本文介紹了某汽車公司沖壓車間在新基地投產(chǎn)時,，在車型新標(biāo)準(zhǔn)、新要求的條件下,，清洗機清潔板料后出現(xiàn)板料表面油膜厚度不穩(wěn)定以及油膜分布不均的問題,，導(dǎo)致板料在拉延工序時開裂、褶皺的問題頻繁發(fā)生,。通過本次探討,，對問題的原因進行深入分析，制定措施并驗證,，使板料的油膜厚度達到要求值,，減少了模具調(diào)試時間，提高了零件質(zhì)量,。面對飛速發(fā)展的社會,，汽車行業(yè)已經(jīng)成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，同時汽車也成為了我們身邊不可缺少的交通工具,，隨著市場上汽車保有量的不斷增加,，客戶對于汽車的外觀表面的要求越來越高，這也導(dǎo)致汽車市場競爭不斷加大,。為了應(yīng)對競爭加劇的汽車市場,，各大汽車廠商在鈑金零件的制造過程中，必須嚴(yán)格把控零件表面質(zhì)量,。在汽車鈑金零件生產(chǎn)過程中,，為規(guī)避板料表面潔度不足造成鈑金件凹凸與模具型面受損等問題，沖壓的板料在進行生產(chǎn)前會通過清洗機進行清洗,，來保證板料的清潔度,，從而檢查板料的缺陷，但在這樣一個高度自動化的沖壓車間,，新的問題和挑戰(zhàn)也隨之而來,。背景介紹某汽車公司沖壓車間在進行新車型的門內(nèi)板模具試模時，生產(chǎn)人員反饋板料上油膜薄,，且存在分布不均的情況,，導(dǎo)致生產(chǎn)內(nèi)板深拉延板件時出現(xiàn)板料開裂問題，如圖1 所示,。機修部門采取的臨時增加油膜厚度的措施是少使用一個擠干輥,。但又引發(fā)另一個問題，在生產(chǎn)其他板料時又因油膜太厚出現(xiàn)褶皺,、油包,，如圖2 所示。板料油膜厚度不穩(wěn)定導(dǎo)致的零件開裂與褶皺，大大降低了成品零件的質(zhì)量合格率,，使得缺陷板料的外溢風(fēng)險大幅提高,。板料油膜厚度不穩(wěn)定的影響⑴對沖壓車間的影響主要體現(xiàn)在質(zhì)量與成本方面。板料油膜薄,，會造成內(nèi)板進行深拉延時出現(xiàn)開裂問題,，車間的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),，對開裂的成品件流出到下道工序是不可接受的,，這也要求質(zhì)檢人員對于板料質(zhì)量要嚴(yán)格把控。對于零件暗傷的情況,，一般是很難發(fā)現(xiàn)的,，這種零件流到油漆車間進行烘烤后，會出現(xiàn)開裂問題,，造成車身的報廢,。⑵板料開裂、零件不合格就必須及時停止生產(chǎn),，進行模具的維修和油膜的調(diào)整,，這樣一來停機時間會大大增加，而此時設(shè)備仍在開動,，導(dǎo)致了產(chǎn)能的浪費與設(shè)備利用率的降低,。
圖1 板料開裂狀態(tài) 
圖2 板料褶皺狀態(tài) ⑶清洗油屬于消耗品，板料油膜厚度增加,，清洗油的使用量也隨之提高,，加清洗油的頻次提升，車間的清洗油采購費用提高,。現(xiàn)場調(diào)查分析現(xiàn)場反饋板料油膜薄導(dǎo)致板料開裂問題后,，機修團隊立即組建油膜控制團隊，對此問題進行專項研究：⑴車間使用的清洗機由濟南二機床廠制造,，未配套涂油機,，實物如圖3 所示。⑵模具內(nèi)板件與外板件均使用清洗機,，并且清洗機的各項參數(shù)設(shè)置相同,。⑶現(xiàn)場使用的模具由億森、瑞鵠,、天汽模模具廠商提供,。