龍海元
(東風日產乘用車公司,廣東 廣州 510880 )
隨著生活水平的提高,活動范圍的不斷擴大,人們對于汽車的需求越來越大,汽車自身的安全性能、動力性能、外觀品質等直接影響汽車的銷量;汽車外觀品質除了與設計密切相關外,還要求外觀鈑件在沖壓制造時盡量少甚至零品質缺陷,但實際在沖壓生產的過程中,很難達到零外觀缺陷的理想狀態,其中星目(麻點)缺陷一直是困擾沖壓生產最大的問題點;隨著汽車涂裝時更為環保的水性油漆的大面積推廣,水性漆對外觀缺陷的掩蓋能力比油性漆弱,星目(麻點)缺陷問題在沖壓生產過程中將更為突出,解決這個問題也顯得尤為迫切。
星目一詞來源于日本汽車行業,日文名叫:ほしめ(hosime),是指細小的顆粒進入材料與凸模型面之間,沖壓后在部品表面形成的外觀壓印不良。星目不良一般多發在拉延工序,星目不良對沖壓生產本身沒有危害,但涂裝后往往能被發現,涂裝工程往前追塑到沖壓工程,計入沖壓不良。星目與壓痕類似,但沒有明確的界定,大致可以這樣說:切邊碎屑等約0.1mm以上的大塊的、堅硬的異物夾在凸模與材料之間,沖壓后造成的不良為壓痕;約0.1mm以下小塊的、硬度比鋼板小的異物如鋅粉、紙屑等造成的不良為星目。
沖壓生產的過程中,如果出現的星目是個別的、偶發的,未產生持續不良,這說明造成星目的異物隨板件帶走了,不影響后續部品的生產,這種情況比較常見,不良件返修后可正常使用,對沖壓生產的影響不大;有的星目是連續出現,說明異物粘在凸模上了,必須停機清除掉異物才可以生產,這個時候產生的小停機會對沖壓生產造成較大的影響,每停一次機,耗時至少5分鐘以上,一旦停機擦模次數過多,單個部品損失的生產效率就比較高了。
下面我們以日本小松(KOMATSU)高速自動化線為生產設備,以頂蓋部品為例來說明星目產生的原因及對策。
前面講到,星目不良之所以會發生,是因為材料與凸模型面存在小異物,材料承受沖壓力的同時,也將異物緊緊地壓住,異物的形狀就印在材料上了。如果沒有異物存在,就不會有星目不良產生。所以,只有找到了異物的來源,才能采取相應的對策。以下,是筆者的一些心得體會,與大家交流分享。
造成星目的異物來源,可以按兩種方法來尋找,一種方法是按材料流動的順序一步一步查找,另一種方法是按異物的成分來查找它的可能出處。
首先說第一種方法,按材料流動的順序來查找,按由近及遠的順序來排查。第一步、觀察沖壓不良品不良位置是否有規律,比如從幾批沖壓生產過程中,總結星目不良是否總是發生在同一位置或分散無規律。如果總是發生在同一位置或同位置發生的機率明顯高其它地方,說明這一位置經常會有異物產生,具體來源需要進一步往前查找;如果沒有找到規律就再往前工位確認。
第二步查看PB拉延件的外觀狀況及PB模具狀況,要重點確認:(1)確認拉延件兩面有無明顯破皮現像,特別是R角、拉延筋上,是否會有鐵粉鐵屑存在——如果有破皮或鐵粉存在,需要找到準確位置,對該位置進行間隙及光滑度確認及適當放大間隙;(2)確認凸模型面是否有損傷——對損傷位置進行拋光處理,嚴重時需要補焊及重新電鍍;(3)確認材料投入時是否與擋料塊有刮蹭(導致毛刺脫落)——調整機械手投料位置/角度或調整擋料塊位置或改變形狀;(4)確認投料及取料的吸盤是否干凈,吸盤空吸時會與凸模型面接觸,可能將異物留在型面上——定期清潔吸盤;
