文／王學甫·杭州吉利汽車有限公司

本文著重針對汽車車身外覆蓋零件生產過程中產生的缺陷，導致表面面品合格率偏低的問題，通過對生產中的每個環節來加以排除，找出問題產生的原因，層層分析與制定出快速有效的工藝方案，并對12 年來個人從事沖壓外覆蓋件的生產經驗，平時遇到過問題的處理方法加以總結和提煉。針對生產過程中沖壓件的質量控制，從沖壓工藝分析、模具應用、沖壓件檢具使用、質量管理等方面進行剖析，對生產過程中沖壓件質量控制進行經驗總結和技巧分析，探討零件質量控制的新途徑。希望在今后工作中遇到沖壓外覆蓋件的類似問題時，可作為借鑒和應用，以便更好地提升沖壓件的合格率。

沖壓生產工藝流程

汽車外板件生產流程通常分為：原材料進廠檢查及入庫、原材料開包清洗上線、模具拉延切邊零件成形、機器人轉運零件、線尾監控成品件質量、零件裝箱入庫等。沖壓各階段過程管理的制定應以消除和防止沖壓缺陷的產生為目標，同時應考慮工裝制造能力、生產水平、工裝制造周期、投資成本及沖壓生產的場地條件和生產設備等。下面我們就各具體環節在生產過程中出現的問題加以仔細分析。

各過程的質量控制

原材料進廠質量控制

沖壓原材料鋼板的進廠環節，應確認鋼板材質、牌號是否符合采購下單的要求，進廠時需接收鋼材廠家提供的材質分析及力學性能報告，同時了解材料生產日期，防止過期材料入庫。針對原材料本身，應查看鋼板包裝是否破損、包裝是否規范以及原材料防護墊是否規范，以防止上下板料被壓傷或材料竄位。

板料開包上線質量控制

⑴板料開包上線檢查。

首先使用剪刀剪開包裝帶，包裝紙上的膠帶撕開后，小心打開包裝紙防止灰塵掉入，再拿除塵布擦拭材料上表面。因為材料分張器帶有磁力，可能會把小鐵屑帶到材料上導致零件表面出現包和坑等質量問題，所以要做好材料分張器的清潔，如圖1 所示。

圖1 分張器清潔

機器人在往輸送皮帶機上放料時，需要關注材料兩邊不能和皮帶機的皮帶邊接觸，因為長此以往會使皮帶邊被磨壞，導致碎屑被帶入模腔內造成零件不合格，所以要做好軌跡調整使材料兩邊正好位于皮帶中間以防止磨邊，如圖2 所示。

圖2 材料擺放位置

⑵板料上線清洗涂油控制。

線首皮帶機分為進料皮帶機、對中皮帶機，由于皮帶是直接跟材料表面接觸，也是影響外板件質量的因素之一，在使用中可能會因將一些細小的異物帶進模具中造成凸包。皮帶機上加裝自動上下清潔皮帶的毛刷裝置，可以時刻清潔皮帶表面，生產前工作人員必須將每根皮帶認真擦拭一遍，防止皮帶表面的油跟材料表面接觸后被帶入模腔導致油包，如圖3 所示。

圖3 皮帶機清潔毛刷

清洗作為外板件的重中之重，清洗機里的清洗油要委托廠家一個月進行一次化驗，以確保水分、清潔度等指標合格；清洗機里的過濾器要半個月檢查一次潔凈程度，及時更換臟了的過濾器。

深拉延的外板件需要涂油，要控制涂油量在合理范圍內并設定涂油區域，防止油霧太多形成油顆粒滴在材料上面導致油包；涂油機里的拉延油要委托廠家一個月進行一次化驗，查看里面的水分、清潔度等指標是否合格；涂油機里的過濾器半個月檢查一次潔凈程度，及時更換臟了的過濾器。

沖壓件成形質量控制

汽車沖壓件形狀一般都比較復雜，在制定成形工藝過程中結合金屬板料的應力、應變狀況、材料壓力狀態下流動規律等因素，可有效提高工藝制定的正確性和降低零件質量事故的發生。以某車型前車門后部為例(圖4），成形工藝為：⑴拉延；⑵二次拉延、切邊、沖孔；⑶切邊、沖孔、整形、側切邊；⑷分離、沖孔、翻邊、側沖孔。

圖4 前車門后部

由于該零件A 區形狀復雜、拉延深度大、拉延階梯多，如果采用一次拉延容易因材料流動不足導致表面開裂，采用二次拉延基本可消除此類質量問題。

沖壓模具質量控制

模具在汽車沖壓工序中占據著主導地位，模具維護保養不到位會直接體現在沖壓件上，會產生零件毛刺、拉毛、走料線嚴重等質量缺陷。模具管理應以全生命周期管理，在新車型車身的前期開發階段要最大可能地完成模具整改工作，原因是量產后模具狀態基本不會發生大的變化，開發過程中模具設計狀態的確認尤為重要。量產后，模具的維護保養應作為常態化工作開展，這是沖壓件質量控制的重要保障。

模具保養應根據沖壓件生產沖次的記錄來確定保養的時間，模具內腔結構應以一季度一次進行拆解清洗、潤滑，模具型面應經常進行修整、打磨；模具的日常清洗是十分必要的，控制水壓和清洗液配方可以消除模具表面細顆粒，避免沖壓件產生質量問題。

