沖壓覆蓋件暗坑缺陷的“劃線式”無(wú)損修復(fù)方法

文/周緒圓,李乃樸,玄士安·一汽-大眾汽車有限公司

在沖壓件返修過(guò)程中，開(kāi)發(fā)出了一種暗坑缺陷的新型返修方法——“劃線式”無(wú)損修復(fù)方案。該方法對(duì)零件的減薄基本無(wú)影響，使用耗材少，修復(fù)時(shí)間短，大大提高了暗坑缺陷的返修效率。此方法利用局部熱脹冷縮原理消除應(yīng)力，從而達(dá)到薄板沖壓件修復(fù)的目的。

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，人們對(duì)汽車的沖壓外覆蓋件的品質(zhì)和外觀品質(zhì)要求越來(lái)越高。現(xiàn)代汽車行業(yè)的沖壓覆蓋件絕大部分為薄板冷沖壓加工工藝。冷沖壓加工是在常溫下，利用沖壓設(shè)備(壓力機(jī))和模具，使各種不同規(guī)格的板料或坯料在壓力的作用下發(fā)生永久變形或分離，制成所需要各種形狀零件(俗稱沖壓件或汽車覆蓋件)的一種壓力加工方法。沖壓件在加工完成后，由于模具、材料、設(shè)備等問(wèn)題，有些沖壓件成品表面會(huì)產(chǎn)生坑、包等缺陷；同時(shí)在員工擺件或者物流的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，都可能會(huì)撞傷或者碰傷零件，造成坑、包、劃傷的缺陷。此類缺陷經(jīng)過(guò)質(zhì)保人員評(píng)價(jià)后為B類項(xiàng)以上，必須返修合格后，方可在整車上使用。

在沖壓件返修過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多年返修經(jīng)驗(yàn)的積累，開(kāi)發(fā)出一種新型暗坑缺陷的返修方法——“劃線式”無(wú)損修復(fù)方案。該方法對(duì)零件的減薄基本無(wú)影響，使用耗材少，修復(fù)時(shí)間短，大大提高了暗坑缺陷的返修效率。此方法利用局部熱脹冷縮原理消除應(yīng)力，從而達(dá)到薄板沖壓件修復(fù)的目的。

暗坑缺陷的傳統(tǒng)修復(fù)方法

針對(duì)傳統(tǒng)的沖壓件坑、包缺陷返修的方法為：使用鈑金錘對(duì)汽車沖壓件上的坑、包部位進(jìn)行敲擊修復(fù)，再用刨刃刨平、拋光機(jī)進(jìn)行拋光。但是這種方法，在使用鈑金錘對(duì)坑、包需要敲擊的部位進(jìn)行敲擊時(shí)，需要利用鈑金錘在暗坑缺陷大致的位置敲擊，將坑包敲起，然后進(jìn)行維修。這種返修方式存在十分明顯的缺陷：操作者僅憑借自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行鈑金操作，難以準(zhǔn)確判斷表面凹陷變形的正確位置，增加了返修工時(shí)，降低了返修效率。

以大眾品牌某款車型前蓋外板(鋼件，0.7mm板厚)的一處較大的暗坑缺陷來(lái)舉例，其修復(fù)的詳細(xì)過(guò)程如下：

圖1為準(zhǔn)備工具(7種)：油石(20mm×20mm×200mm)、刨刃(BH125／350MM)、偏心打磨機(jī)(Zp345―5)，鈑金錘、墊鐵、橡膠錘、打磨片(120#、80#等)。

圖1 返修工具準(zhǔn)備

圖2為確認(rèn)缺陷：用油石確認(rèn)坑包缺陷的位置及大小。

圖2 油石確認(rèn)缺陷

圖3為平整波浪：用頂針或鈑金錘將凸起部分敲低、凹陷部分頂起，以手摸不明顯為準(zhǔn)。

圖3 敲擊平整波浪

圖4為刨削處理：用刨刃將平整后的表面刨平。

圖4 刨削處理

圖5為打磨拋光：用偏心打磨機(jī)將刨痕打磨掉，對(duì)表面進(jìn)行拋光。

圖6、圖7為表面檢查：分別對(duì)修復(fù)后的缺陷進(jìn)行手摸和油石檢查。如果返修不合格的話需要重復(fù)3～5步。

圖6 油石檢查確認(rèn)

圖7 減薄率測(cè)量

修復(fù)一件最快需要8分鐘，操作者體力耗費(fèi)較大，使用打磨片5片，打磨長(zhǎng)度超過(guò)20cm。

返修后零件的減薄率為17%，超出質(zhì)保給定的減薄率10%的標(biāo)準(zhǔn)，返修不合格。

繼承和發(fā)揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)文化，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力。日語(yǔ)學(xué)習(xí)要進(jìn)行雙向，甚至是多向的文化導(dǎo)入，在吸收日本先進(jìn)文化的同時(shí)，更要繼承和發(fā)揚(yáng)中國(guó)優(yōu)良的文化傳統(tǒng)。

在如上傳統(tǒng)返修方法下，該種暗坑缺陷無(wú)法返修，需要全部報(bào)廢，造成巨大的成本損失。

“劃線式”無(wú)損修復(fù)方法介紹

“劃線式”修復(fù)方法及原理簡(jiǎn)介

此方法是利用局部熱脹冷縮原理消除應(yīng)力，從而達(dá)到薄板沖壓件整形的目的。使用較硬且圓潤(rùn)的物體(頂針、油石、金屬棒)，對(duì)凹陷的制件表面進(jìn)行有規(guī)律的摩擦，使凹陷處A面溫度大于B面溫度，A面表面受熱膨脹產(chǎn)生張力，使凹陷位置騰起，同時(shí)消除彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力。