第三步確認材料運送過程的相關設備狀況:(1)確認材料對中的位置,活動定位塊拍打是否太大力或位置不正而將材料打變形(毛刺脫落或產生新的毛刺)——調整材料位置、拍打位置及拍打的力度;(2)確認傳送材料的皮帶/滾輪表面是否干凈——定期清潔/更換皮帶/滾輪;(3)確認拆垛處的磁力分層器表面是否光滑,是否會將材料側壁的毛刺碰傷脫落——更換磁力分層器;
第四步確認堆垛材料的狀況:(1)確認材料垛表面是否清潔,材料垛表面的異物會進入沖壓設備的材料傳送環節,進而污染干凈的材料,造成不規律的星目不良——使用前擦拭材料垛表面或落料完即用薄膜覆蓋保護;(2)確認材料垛側壁/大內孔壁是否有鐵粉/鐵屑,側壁/大內孔壁一般是切刀的位置,特別是有接刀口的側壁/內壁,更容易產生鐵粉/鐵屑——這樣的鐵粉/鐵屑比較隱蔽,單張材料不容易發現,必須在落料生產完即進行全周的外觀檢查,發現有鐵粉/鐵屑,要立即報修模具。
第五步確認落料模具及設備的狀況:(1)落料模具生產前及生產后切刀附件有無大量鐵粉/鐵屑存在——如果有,需要及時報修模具;(2)切斷后的材料與傳送皮帶/滾輪的過渡是否順利,有無磕碰——調整傳送皮帶/滾輪高度或追輔助支架;(3)傳送皮帶/滾輪表面是否干凈——定期清潔/更換皮帶/滾輪;(4)堆垛拍打器表面是否光滑/清潔——定期清潔/更換拍打器。
第六步確認卷材來料狀況及存放情況:(1)卷材的表面與側壁是否有異物,很多鋼廠是采用裸卷配送,導致材料存放一段時間后,表面/側壁/內圈會積上一層灰塵——要求鋼廠采用帶簡單包裝配送,使用前才拆開包裝;(2)確認卷材存放架子是否干凈,存放架上有異物的話,卷材的重量可能會將異物壓入最外圈材料里,不能輕易取出,落料生產過程中可能因振動脫落而污染其它材料——卷材存放前進行清潔。
我們也可以從造成星目異物的成分上來分析異物的來源。
第一步,收集異物。使用的工具是弱粘性的透明膠帶,生產過程中,找到異物后用透明膠帶取走異物(記得在膠帶上做好記錄);第二步,在實驗室用100倍放大鏡觀看異物的顏色、形狀、大小等外觀信息,拍照以方便后續分析,有條件的可以將異物樣品進行化學成分分析,并與疑似對象進行成分比對,以更精確判斷異物來源;第三步,從分析的結果上來查找異物的來源。根據筆者經驗,造成星目的異物一般有幾類。(1)異物較常見的是鐵粉/鐵屑——先排查 PB拉延件是否有破皮,有則修復;再看拉延筋上是否很多鐵粉鐵皮/鋅粉鋅皮,有則要考慮放大拉延筋間隙或考慮原材料的性能問題;然后再看拉延的后工序模具型面上是否有切粉等造成星目/壓痕。(2)異物是油漆皮。模具上的油漆皮老化,可能會在生產過程中掉落到型面上——對于星目較多的部品,要驗證上模是否會掉渣,并對掉渣進行對策。(3)異物是黃黑色銹點,這個一般常見于較長時間不使用的模具生產的首幾件部品,原因是拉延模表面銹點,用放大鏡檢查凸模型面,可以看到銹點真實存在——模具型面定期電鍍,生產前進行要清潔模具。
星目不良是一個綜合性的課題,不要期待做好了一項對策,不良率就能下降多少,這是沒有辦法預知的,但是,做會比不做好,一項一項地做好了,星目不良率才有可能下降到一個可接受的范圍,如果做了很多工作,不良率卻沒有明顯的下降,那說明你還沒有找到問題的根源,還得繼續努力;星目也是一個需要長期應對的課題,不要想著一次做好了,就能夠一勞永逸,那是不可能的事情,星目的對策需要通過標準化手段(作業標準書)將它們固化下來,變成日常工作中的一部分,有空就做,有空就預防,唯有這樣,星目不良率才能長久地維持在一個比較合理的范圍。