導讀：本文通過對機蓋外板精度波動的調研，介紹了其精度波動的原因及分析思路，重點分析了模具結構在連續批量生產中的重要性，滿足製件6個自由度的設定原則，有效提升了自動化生產效率，對前期模具結構設計有一定的借鑑意義。
調研背景
我司CHB025A車型PT2階段，在提升機蓋外板整線生產節拍的時候出現成品件翻邊稜線錯位、翹邊、前保和前風擋部位翻邊高度超差的現象，嚴重影響單件外觀品質及單件合格率，嚴重影響機蓋總成質量，為保證車型開發節點按時SOP量產，故專門成立問題排查小組對此問題展開調查研究。
調研目標
解決單件翻邊稜線錯位、翹邊、翻邊高度超差及精度驟降的問題，提高發動機蓋外板單件自動化生產節拍，達到公司開發目標SOP階段單件衝壓次數8.3件/分鐘，外板單件合格率95%的目標。
現場調研
（1）現狀描述
在PT階段末期，衝壓車間為提升單件生產效率，對其所有制件節拍進行優化提升，當機蓋外板節拍從7.7件/分鐘提升至8.3件/分鐘的時候，機蓋外板出現了品質問題：稜線不順、翻邊翹邊、面品凹陷等等，機蓋外板單件合格率從95%下滑至80%，嚴重影響衝壓車間單件直通率及後工位的工作順利開展。
（2）調研分析
如圖1所示，針對機蓋單件發生的面品及精度問題，首先的切入點為人、機、料、法、測的變化因素，發現機器設備和人為因素的變化；然後再確認下機蓋單件發生問題的部位，機蓋前風擋部位稜線錯位，機蓋前保部位稜線不順，機蓋左右兩側出現不同程度的稜線變形的現象；檢測機蓋單件精度發現，四周面差出現不同程度的高低變化不一致的現象；檢查機蓋外板翻邊高度發現，機蓋外板左右側翻邊高度變化不大，但是機蓋外板前保部位出現翻邊高度超差現象，原來(8±0.7）mm，現在前保部位的翻邊高度為10mm左右。而機蓋外板前風擋側原翻邊高度為(8±0.7）mm，現在前風擋部位的翻邊高度為6mm左右，翻邊高度嚴重超差。
圖1 機蓋部位問題分析
採用庫存舊機蓋外板單件進行檢查，並無面品問題，將庫存單件送檢精度，機蓋四周全間隙及面差均合格，檢查翻邊高度也在規定的合格範圍內。經過對比及排查近期模具變更記錄，機蓋外板全序模具並無產品設變及模具異常變更記錄。故判定此次問題的原因是機蓋外板單件生產失穩所致。那麼是什麼原因導致機蓋外板單件失穩呢？採用排除法，近期的變化點為機蓋外板單件節拍提升，調查發現機蓋外板單件整線自動化生產節拍由7.7件/分鐘提升至8.3件/分鐘以上後，出現批量單件不同程度的稜線錯位、翹邊及前保和前風擋部位的翻邊高度超差的現象。
將節拍調至7.7件/分鐘，生產機蓋外板面品及精度良好。當採用8.3件/分鐘的節拍生產機蓋外板時就不同程度的出現單件面品及翻邊高度超差的現象，自動化軌跡優化後只會對生產穩定性更有利。審查CHB025A機蓋外板工藝排布發現OP10為拉延，OP20為機蓋左右兩側側修，前保和前風擋側為正修及二級切刀形式，OP30為在前風擋側兩個φ16mm定位銷的前提下週全正翻，OP40為機蓋外板四角繼續側翻。
常規機蓋外板為了減少生產過程中料渣鉻傷製件的問題，採用在送料的前後側設置二級廢料刀工藝，此時在送料方向上不會佈置廢料刀，而是在機蓋左右兩側近送料方向的部位設置2把切斷廢料刀。由於機蓋左右側和前保側均設置了廢料刀，可以採用廢料刀符型面來對製件進行定位，但是前風擋側沒有廢料刀，此時會根據製件造型而定，是否製件存在生產效率提升而導致的製件失穩現象。
一般機蓋外板造型(在送料方向上截面圖如圖2所示）弧度與送料方向有個15°左右的角度，就算前風擋側沒有廢料刀，也足以保證製件在高節拍的生產效率下不會出現製件向送料側偏置的情況。但是CHB025A機蓋外板弧度較平，僅有5°，在生產節拍提高後，就出現了不同程度的製件竄動的現象，導致成品件出現面品缺陷及製件翻邊高度超差的問題。
圖2 送料方向上的截面圖
對策及效果驗證
綜上所述，機蓋外板出現面品不良及翻邊高度超差問題，主要是由於製件自由度失控導致。解決弧度較平類的機蓋外板，OP20定位失穩問題有以下幾種方案。
⑴拉延模具在料片的四角採用半月形造型成形，OP20應用拉延模具製造出的半月定位造型進行定位。此方案適用於設計初期，不適用於PT階段模具改造。
⑵拉延模具常規設計，OP20採用四周廢料刀型面定位。此方案適用於設計初期，且小批量生產的車型，不適用於中、大批量車型。
⑶直接改造OP20模具，在機蓋外板下模座前風擋側追加定位符型塊，用於防止製件前傾或生產過程中發生竄動。此方案適用於設計前期，同樣也適用於模具後期，適用於中大批量車型，製造成本低，整改週期短。
具體整改方案：在機蓋外板第二序模具下模前風擋側，儘可能遠的部位，追加工2個安裝平臺，用於安裝定位符型塊。採購2個45#鋼塊，加工成如圖3的樣式，除符型面不加工，加工製作螺釘過孔、銷釘底孔、安裝面等，鋒利部位倒角，然後將45#鋼塊安裝在下模座加工的安裝平臺上，將下模具運至數控機床，利用下模座的三個三銷基準孔作為加工基準，按照最新細化數模對符型塊進行加工，然後再修整推光順，最後調試穩定後，製作符型塊的銷釘，將其精準固定並定位，保證長期穩定高效生產。
圖3 整改後
結束語
模具結構改造後經過500臺份的效果驗證，機蓋外板單件品質達標、合格率達到95%，生產節拍達到8.3件/分鐘滿足量產條件，達到穩定量產的條件，保證了車型順利SOP量產要求，同時將此結構加入機蓋專件設計規範中，為後期模具結構設計提供了經驗性的成功案例。
—— 來源：《鍛造與衝壓》2020年第6期