⑴拉延模：拉延模的精度很高，只要有一點臟東西被壓在模腔里也會使零件產生凸包、凹坑、壓印等缺陷，要做好以下各項工作。

①拉延模上模有排氣孔：排氣孔可以防止拉延時上模產生真空導致零件下不來，因為臟東西容易由此進入，所以要在排氣孔上方加防塵蓋。

②拉延模上的拉延筋有用來防止拉延時零件起皺和零件表面產生應力的作用，但由于拉延時會產生很大的摩擦并發熱，導致材料拉毛粘在拉延筋上或帶入模腔使零件產生凸包、凹坑、壓印等質量問題，所以在每批次生產完成后，要做精細的保養工作和全面清洗，必要時還要對拉延筋表面進行強化處理。

③每批生產完后，記錄清洗保養過程。

④生產前，上下模用專用除塵布進行擦拭。

⑵修邊沖孔模：修邊時很容易產生毛刺鐵屑、沖孔廢料掉落在模具表面上導致零件壓印質量缺陷。

①將修邊刀口實行二級階梯廢料刀口，減少分斷刀口產生的毛刺鐵屑；

②將修邊模上普通刀口改為鵝頸刀口，減少毛刺鐵屑；

③將普通沖頭更換成有推廢料銷的沖頭，沖下的廢料被推料銷推下廢料孔，避免沖孔廢料上??；

④臨時解決鐵屑方法：將黃油刷在下模刀口上，使修邊產生的小鐵屑粘在黃油上不被帶到模具表面；

⑤檢查修邊后的零件邊緣(圓角帶、光亮帶、斷裂層、毛刺區）來判斷刀口間隙是否合理；

⑥每批生產完，對清洗保養過程進行記錄；

⑦生產前，把上下模用專用除塵布進行擦拭；

⑶整形翻邊模：整形翻邊上下模貼合面與零件接觸面積大，很容易產生壓印。

①需要將翻邊的上下模貼合面進行避空，縮小貼合面范圍，減少壓?。?/span>

②將翻邊模翻邊口進行每批次保養打光，防止翻毛產生鐵屑；

③每批生產完，記錄清洗保養過程；

④生產前，把上下模用專用除塵布進行擦拭。

⑷分離沖孔模：分離沖孔時很容易產生毛刺鐵屑、沖孔廢料掉落在模具表面上導致零件壓印質量缺陷。

①零件分離用上專用刀口時，需要將上下刀口間隙調整到位；

②將普通沖頭更換成有推廢料銷的沖頭，使沖下的廢料由推料銷推下廢料孔，避免沖孔廢料上浮；

③臨時解決鐵屑方法將黃油刷在下模刀口上，使修邊產生的小鐵屑粘在黃油上不帶到模具表面；

④每批生產完，對清洗保養進行記錄；

⑤生產前，上下模用專用除塵布進行擦拭；

⑥檢查修邊后的零件邊緣(圓角帶、光亮帶、斷裂層、毛刺區）來判斷刀口間隙是否合理。

沖壓檢具質量控制

⑴檢具使用中定位基準的控制。

在生產過程中必須保證模具與實際生產中的零件尺寸保持一致，為檢驗這項要求，使用檢具對零件進行尺寸檢測是非常必要的。

在沖壓件檢具檢測過程中，定位基準控制的不好往往會在零件焊接分總成過程中出現異常情況。以某車型右A 柱內加強主板(圖5）與右A 柱下鉸鏈固定板(圖6）配合為例，在沖壓件檢具放置定位銷時未注意零件定位基準，導致出現卡死狀態。

⑵檢具測量型面基準的控制。

沖壓件檢具測量的主要類型有三種：型面、間隙、孔，測量工具最常見的有面差儀、游標卡尺、間隙尺、刻度尺。在測量過程中型面基準的選取尤其重要，只有選取合適正確的基準面才能得出正確的測量數據，特別是汽車外板件在保持整車流線型外觀，避免不合理的零件配合階差，正確的型面數值是很重要的，下面以某車型機蓋外板(圖7）為例進行說明。

圖7 某車型機蓋外板

在全尺寸檢測中A 區域內有兩個點需要測量，該區域型面為存在坡度的扇形面，如果單純的選用X軸方向或Y 軸方向作為測量型面的基準面很難得出正確的測量值，如果沿扇形面方向作為測量型面的基準面，得出的測量值與三坐標測量值基本吻合。

自動化生產過程質量檢驗

目前在沖壓件生產中，越來越依靠機械手與壓機的配合完成零件的自動化生產，實現沖壓生產率的提高。以某車型前門外板為例，生產節拍在每分鐘6 件左右，監控員很難實現對零件的全面檢查。為保證零件質量，需要對檢驗方式進行優化，包括質量管理中采用檢驗員抽檢方式減少監控員檢查項目、分區域循環檢驗等方式。

質量檢驗人員的技能控制。質量檢驗人員的選拔上崗需要經過嚴格的考核，在新老交替不斷的情況下人員水平參差不齊，通過組織對質檢員的協作意識、業務知識、業務能力、敬業精神、工作方法等五個方面進行綜合評價并得出結論：工作方法和協作意識得分較低。因此，在生產過程中需要對檢驗人員建立動態培訓考評項目。通過建立周期性的故障設置考評方式，對檢驗人員進行技能考核，可有效保持員工的正確檢驗方式。表1 為某廠實施故障設置考評方式后，檢驗人員3 個月內檢出率。

表1 檢驗人員3 個月內檢出率

結束語

隨著消費者經濟實力和質量意識的提升，對汽車質量的要求也越來越高，在質量控制方面不僅要從整體方面進行管理，也要從工藝、模具、檢具、檢驗方式等細節入手，合理的工藝路線、先進的沖壓三要素、合理的環境、科學的質量管理手段等共同作用才能提高沖壓件質量合格率，滿足消費者對整車表觀質量的要求，在競爭激烈的汽車行業制造高品質的汽車。