沖壓外覆蓋件合格率提升的工藝技術淺析

李馳 林文航

摘 ?要：在整車制造的沖壓工序，對外覆蓋件的表面質量有著嚴格的品質標準，本文介紹了對凸凹點缺陷有明顯改善效果的三種工藝技術方案：鎖死筋、方格模合單刃切法，并通過對大批量生產的外覆蓋件進行長期的跟蹤統計，對上述方案進行了實際效果驗證。

關鍵詞：外覆蓋件;外觀質量;凸凹點;方格模;單刃切

一、引言

在整車制造的沖壓工序，對外覆蓋件的表面質量有著嚴格的品質標準，覆蓋件常見的表面質量缺陷主要有開裂、暗裂、起皺、凹陷、凸凹點等不良缺陷，借助計算機輔助設計和伺服壓力機先進裝備，大部分質量缺陷都能夠在批量生產階段得到穩定的控制，只有凸凹點，成為困擾沖壓合格率提升的慢性課題，是沖壓生產過程不斷持續改善的方向。

二、凸凹點產生原理

凸凹點是生產環境中的微小異物落入模具型腔，沖壓后在零件表面出現的微小凹點或凸點，其位置，數量都有不確定性，且在快速的生產節拍下難以檢查，只有在電泳后通過光線的反射，缺陷才能容積辨識。

三、拉延材料流動對凸凹點的影響

某兩款車型前門外板，在相同沖壓線同一時間段內的凸凹點不良數據進行對比分析（圖3），車型A的12月份整體凸凹點不良率為1.7%，車型B為2.4%，兩個前門外板零件的造型近似，材料相同（HC220BD-ZF-0.7mm），生產的批次量相同（500件/批次）。拉延序工藝的主要差異是材料流入量不同，車型A為采用鎖死拉延筋，最大流入量僅2.5mm，大部分位置材料0流入，車型B為圓筋，最大材料流入量20mm，最小位置6mm。

通過生產前對拉延模具清潔，生產500沖次后開模觀察模具壓邊圈以及拉延筋位置的情況，車型B材料流入量較大位置的拉延筋槽中積累了較多的鋅粉和油的混合物。推斷材料流經拉延筋、壓料面產生變形和摩擦，導致鍍層不同程度粉化脫落，并隨著材料流動帶入模具型腔，導致凸凹點不良率升高。因此產品和工藝的設計盡可能滿足通過鎖死筋成型，對量產階段合格率的改善有明顯的幫助。

四、環境異物對凸凹點的影響

生產環境中的異物也會由于設備的運動、振動和氣流等，帶入模具型腔造成凸凹點不良，日常的設備維保、清潔和改善可以把不良率控制在一定水平，但無法完全避免。通過對異物形貌和尺寸的分析（圖4，圖5），針對小尺寸的異物，可以通過在光滑的模具型面增加方格藏屑槽的方法，減少異物對成型質量的影響。

方格模能夠降低異物落入型面造成的凸凹點不良，但方格型面的位置，溝槽的大小、形狀等需要滿足一定的要求。方格的位置要求成型過程中接觸應力較小，不會把型面的方格造型成型到零件的外觀面上;方格的大小，主要根據加工刀具球刀的半徑，以及結合常見異物的尺寸大小確定，保證加工方便，且能夠容納異物，表2列出了一些主要的條件參數。

通過對某車型發蓋外板實施方格模加工后（圖7），觀察14個生產批次的不良情況，拉延序產生凸凹點不良率有明顯的下降，由改善前平均2.4%下降到改善后平均0.3%。

五、鐵屑異物對凸凹點的影響

切邊工序的廢料在切斷過程中，產生大量的鐵屑，堆積在廢料刀位置，落入壓料區域，造成零件的凸凹點。圖9對存在廢料刀結構的切邊工序產生鐵屑的過程進行了描述和圖示。切斷過程中存在撕裂（鐵屑產生）和重切（鐵屑掉落），導致鐵屑不斷的掉落累積在廢料刀位置。

通過對廢料刀結構進行優化改進（單刃切廢料刀結構），可以避免廢料切斷過程中的撕裂和重切，減少鐵屑的產生（見圖10）

某車型所有模具共有廢料刀結構381處，模具保全人員從2020年9月至2021年6月期間逐步進行單刃切法結構的改善，隨著單刃切結構比例的上升，該車型后工序的凸凹點不良也逐步改善，由1.0%下降到0.3%左右。在新車型工藝設計階段，盡可能避免使用廢料刀結構，無法避免的情況，單刃切法也可以有效降低廢料鐵屑造成的凸凹點不良。

六、總結

以上對凸凹點不良有明顯改善效果的工藝方案，都是模具保全人員在日常維修保養過程中，通過觀察、總結、創新提出的改進技術，并且反饋到新車型開發的同步工程、工藝設計中去，使后續的新車型合格率能夠快速、大幅的提升。

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