸凹模成形結(jié)構(gòu)剖面圖

如果板料可以實(shí)現(xiàn)物流反方向進(jìn)入拉延壓機(jī)，則其工藝孔的殘油將會(huì)改變方向，流向D柱上橫梁一側(cè)，如圖6 所示。由于板料包下模成形，且凸凹模之間存在0.5 倍料厚的間隙，上表面的殘油不會(huì)直接壓在零件表面上，則會(huì)消除該油坑缺陷。

圖6 模具反裝解決方案簡(jiǎn)圖

圖7 模具通過性曲線軟件模擬圖

模具反裝方案實(shí)施

⑴組建模具反裝試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)。組織模修、設(shè)備維修和生產(chǎn)線員工搭建反裝方案團(tuán)隊(duì)，開展方案可行性研討、人員、板料、模具連接線以及其他輔助裝置的準(zhǔn)備工作。模具反裝前期準(zhǔn)備信息見表1。

表1 模具反裝前期準(zhǔn)備信息

⑵零件通過性曲線模擬。伺服壓機(jī)沖壓線有高效、高精度、高柔性、低噪聲、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)伺服壓機(jī)線可根據(jù)不同的生產(chǎn)需要設(shè)定不同的行程和成形速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高模具壽命。高速伺服壓機(jī)線除了速度快的特點(diǎn)外，上滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中各階段的速度均可以使用特定的模擬軟件進(jìn)行全動(dòng)態(tài)仿真和調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)軟件和生產(chǎn)線實(shí)際匹配。

因此，在線下針對(duì)反裝模具的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)通過性開展零件曲線模擬，確保在生產(chǎn)過程中不會(huì)造成零件和模具的碰撞損傷。

⑶端拾器調(diào)整。模具翻轉(zhuǎn)180°之后，在線將端拾器進(jìn)行對(duì)稱調(diào)整，對(duì)吸盤、連桿和真空連接氣管進(jìn)行重新匹配，保證調(diào)整后零件可實(shí)現(xiàn)整線自動(dòng)化生產(chǎn)。

⑷零件表面、尺寸驗(yàn)證與評(píng)價(jià)，針對(duì)翻轉(zhuǎn)生產(chǎn)后的零件開展三坐標(biāo)尺寸測(cè)量、車輛試裝，確保整車質(zhì)量無異常。

結(jié)束語

側(cè)圍外板零件為了保證拉延成形過程的穩(wěn)定，避免出現(xiàn)開裂縮頸、無法返修的暗坑等等A 類缺陷，普遍在D 柱三角窗區(qū)域設(shè)計(jì)有拉延工藝孔，保證拉延走料過程穩(wěn)定且可控。由于，該清洗機(jī)紡錘體的結(jié)構(gòu)特性，造成板料在工藝孔周邊沿著物流方向存在殘留的清洗油。模具和設(shè)備的特性決定了殘油問題無法完全消除。

而模具反裝方案的應(yīng)用直接消除了零件的油坑、油棱子返修問題，同時(shí)為設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成的零件質(zhì)量問題提供了創(chuàng)新的解決方案。該反裝方案目前已成功應(yīng)用于一款大眾品牌大型SUV 車型的左側(cè)圍外板的生產(chǎn)過程，且正在對(duì)右側(cè)圍和同類型車型開展推廣工作。