關于多孔沖壓件的質量控制方法研究

由于邊板與銅管需要通過脹管工序形成過盈配合，因此對邊板翻邊孔的質量提出了更高要求，一旦邊板出現質量問題，將直接影響蒸發器或冷凝器的整體性能。本文主要針對邊板在實際生產過程中出現的主要問題開展失效機理研究、系統優化，以期提升多孔沖壓件邊板的質量可靠性。

研究對象及生產工藝介紹

多孔鈑金件是蒸發器和冷凝器的結構件之一，起到固定銅管與翅片的作用。邊板上與銅管配合的孔均為翻邊孔，其他孔則是通孔為裝配孔。不同機型用到的邊板結構不同，冷凝器上用到的邊板結構較大，蒸發器上用到的邊板結構較小，但均為多孔結構(圖1)。鋼卷通過送料機、沖床和連續模的協同作業沖壓形成邊板零件。沖壓生產現場圖如圖2所示。

存在的主要質量問題

鈑金廠投產以來，邊板后工序投訴較多，為識別主要問題，對涉及邊板的投訴類型及占比進行了統計，繪制排列圖。由圖3可知，影響邊板質量可靠性的主要問題為邊板批量有油污、邊板割斷銅管和脹管后邊板松動。

失效機理研究

故障樹分析法(fault tree analysis，FTA)是一種評價復雜系統可靠性與安全性的重要方法，故障樹分析法把系統不希望發生的事件作為故障樹的頂事件，用規定的圖形符號來表示；找出導致這一事件發生的所有可能的直接因素和原因，作為過渡狀態的中間事件，并由此逐步深入分析，直到找出事件的基本原因，即故障樹的底事件為止。

為尋找到上述三方面問題(邊板批量有油污、邊板割斷銅管和脹管后邊板松動)的根本原因，采用FTA故障樹分析法進行具體分析。小組通過實際現場調查，模擬再現失效問題，深入研究故障機理，分別建立了故障樹模型。

由表2可以看出，方案2的預期效果最好，因此針對“邊板模內攻絲油污大且不易揮發”這一問題，決定采用對油污零件進行除油處理。

改進過程：通過現場檢查模具沖頭部分結構，發現沖頭與模板的固定方式是采用螺紋擰緊的方式，當沖壓次數達到一定次數后螺紋連接松動，導致沖頭松動。為改善該現象，增加上托板和快速夾模器來防止沖頭螺絲松動(圖8)。

結合現場對于邊板的質量控制要求，決定對RPN數值超過120的故障進行重點改進，由表中的RPN數值可知，RPN數值超過120的故障原因共計有5個，小組將其確定為邊板沖壓失效的五大原因。這五個原因分別為邊板模內攻絲油污大且不易揮發、沖頭松動、模具內跳廢料、送料機回料、送料機送料不到位。針對上述五大原因逐一開展改進活動。

稱取蜂蜜樣品5份，每份15 g，按1.3.3樣品處理方法操作，測定峰面積，計算含量，獲取RSD為0.5%。

系統優化

通過整理合并同類項，我們共計找到了15項底事件。為確定這15項底事件對頂事件的影響大小，明確后期重點改進方向，小組成員決定采用PFMEA分析方法對上述三個問題開展影響程度分析，結果見表1。

需攻絲邊板進行除油處理

改進過程：通過頭腦風暴法，提出了三種解決方案，同時小組成員分別考慮不同方案對質量、模具、成本和實施時間的影響來最終確定最優方案。

改進過程：由于導致模具跳廢料的原因隨機性較大，無規律可遵循，一旦發生跳廢料，極有可能打壞模具甚至發生安全事故，造成較大的損失。因此，需要引入智能檢測裝置對跳廢料的情況進行實時的監控，實現當識別到料帶上有廢料時，沖床停止作業避免壓料等異常。