⑷清洗機為四對輥清洗機，輥系采用東邦輥系,，是濟二使用頻次最高的輥系,。⑸內(nèi)板板料過清洗機后目視油量少，且板料開裂的頻次高,，如圖4 所示,。⑹使用TOHO 油膜計對油膜進行測量,，測量方法為表面光澤處的刻度表示油膜量；相對平坦的一面朝下靜置,；在稍暗狀態(tài)下用手電從油膜計端照射,，可看到中央油膜量為圓形；實際值為汽車鋼板,、鍍金材等的修正值,。⑺經(jīng)過對內(nèi)板件表面油膜的多次測量，油膜計顯示紅圈以內(nèi),，非正圓讀數(shù)0.3 ～0.5g/m2,，如圖5 所示，不滿足油膜要求值 0.5 ～1.5g/m2,。
圖3 清洗機實物 
圖4 板料油膜狀態(tài) 
圖5 油膜計測量值 驗證實施第一階段：原理分析板料能夠過清洗機,，主要是由引入輥將料引入清洗機，刷輥上下兩側(cè)的上下噴嘴噴射清洗油沖洗板料上下表面,，刷輥高速反轉(zhuǎn),，共同作用將板料洗凈，兩組擠干輥將多余的清洗油擠出板料,，并在板料表面形成油膜防銹,，如圖6 所示。板料油膜的厚薄主要由噴油量,、料片形狀,、壓力、料片表面的粗糙度,、速度,、溫度、擠干輥粗糙度,、滾軸硬度,、清洗油粘度這幾個參數(shù)決定。為了滿足門內(nèi)板油膜厚的要求,，首先提高清洗機凈油泵的轉(zhuǎn)速至最大2000r/min,，取消一個擠干輥的使用，并將擠干輥的壓力調(diào)整至最小12bar,，油膜值增大,，臨時滿足了門內(nèi)板拉延的要求。
圖6 清洗機原理示例 第二階段：檢查影響油膜的參數(shù)檢查凈油泵的運行情況,。噴油量的大小由清洗機的凈油泵決定,，將上箱體抬起200mm，在線調(diào)整清洗機凈油泵的轉(zhuǎn)速，噴油量發(fā)生變化且量大,，如圖7所示,，不存在油管堵塞的問題，噴油量的大小也與其他現(xiàn)場一致,，排除此原因,。
圖7 清洗機噴油實際狀態(tài) 確認(rèn)清洗油的品牌及型號，油箱加熱功能,。清洗油使用的是Quake 低粘度沖壓防銹劑,，油品選擇符合要求；清洗油的粘度也每周送至專業(yè)油品檢測部門進行檢測,。濟二清洗機油箱配備了自動加熱功能,，當(dāng)油溫低于設(shè)定溫度時，對其進行自動加熱,，隨時保證油品處于最佳溫度(40 ～45℃)，排除此原因,。檢查刷輥轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向,。經(jīng)過查詢程序發(fā)現(xiàn)，清洗機刷輥轉(zhuǎn)速是由系統(tǒng)自動控制,，并跟隨在清洗機操作界面給定的線速度進行控制,，未發(fā)現(xiàn)刷輥速度不變的情況，觀察刷輥的方向,，實際與進料方向相反,，不存在刷輥失效。檢查擠干輥的狀態(tài),。此前現(xiàn)場生產(chǎn)人員反饋,，清洗機里面卡進過板料，因此需要打開清洗機的上箱體檢查擠干輥的表面,，檢查發(fā)現(xiàn)此清洗機的擠干輥外觀正常,，沒有明顯外傷，擠干輥2 比擠干輥1 顏色稍淺,，清洗機過板料張數(shù)不足50 萬片,，是由于擠干輥浸油不足導(dǎo)致，對板料油膜薄有影響,。另擠干輥2 中間有兩處擦印,，輥系在運行一段時間后可自動彌補，造成目前此處位置油膜稍厚,，也是板料上出現(xiàn)部分油膜偏厚的原因,，如圖8 所示。