圖8 “劃線式”修復(fù)方法原理簡(jiǎn)圖

在返修過(guò)程中要根據(jù)暗坑的深淺、位置、大小等因素選擇不同的劃針及力度，一次未完成修復(fù)可循環(huán)劃起。

暗坑較淺且在型面中間，采用粗劃針，紋路稀疏，較輕力度即可。

暗坑較淺且靠近棱線位置，采用細(xì)劃針，紋路稀疏，中等力度即可。

暗坑較深且在型面中間，采用粗劃針，紋路密集，中等力度即可。

暗坑較深且靠近棱線位置，采用細(xì)劃針，紋路密集，靠近棱線處加重力度。

經(jīng)過(guò)對(duì)波浪缺陷進(jìn)行分析，將波浪分解為2個(gè)以上的暗坑(凸起部分反面看則是暗坑)，按照劃線返修暗坑的方法，可以成功修復(fù)波浪。

“劃線式”修復(fù)暗坑缺陷舉例

同樣以大眾品牌某款車型前蓋外板(鋼件，0.7mm板厚)的同一處較大暗坑缺陷來(lái)舉例，其修復(fù)的詳細(xì)過(guò)程如下：

圖9為準(zhǔn)備工具(4種)：油石(20mm×20mm×200mm)、打磨片(120#、80#等)、劃針。

圖9 返修工具準(zhǔn)備

圖10為確認(rèn)缺陷：用油石確認(rèn)坑包缺陷的位置及大小。

圖10 油石確認(rèn)缺陷

圖11為劃針?lè)敌蓿河脛濁樤谌毕菸恢眠M(jìn)行劃線處理，之后砂紙簡(jiǎn)單拋光銷號(hào)。

圖11 劃線返修

圖12、圖13為表面檢查：分別對(duì)修復(fù)后的缺陷進(jìn)行手摸和油石檢查。如果返修不合格的話需要重復(fù)10～12步。

圖12 油石檢查返修效果

圖13 減薄率測(cè)量

圖14 檢測(cè)探頭結(jié)構(gòu)

修復(fù)一件最快需要2分鐘，返修效率大大提升；返修后零件基本沒(méi)有減薄，減薄儀測(cè)量仍為0.7mm；

不需要?dú)鈩?dòng)工具和耗材，大量節(jié)約成本；

鍍鋅層完整，未破壞零件防腐和防銹蝕能力。

ABISⅡ數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備驗(yàn)證返修效果

沖壓車間引入的ABISⅡ汽車表面光學(xué)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于汽車行業(yè)中對(duì)漆前外覆蓋件進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。ABISⅡ系統(tǒng)基于條紋投射原理進(jìn)行測(cè)量，條紋被以β=50°的角度投射到被測(cè)物表面，并被位于表面垂直上方的CCD相機(jī)記錄下來(lái)，如圖15所示，使用單件表面正上方的電荷耦合攝像機(jī)記錄條紋圖，變形的表面就會(huì)導(dǎo)致變形的條紋，如圖15所示。將采集到的圖像使用電腦進(jìn)行評(píng)估，缺陷就被自動(dòng)檢測(cè)了出來(lái)。

圖15 測(cè)量原理圖

為了驗(yàn)證“劃線式”暗坑修復(fù)方法的有效性，利用ABISⅡ數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備對(duì)返修前后的缺陷零件進(jìn)行掃描檢測(cè)。可以看出，在返修前，該暗坑缺陷在ABISⅡ設(shè)備掃描結(jié)果中顯示表面凹陷數(shù)值為5.81～18.71μm，對(duì)比質(zhì)保所許可的極限樣件，該缺陷被評(píng)價(jià)為B＆B1類項(xiàng)(不合格缺陷)，見(jiàn)圖16、圖17，而且手感明顯，油石打磨狀態(tài)亦是顯而易見(jiàn)。

圖16 返修前暗坑缺陷狀態(tài)顯示1

圖17 返修前暗坑缺陷狀態(tài)顯示2

在經(jīng)過(guò)劃線返修后，該缺陷在ABISⅡ設(shè)備掃描結(jié)果中顯示無(wú)任何缺陷，見(jiàn)圖18，而且手感消失，油石打磨狀態(tài)無(wú)缺陷。

圖18 返修后暗坑缺陷狀態(tài)顯示

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可看出，“劃線式”修復(fù)沖壓覆蓋件暗坑的方法得到了油石、手摸、目視等傳統(tǒng)沖壓件表面檢驗(yàn)方式的驗(yàn)證。另外，在ABISⅡ數(shù)字化表面檢測(cè)方式下，同樣也證明了該返修方法的有效性。

“劃線式”無(wú)損修復(fù)方法應(yīng)用

“劃線式”修復(fù)沖壓覆蓋件暗坑的方法目前已在沖壓車間內(nèi)部進(jìn)行了全面推廣和應(yīng)用。該方法的應(yīng)用大大提高了缺陷零件的返修效率，同時(shí)大幅降低了缺陷零件返修不合格的報(bào)廢率。該返修方法目前已成功應(yīng)用于Audi A4L改款車型的右側(cè)圍外板油箱口暗坑缺陷的搶修以及其他外表面覆蓋件的缺陷修復(fù)。憑借其簡(jiǎn)便、高效的特點(diǎn)，該方法也已推廣至焊裝車間，用于白車身表面暗坑缺陷的修復(fù)。