由圖4可知，頂事件“邊板有油污”的底事件共有3個，分別為鋼卷本身油污大，鋼卷庫放置架油污大，邊板模內攻絲潤滑油污大且潤滑油不易揮發。由圖5可知，頂事件“脹管后邊板松動”的底事件共有7個，分別為孔的直徑設計偏小、沖頭磨損、沖頭直徑偏小、沖頭松動、沖頭直徑偏大、孔的直徑設計偏大和沖頭有磁。

小組通過調查，最終選擇引入模具下死點檢測裝置來監控該問題，如圖9所示。該檢測裝置采用高性能接近傳感器，通過檢測合模間隙來識別模具的下死點，當檢測到的合模間隙超出正常范圍時，立即向沖床發出停機信號。

更改模具結構

由圖6可知，頂事件“銅管被邊板割破”的底事件共有10個，分別為模具內跳廢料、送料機回料、沖孔間隙設計偏大、沖頭磨損、凹模磨損、送料不到位、沖頭松動、沖頭直徑偏小、沖頭磨損和孔的直徑設計偏小。

田青青當即組織了一支突擊隊。按郝浮萍提供的線索，突擊隊員手持棍棒，分乘兩臺手扶拖拉機，連夜向十里開外的柳家營進發。我無法阻止她的行動，只好囑咐幾個心細的人暗中周旋，盡力避免發生流血沖突。

增加模具下死點檢測裝置

根據涂層與基體界面結合狀態，氣相沉積可分為覆蓋表層與擴散表層，主要應用于耐磨涂層，在高溫涂層中熱穩定性較好，涂層致密均勻且密度、純度、結構和晶粒度易于控制，結合強度較高。一般采用的測試方法有彎曲法、熱沖擊實驗法、劃痕法、壓痕法等。

目前，γ刀、射頻、化療、手術均為臨床治療原發性肝癌患者的常用手段，但隨著疾病的惡化，肝癌晚期患者的身體素質、機體抵抗能力、耐手術性均存在不同程度的下降，將導致手術治療受阻，僅有不足20.00%左右的患者可達到手術治療指征[3] 。故探尋新的非手術治療方式，已成為臨床亟待解決的問題。

方案實施：沖壓生產完經檢查合格的邊板，要求必須放置在專用除油架上進行統一的除油處理，邊板經過前處理后表面的油污會得到清潔，清潔后經過烘干工序會使得零件表面的水分得以蒸發，經烘干處理后的邊板即可下線進入倉庫，如圖7所示。

增加特殊情況全檢環節

改進過程：送料機回料即料帶倒退現象，往往會導致邊板的翻邊孔破損，因此要求員工在送料機回料后對零件進行全檢。

增加模具防誤送裝置

增設防誤送裝置，利用定位孔來檢測送料是否到位，當定位針能夠順利穿過定位孔，沖床正常運行；若未能順利穿過定位孔，則定位針回彈，沖床停止作業，如圖10所示。

過程能力分析

統計改善前、后一個月邊板不合格品的數據，分別對其過程能力進行分析(圖11)，改善前的過程能力Z值等于2.4729小于2.75，過程能力不足；而改善后的過程能力Z值等于3.0791大于2.75，過程能力充足。因此，改善后邊板的質量可靠性得到極大的提升。

計算渣鎖斗閥開關時間所需要的條件較多，涉及閥門自身的結構參數，液壓油的物理性質，液壓系統管路規格尺寸、敷設長度以及閥門與油站的高差等，如下所列:

結束語

通過開展FTA、PFMEA分析，得到了導致多孔零件邊板質量異常的五大影響因素，并逐一開展過程改進，包括增加除油處理環節、更改模具沖頭的連接結構、增加特殊情況全檢環節、增加模具防誤送裝置和引進模具下死點檢測裝置。五大措施實施后，邊板生產的過程能力指數由2.4729提升至3.0791，邊板的質量可靠性得到極大提升。