圖8 清洗機擠干輥檢查 生產(chǎn)過程中設(shè)置不同的壓力觀察油膜變化情況，經(jīng)過油膜計的測量,，符合帶有撓度清洗輥線壓力的變化規(guī)律,，壓力控制系統(tǒng)無故障。詢問生產(chǎn)情況得知,，需要油多的板件均為深拉延的內(nèi)板件,，主要是前門內(nèi)板和后門內(nèi)板，而外板在當(dāng)前清洗機參數(shù)的設(shè)置下進行生產(chǎn),，零件未出現(xiàn)質(zhì)量問題,，生產(chǎn)人員提出訴求，可以在生產(chǎn)前門內(nèi)板和后門內(nèi)板時在線調(diào)整油膜薄厚,。第三階段 ：確認(rèn)原因由于清洗機在開始投入使用前未按要求對擠干輥進行長達48 小時浸泡,，導(dǎo)致擠干輥未完全浸透，并且擠干輥仍在初期使用階段,，擠干輥的吸排能力有待進一步加強,，如圖9 所示。拉伸長度大的板料需要更厚的油膜才能保證拉延效果,，因此板料在過清洗機后需要附著更厚的油膜,。第三階段：制定解決方案針對前期清洗機擠干輥未浸透完全的問題，計劃在生產(chǎn)結(jié)束后對清洗機的擠干輥進行持續(xù)浸油處理,。對擠干輥2 實施噴淋,，在內(nèi)板需要更厚油膜時使用噴淋。第四階段：方案實施對擠干輥進行浸油處理,，利用取樣點的球閥,，外接一根管，打開清洗機的上箱體蓋,，對清洗機的擠干輥2 進行持續(xù)浸油,，如圖10 所示，此時擠干輥的壓力參數(shù)設(shè)置為35bar,；將刷輥反轉(zhuǎn),，將油液均甩至擠干輥1 上，可對擠干輥1 也進行浸油處理,，連續(xù)浸油時間為4h,。針對生產(chǎn)人員提出的要求，深拉延模具需要更厚油膜,，現(xiàn)場制作擠干輥2 噴淋裝置,，在需要更厚油膜時開啟使用。在后期清洗機長期放置或更換新輥以后,，亦可使用噴淋裝置對輥子進行浸油處理,，生產(chǎn)穩(wěn)定后建議常閉浸油裝置,，因為板料過清洗機后附著較多的油，從長遠考慮不利于成本控制,。在清洗機的程序內(nèi)增加配方,，針對不同模具板料對清洗機油膜的不同要求，生產(chǎn)人員可在配方內(nèi)進行設(shè)置,，比如擠干輥1 和2 的壓力,、凈油泵的轉(zhuǎn)速、刷輥的位置,，實現(xiàn)柔性油膜調(diào)整,，如圖11 所示。第五階段：效果驗證經(jīng)過半個多月的探索,，在2019 年8 月20 日的生產(chǎn)中,，與生產(chǎn)人員與模修人員共同對浸油處理后的油膜進行測試跟蹤，油膜目前達到0.8 ～1.0g/m2,，符合油膜要求,，見表1。
圖9 擠干輥吸排原理 
圖10 擠干輥浸泡 表1 清洗機油膜數(shù)據(jù)測試記錄 
圖11 清洗機各參數(shù)調(diào)整配方 第六階段：防止問題再發(fā)生⑴每周定期檢測油膜的變化情況,，使油膜管理形成適合線體實際情況,；⑵統(tǒng)計加清洗油的頻次，宏觀掌控油膜的變化情況,，可對成本管理提供依據(jù)；⑶對深拉延模具進一步的調(diào)整,，使之符合自動化線的生產(chǎn)要求,。結(jié)束語本文對沖壓零件油膜不穩(wěn)定，內(nèi)板件頻繁開裂及外板零件易褶皺的問題進行探討分析,，經(jīng)過攻關(guān)得到了沖壓車間清洗機參數(shù)使用規(guī)范的第一個工藝參數(shù),，并嘗試了一些方法和驗證了效果。
陳壘 沖壓車間電氣工程師,，主要從事沖壓自動化設(shè)備維修,、保養(yǎng)工作，曾參與過6250t 高速雙臂沖壓線的裝配調(diào)試項目與AGV 自動小車項目,，獲得南京大通汽車公司SV51 項目立功競賽先進個人獎,。
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